技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及電子信息技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種LED顯示系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)現(xiàn)，近年來(lái)，LED電子顯示屏作為一種高科技產(chǎn)品日益引起人們的重視。它可以實(shí)時(shí)顯示或循環(huán)播放文字、圖形和圖像信息，具有顯示方式豐富、觀賞性強(qiáng)、顯示內(nèi)容修改方便、亮度高、顯示穩(wěn)定且壽命長(zhǎng)等多種優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于商業(yè)廣告、體育比賽、交通信息報(bào)導(dǎo)等諸多領(lǐng)域。
LED顯示屏的核心技術(shù)主要集中在控制器中。目前，大部分異步顯示屏采用的是8位或16位的微控制器，由于受到微處理器的處理速度、體系架構(gòu)、尋址范圍、外圍接口資源等諸多限制，已難以在要求顯示較多像素、顯示內(nèi)容幀頻較高、動(dòng)態(tài)顯示效果復(fù)雜的情況下得到良好的動(dòng)態(tài)視覺效果。
因此需要提供一種LED顯示系統(tǒng)來(lái)避免上述缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的提供一種LED顯示系統(tǒng)，與以前相比有了更為優(yōu)異的性能。
一種LED顯示系統(tǒng)，所述LED顯示系統(tǒng)包括依次鏈接的PC、控制系統(tǒng)和LED顯示屏，所述控制系統(tǒng)包括輸入接口、信號(hào)控制器和輸出接口，所述LED顯示屏包括發(fā)光二極管構(gòu)成的點(diǎn)陣或像素陣列、驅(qū)動(dòng)電路、控制系統(tǒng)和傳輸接口以及相應(yīng)的應(yīng)用軟件。
優(yōu)選地，所述LED顯示屏驅(qū)動(dòng)電路用來(lái)接受來(lái)自控制系統(tǒng)的數(shù)字信號(hào)，使LED陣列按要求點(diǎn)亮。
優(yōu)選地，所述控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收、轉(zhuǎn)換和處理各種外部信號(hào)，并以一定的規(guī)律和方式將信號(hào)傳送到LED顯示屏上顯示。
本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益效果：
本發(fā)明提供的一種LED顯示系統(tǒng)，在局部設(shè)計(jì)上采用模塊化電路設(shè)計(jì)，按功能分成不同的模塊，每個(gè)模塊之間只需要極少的聯(lián)系，極大的提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。調(diào)試、維護(hù)難度大大降低；先進(jìn)的分布式掃描技術(shù)，顯示部分的掃描采用掃描控制技術(shù)，顯示部分被分成不同的單元，獨(dú)立進(jìn)行掃描。每個(gè)單元間的信號(hào)采用信號(hào)鎖存技術(shù)進(jìn)行同步控制，顯示的穩(wěn)定性大大增強(qiáng)；可視性好，采用高性能LED驅(qū)動(dòng)芯片構(gòu)成的顯示屏具有高亮度、色彩鮮艷、視角大，壽命長(zhǎng)（不少于50,000小時(shí)），穩(wěn)定性高，響應(yīng)速度快等特點(diǎn)；易于安裝，采用顯示單元板或顯示單元箱體，可根據(jù)用戶要求和應(yīng)用場(chǎng)所要求任意組裝成所需要的顯示屏尺寸，如果要擴(kuò)大或縮小系統(tǒng)規(guī)模，只須按需要在系統(tǒng)中增加新單元，或拆去某個(gè)單元，系統(tǒng)完整性不會(huì)受到多少影響，便于安裝和維護(hù)。
具體實(shí)施方式
