LED點陣的驅(qū)動方法

LED點陣的驅(qū)動方法王文敬LED顯示屏LED顯示屏開展歷程30年回憶1970年代最早的GaP、GaAsP同質(zhì)結(jié)紅、黃、綠色低發(fā)光效率的LED已開始應(yīng)用于指示燈、數(shù)字和文字顯示。從此LED開始進(jìn)入多種應(yīng)用領(lǐng)域，包括宇航、飛機(jī)、汽車、工業(yè)應(yīng)用、通信、消費類產(chǎn)品等，普及國民經(jīng)濟(jì)各部門和千家萬戶。到1996年LED在全世界的銷售額已到達(dá)幾十億美元。盡管多年以來LED一直受到顏色和發(fā)光效率的限制，但由于GaP和GaAsPLED具有長壽命、高可靠性,工作電流小、可與TTL、CMOS數(shù)字電路兼容等許多優(yōu)點因而卻一直受到使用者的青瞇。最近十年，高亮度化、全色化一直是LED材料和器件工藝技術(shù)研究的前沿課題。超高亮度(UHB)是指發(fā)光強(qiáng)度到達(dá)或超過100mcd的LED。1991年日本東芝公司和美國HP公司研制成InGaA1P620nm橙色超高亮度LED，1992年InGaA1p590nm黃色超高亮度LED實用化。同年，東芝公司研制InGaA1P573nm黃綠色超高亮度LED，法向光強(qiáng)達(dá)2cd。1994年日本日亞公司研制成InGaN450nm藍(lán)(綠)色超高亮度LED。至此，彩色顯示所需的三基色紅、綠、藍(lán)以及橙、黃多種顏色的LED都到達(dá)了坎德拉級的發(fā)光強(qiáng)度，實現(xiàn)了超高亮度化、全色化，使發(fā)光管的戶外全色顯示成為現(xiàn)實。我國開展LED起步于七十年代，產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)于八十年代。全國約有100多家企業(yè)，95%的廠家都從事后道封裝生產(chǎn)，所需管芯幾乎全部從國外進(jìn)口。通過幾個“五年方案”的技術(shù)改造、技術(shù)攻關(guān)、引進(jìn)國外先進(jìn)設(shè)備和局部關(guān)鍵技術(shù)，使我國LED的生產(chǎn)技術(shù)已向前跨進(jìn)了一步。

什么是LED顯示屏？LED顯示屏就是lightemittingdiode，發(fā)光二極管的英文縮寫，簡稱LED。它是一種通過控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式。

LED顯示屏的組成局部LED顯示屏由很多個通常是紅色的發(fā)光二極管組成，靠發(fā)光二極管的亮滅來顯示字符。LED顯示屏的分類：1、按顏色基色可以分為

單基色顯示屏:單一顏色〔紅色或綠色〕。

雙基色顯示屏：紅和綠雙基色，256級灰度、可以顯示65536種顏色。

全彩色顯示屏：紅、綠、藍(lán)三基色，256級灰度的全彩色顯示屏可以顯示一千六百多萬種顏色。

2、按顯示器件分類

LED數(shù)碼顯示屏：顯示器件為7段碼數(shù)碼管，適于制作時鐘屏、利率屏等，顯示數(shù)字的電子顯示屏。

LED點陣圖文顯示屏：顯示器件是由許多均勻排列的發(fā)光二極管組成的點陣顯示模塊，適于播放文字、圖像信息。

LED視頻顯示屏：顯示器件是由許多發(fā)光二極管組成，可以顯示視頻、動畫等各種視頻文件。

LED顯示屏市場前景現(xiàn)狀：目前由于led顯示屏造價昂貴，主要應(yīng)用于比較高檔的場所，主要集中在城市的繁華場所，作為多媒體廣告的一局部。單雙色led顯示屏主要應(yīng)用于交通,高速公路,銀行、證券交易等金融場所。

以后：隨著人們生活水平的提高，戶外led顯示屏將逐漸應(yīng)用于各個行業(yè)。LED顯示屏技術(shù)優(yōu)勢(1)采用進(jìn)口LED優(yōu)質(zhì)管芯制作全彩顯示屏:具有視角大、功耗小、色彩均勻一致、屏厚超薄、屏體重量輕、故障率低、易維護(hù)等優(yōu)勢.

(2)采用PCTV卡:該卡是一塊性能卓越的集顯示、采集、視頻捕獲等功能的多媒體顯示卡,(3)采用最新DVI接口技術(shù):DVI接口(DigitalVisualInterface)是PC機(jī)與數(shù)字式平板顯示器(包括)接口的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。(4)采用室內(nèi)全彩系統(tǒng):該芯片除了完成顯示數(shù)據(jù)的分配任務(wù)之外,其特性是將接收的8位(8bit)顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成12位的PWM輸出脈沖,使顯示屏實現(xiàn)4096(12bit)級灰度控制(5)采用恒流驅(qū)動:該電路技術(shù)成熟運(yùn)行可靠,已經(jīng)在全彩顯示屏上廣泛的運(yùn)用,性能價格比高,為目前眾多公司常用的恒流驅(qū)動芯片,較好解決LED管壓降離散性之缺陷且性能良好,消除馬賽克.

3、按使用場合分類

室內(nèi)顯示屏：發(fā)光點較小，一般Φ3mm--Φ8mm，顯示面積一般幾至十幾平方米。

室外顯示屏：面積一般幾十平方米至幾百平方米，亮度高，可在陽光下工作，具有防風(fēng)、防雨、防水功能。

4、按發(fā)光點直徑分類

室內(nèi)屏：Φ3mm、Φ3.75mm、Φ5mm、

室外屏：Φ10mm、Φ12mm、Φ16mm、Φ19mm、Φ20mm、Φ21mm、Φ22mm、Φ26mm

室外屏發(fā)光的根本單元為發(fā)光筒，發(fā)光筒的原理是將一組紅、綠、藍(lán)發(fā)光二極管封在一個塑料筒內(nèi)共同發(fā)

顯示方式有靜態(tài)、橫向滾動、垂直滾動和翻頁顯示等。單塊模塊控制驅(qū)動12塊〔最多可控制24塊〕8X8點陣，共16X48點陣〔或32X48點陣〕，是單塊MAX7219〔或PS7219、HD7279、ZLG7289及8279等類似LED顯示驅(qū)動模塊〕的12倍〔或24倍〕！可采用“級聯(lián)”的方式組成任意點陣大顯示屏。顯示效果好，功耗小，且比采用MAX7219電路的本錢更低。LED顯示屏性能超群:發(fā)光亮度強(qiáng)在可視距離內(nèi)陽光直射屏幕外表時,顯示內(nèi)容清晰可見.超級灰度控制具有1024-4096級灰度控制,顯示顏色16.7M以上,色彩清晰逼真,立體感強(qiáng).靜態(tài)掃描技術(shù)采用靜態(tài)鎖存掃描方式,大功率驅(qū)動,充分保證發(fā)光亮度.自動亮度調(diào)節(jié)具有自動亮度調(diào)節(jié)功能,可在不同亮度環(huán)境下獲得最正確播放效果.技術(shù)先進(jìn)全面采用進(jìn)口大規(guī)模集成電路,可靠性大大提高,便于調(diào)試維護(hù).全天候工作完全適應(yīng)戶外各種惡劣性環(huán)境,防腐,防水,防潮,防雷，抗震整體性能強(qiáng)性價比高顯示性能好,像素筒可采用Φ26mm、Φ21mm等多種規(guī)格.先進(jìn)的數(shù)字化視頻處理技術(shù)分布式掃描，模塊化設(shè)計/恒流靜態(tài)驅(qū)動，亮度自動調(diào)節(jié)超高亮純色象素影像畫面清晰、無抖動和重影，杜絕失真視頻、動畫、圖表、文字、圖片等信息顯示聯(lián)網(wǎng)顯示、遠(yuǎn)程控制LED顯示屏的作用

1、起到商品宣傳，吸引顧客的作用。2、起到店面裝飾，提高企業(yè)檔次的作用。

3、起到照明，標(biāo)新立異的作用。

4、起到普及知識的作用?！部捎糜诓シ牌髽I(yè)產(chǎn)品的小信息，相關(guān)行業(yè)的知識〕

5、起到公告板的作用?！泊黉N，招聘信息發(fā)布〕

6、起到襯托氣氛的作用。通過顯示屏幕可播放上級領(lǐng)導(dǎo)及各種貴賓蒞臨參觀、指導(dǎo)的歡送詞，各種重大節(jié)日的慶祝詞等。

不可否認(rèn)，商家樹立廣告牌的最終目的就是宣傳商品信息，吸引目標(biāo)顧客，盡最大可能地賺取最大的利潤。而LED廣告牌正是為了實現(xiàn)這個目的成為企業(yè)宣傳的頭項選擇。超高亮度LED的應(yīng)用

1．信息指示燈

汽車信號指示:汽車指示燈在車的外部主要是方向燈、尾燈和剎車燈；在車的內(nèi)部主要是各種儀表的照明和顯示。超高亮度LED用于汽車指示燈與傳統(tǒng)的白熾燈相比具有許多優(yōu)點，在汽車工業(yè)中有著廣泛的市場。LED能夠經(jīng)受較強(qiáng)的機(jī)械沖擊和震動。平均工作壽命MTBF比白熾燈泡高出幾個量級，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出汽車本身的工作壽命，因此LED剎車燈可封裝成一個整體，而不必考慮維修。交通信號指示:用超高亮度LED取代白熾燈，用于交通信號燈、警示燈、標(biāo)志燈現(xiàn)已普及世界各地，市場廣闊，需求量增長很快。交通信號燈每個國家的主管部門都要制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定信號的顏色、最低的照明強(qiáng)度，光束空間分布的圖樣以及對安裝環(huán)境的要求等。2．大屏幕顯示