為了清楚了解本發(fā)明的技術(shù)方案，將在下面的描述中提出其詳細(xì)的結(jié)構(gòu)。顯然，本發(fā)明實(shí)施例的具體施行并不足限于本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟悉的特殊細(xì)節(jié)。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)描述如下，除詳細(xì)描述的這些實(shí)施例外，還可以具有其他實(shí)施方式。
一種LED顯示系統(tǒng)，所述LED顯示系統(tǒng)包括依次鏈接的PC、控制系統(tǒng)和LED顯示屏，所述控制系統(tǒng)包括輸入接口、信號(hào)控制器和輸出接口，所述LED顯示屏包括發(fā)光二極管構(gòu)成的點(diǎn)陣或像素陣列、驅(qū)動(dòng)電路、控制系統(tǒng)和傳輸接口以及相應(yīng)的應(yīng)用軟件，所述LED顯示屏驅(qū)動(dòng)電路用來(lái)接受來(lái)自控制系統(tǒng)的數(shù)字信號(hào)，使LED陣列按要求點(diǎn)亮，所述控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收、轉(zhuǎn)換和處理各種外部信號(hào)，并以一定的規(guī)律和方式將信號(hào)傳送到LED顯示屏上顯示。
驅(qū)動(dòng)電路：LED顯示屏驅(qū)動(dòng)電路的主要作用是接受來(lái)自控制系統(tǒng)的數(shù)字信號(hào)，使LED陣列按要求點(diǎn)亮。
（1）從采用的器件來(lái)分有常規(guī)型、專用型及功能型：
常規(guī)型驅(qū)動(dòng)電路是采用通用的集成電路，如74HC154,74HC595,74LS374等作為數(shù)據(jù)裝載的主要器件。這種設(shè)計(jì)，原理簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，且?guī)缀醪皇芷骷?lái)源的限制，是目前較為廣泛的應(yīng)用形式。
專用型驅(qū)動(dòng)電路，是國(guó)內(nèi)一些有實(shí)力的LED顯示屏制造廠家，通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)手段，研究開發(fā)出的適合自己產(chǎn)品的專用LED顯示屏驅(qū)動(dòng)IC。國(guó)外的許多IC制造商也在跟蹤這個(gè)市場(chǎng)，紛紛推出一些新的驅(qū)動(dòng)IC。這些專用型的驅(qū)動(dòng)IC，有的比較簡(jiǎn)單，僅僅是提高了原來(lái)通用型驅(qū)動(dòng)IC的集成度或驅(qū)動(dòng)能力;有的則比較復(fù)雜，是根據(jù)自己的產(chǎn)品特點(diǎn)開發(fā)出來(lái)的。
功能型驅(qū)動(dòng)集成電路是在專用型驅(qū)動(dòng)IC的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。它不僅可以使顯示屏的功能增強(qiáng)，而且還大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度，提高了LED顯示屏的整體穩(wěn)定性，是LED顯示屏驅(qū)動(dòng)電路的發(fā)展趨勢(shì)。
（2）從實(shí)現(xiàn)信息刷新的原理上分，LED屏驅(qū)動(dòng)電路分掃描型及鎖存型兩種：掃描型是指顯示屏4行、8行、16行等n行發(fā)光二極管共用一組列驅(qū)動(dòng)寄存器，通過(guò)行驅(qū)動(dòng)管的分時(shí)工作，使得每行LED的點(diǎn)亮?xí)r間占總時(shí)間的1/n，只要整屏的刷新速率大于50HZ，利用人眼的視覺暫留效應(yīng)，就可形成一幅完整的文字或畫面。這種設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，使用元器件較少，成本較低，但由于是分時(shí)工作，使得每一行LED的點(diǎn)亮?xí)r間減少，使LED的亮度有所降低。這種驅(qū)動(dòng)方式一般用于室內(nèi)LED顯示屏。
鎖存型驅(qū)動(dòng)是指顯示屏上的每一個(gè)LED都對(duì)應(yīng)于一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，與掃描型不同，驅(qū)動(dòng)寄存器無(wú)需時(shí)分工作，每個(gè)LED的亮度占空比接近100%。鎖存型驅(qū)動(dòng)如采用常規(guī)型的設(shè)計(jì)方法，則所用元器件較多，成本較高，如采用專用型或功能型IC設(shè)計(jì)，則成本將大幅度降低。一般室外LED顯示屏大多用鎖存型驅(qū)動(dòng)。
控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收、轉(zhuǎn)換和處理各種外部信號(hào)，并以一定的規(guī)律和方式將信號(hào)傳送到LED顯示屏上顯示?？刂葡到y(tǒng)是LED顯示屏中的一個(gè)至關(guān)重要的組成部分，它的性能以及所能實(shí)現(xiàn)的功能，也直接代表了顯示屏產(chǎn)品的性能水平。
（1）從實(shí)現(xiàn)控制的方式來(lái)看，系統(tǒng)控制電路可分為集中式和分散式兩種：集中式控制系統(tǒng)是指LED顯示屏僅受一個(gè)控制系統(tǒng)指揮，各個(gè)顯示單元具有共同的數(shù)據(jù)信號(hào)，外同步信號(hào)和特別控制時(shí)基信號(hào)。采用這種方式，需要處理的整屏信息量大，工作時(shí)時(shí)鐘頻率較高，控制系統(tǒng)復(fù)雜，但易于管理，系統(tǒng)可靠性高，成本低。
分散式控制系統(tǒng)是指顯示屏的每一個(gè)單元都有自己的控制系統(tǒng)，各顯示單元僅有共同的數(shù)據(jù)信號(hào)和外同步信號(hào)，而沒有共同的特別控制時(shí)基信號(hào)，采用這種方式，僅需處理一個(gè)單元的信息量，其信息量和工作時(shí)鐘頻率都比較低，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也很簡(jiǎn)單，控制電纜數(shù)據(jù)量少，控制距離可較大，同時(shí)在單元的生產(chǎn)過(guò)程中基本上完成了整屏的調(diào)試。其結(jié)構(gòu)形式大多為半移動(dòng)式結(jié)構(gòu)，但采用這種方式，元器件的成本較高。
（2）從顯示的實(shí)時(shí)性可分為同步顯示及異步顯示兩種：
同步顯示方式是指LED顯示屏能同步顯示計(jì)算機(jī)CRT上的信息，可將LED顯示屏當(dāng)作一個(gè)計(jì)算機(jī)的外接大顯示器。
異步顯示方式常用于由單片機(jī)控制的顯示系統(tǒng)中。在信息顯示的實(shí)時(shí)性要求不高的情況下，單片機(jī)通過(guò)串口按一定的通訊協(xié)議接收來(lái)自計(jì)算機(jī)串口的信號(hào)，通過(guò)處理后，以一定的規(guī)律將數(shù)據(jù)送至顯示屏顯示。這類顯示屏的功能比較單一，只適用于簡(jiǎn)單的文字及圖形顯示。
（3）從顯示的效果可分為無(wú)灰度級(jí)顯示及多灰度級(jí)顯示兩類：
無(wú)灰度級(jí)顯示是指LED顯示屏的每像素點(diǎn)都只有亮與不亮兩種狀態(tài)，且全屏點(diǎn)亮的刷新時(shí)間一樣長(zhǎng)。
多灰度級(jí)顯示是指LED顯示屏中每像素點(diǎn)的亮度是可控的如16級(jí)灰度就是指每點(diǎn)的亮度從暗到亮可分為16級(jí)。顯然無(wú)灰度級(jí)顯示屏只適用于顯示文字或簡(jiǎn)單的圖形，而多灰度級(jí)的顯示屏就能顯示豐富多彩的畫面。
顯示類型：LED大屏幕顯示可分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)掃描顯示兩種。
靜態(tài)顯示每一個(gè)像素需要一套驅(qū)動(dòng)電路，如果顯示屏為N×M個(gè)像素，則需要N×M套驅(qū)動(dòng)電路;動(dòng)態(tài)掃描顯示則采用多路復(fù)用技術(shù)，如果是P路復(fù)用，則每P個(gè)像素需一套驅(qū)動(dòng)電路，N×M個(gè)像素僅需N×M/P套驅(qū)動(dòng)電路。對(duì)動(dòng)態(tài)掃描顯示而言，P越大，所需驅(qū)動(dòng)電路就越少，成本也就越低，引線也大大減少，更有利于高密度顯示屏的制造。在實(shí)際使用的LED大屏幕顯示器中，很少采用靜態(tài)驅(qū)動(dòng)。
LED點(diǎn)陣顯示模塊的顯示一般采用動(dòng)態(tài)掃描驅(qū)動(dòng)方式，每次最多只能點(diǎn)亮一行LED。處理器通過(guò)和驅(qū)動(dòng)器的協(xié)同工作來(lái)完成對(duì)每一個(gè)LED點(diǎn)陣顯示模塊內(nèi)每個(gè)LED顯示點(diǎn)的亮、熄滅控制操作。
數(shù)據(jù)采集器從顯示卡上獲取顯示數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)化為幀控制器所需的數(shù)據(jù)格式。幀控制器從數(shù)據(jù)采集器上獲得數(shù)字化的顯示信號(hào)后，經(jīng)過(guò)篩選、拾取后，將需要在LED顯示屏上顯示的內(nèi)容轉(zhuǎn)換為掃描板所需要的數(shù)據(jù)格式。也就是說(shuō)，幀控制器將計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)接口獲取控制信號(hào)，使用戶能通過(guò)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用軟件（LED管理工具）完成對(duì)LED屏的控制和調(diào)節(jié)，使幀控制器不但能適應(yīng)各種不同規(guī)格的LED屏，還能調(diào)節(jié)整屏的亮度和各色的全屏亮度功能，使LED屏具有出色的節(jié)能效果。當(dāng)主控計(jì)算機(jī)與LED屏相距較遠(yuǎn)時(shí)，可利用幀控制器上的長(zhǎng)線發(fā)送電路和長(zhǎng)線接收卡完成幀控制器與掃描板之間的數(shù)據(jù)傳輸。行控器以串行級(jí)聯(lián)的方式連接，從而完成數(shù)據(jù)在顯示屏上某一方向的分配。各行控制器能從其級(jí)聯(lián)總線上獲取其所需的顯示數(shù)據(jù)。由于在級(jí)聯(lián)中加入了定位信息，所以行控制器無(wú)須外部設(shè)置即可自動(dòng)定位。因此在全系列的LED控制系統(tǒng)中，行控制器就成為一種通用的標(biāo)準(zhǔn)部件。顯示單元模塊是由LED顯示控制芯片及其外圍電路組成。顯示單元模塊也是以串行級(jí)聯(lián)方式來(lái)完成顯示數(shù)據(jù)在LED屏上的另一個(gè)方向上的數(shù)據(jù)分配。在掃描板控制下，顯示單元模塊重復(fù)顯示的頻率不低于120Hz，且控制輸出引腳上輸出的是一個(gè)帶有非線性視覺糾正的具有256級(jí)灰度的以占空比形式表示的灰度值。
本發(fā)明提供的一種LED顯示系統(tǒng)，在局部設(shè)計(jì)上采用模塊化電路設(shè)計(jì)，按功能分成不同的模塊，每個(gè)模塊之間只需要極少的聯(lián)系，極大的提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。調(diào)試、維護(hù)難度大大降低；先進(jìn)的分布式掃描技術(shù)，顯示部分的掃描采用掃描控制技術(shù)，顯示部分被分成不同的單元，獨(dú)立進(jìn)行掃描。每個(gè)單元間的信號(hào)采用信號(hào)鎖存技術(shù)進(jìn)行同步控制，顯示的穩(wěn)定性大大增強(qiáng)；可視性好，采用高性能LED驅(qū)動(dòng)芯片構(gòu)成的顯示屏具有高亮度、色彩鮮艷、視角大，壽命長(zhǎng)（不少于50,000小時(shí)），穩(wěn)定性高，響應(yīng)速度快等特點(diǎn)；易于安裝，采用顯示單元板或顯示單元箱體，可根據(jù)用戶要求和應(yīng)用場(chǎng)所要求任意組裝成所需要的顯示屏尺寸，如果要擴(kuò)大或縮小系統(tǒng)規(guī)模，只須按需要在系統(tǒng)中增加新單元，或拆去某個(gè)單元，系統(tǒng)完整性不會(huì)受到多少影響，便于安裝和維護(hù)。
最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請(qǐng)待批的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。