大屏幕顯示是超高亮度LED應(yīng)用的另一巨大市場，包括:圖形、文字、數(shù)字的單色、雙色和全色顯示。在表2中列出了LED顯示的各種用途。傳統(tǒng)的大屏幕有源顯示一般采用白熾燈、光纖、陰極射線管等；無源顯示一般采用翻牌的方法。表3列出了幾種顯示的性能比較。3．液晶顯示(LCD)的背照明

在液晶顯示中至少有10%采用有源光作為背照明，光源可使LCD顯示屏的黑暗的環(huán)境下易讀，全色LCD顯示也需要光源。4．固體照燈

全色超高亮度LED的實用化和商品化，使照明技術(shù)面臨一場新的革命，由多個超高亮度紅、藍(lán)、綠三色LED制成的固體照明燈不僅可以發(fā)出波長連續(xù)可調(diào)的各種色光，而且還可以發(fā)出亮度可達(dá)幾十到一百燭光的白色成為照明光源。

怎樣評估LED屏的好壞一塊全彩顯示屏的好壞主要可以從以下幾個方面來簽定：1.平整度

顯示屏的外表平整度要在±1mm以內(nèi)，以保證顯示圖像不發(fā)生扭曲，局部凸起或凹進(jìn)會導(dǎo)致顯示屏的可視角度出現(xiàn)死角。平整度的好壞主要由生產(chǎn)工藝決定。

2.亮度及可視角度

室內(nèi)全彩屏的亮度要在800cd/m²以上，室外全彩屏的亮度要在1500cd/m²以上，才能保證顯示屏的正常工作，否那么會因為亮度太低而看不清所顯示的圖像。3.白平衡效果

白平衡效果是顯示屏最重要的指標(biāo)之一。色彩學(xué)上當(dāng)紅綠藍(lán)三原色的比例為1：4.6：0.16時才會顯示出純粹的白色，如果實際比例有一點偏差那么會出現(xiàn)白平衡的偏差，一般要注意白色是否有偏藍(lán)色，偏黃綠色現(xiàn)象。白平衡的好壞主要由顯示屏的控制系統(tǒng)來決定，管芯對色彩的復(fù)原性也有影響。

4.色彩的復(fù)原性

色彩的復(fù)原性是指顯示屏對色彩的復(fù)原性，既顯示屏顯示的色彩要與播放源的色彩保持高度一致，這樣才能保證圖像的真實感。

5.有無馬賽克、死點現(xiàn)象

馬賽克是指顯示屏上出現(xiàn)的常亮或常黑的小四方塊，既模組壞死現(xiàn)象，其主要原因為顯示屏所采用的接插件質(zhì)量不過關(guān)。

死點是指顯示屏上出現(xiàn)的常亮或常黑的單個點，死點的多少主要由管芯的好壞來決定。

6.有無色塊

色塊是指相鄰模組之間存在較明顯的色差，顏色的過渡以模塊為單位了，引起色塊現(xiàn)象主要是由控制系統(tǒng)較差，灰度等級不高，掃描頻率較低造成的。

第一局部教學(xué)要求目的要求①顯示漢字的根本原理②漢字字形庫③LED點陣的驅(qū)動方法④掌握LED點陣的外部信號規(guī)律第二局部教學(xué)內(nèi)容一.任務(wù)目標(biāo)

設(shè)計一個16X16的LED點陣，輪流顯示“單片機(jī)技能訓(xùn)練”7個漢字二.硬件1.漢字顯示的根本原理為了能比較清楚地顯示出漢字字形，一般每一個漢字需要使用16X16點陣，如果需要將漢字筆畫顯示得更精細(xì)，就需要使用更大的點陣，如24X24點陣，36X36點陣等○●表示LED滅表示LED亮點陣法顯示漢字可用二進(jìn)制數(shù)表示LED的亮與滅，每行16只LED共需16位二進(jìn)制數(shù)，分為兩個字節(jié)。10H00H10HF8H10H88HFEH88H10H88H00010000000000000001000011111000000100001000100011111110100010000001000010001000………………………...00010010000010100001010000000110000100000000000012H0AH14H06H10H00H圖一漢字字模的產(chǎn)生圖一中第一行可以用10H和00H表示第一行LED的狀態(tài)，這樣全部16行共需32個字節(jié)。這32個十六進(jìn)制數(shù)稱為該漢字的字模，“機(jī)”的字?？梢源娣旁诔绦虼鎯ζ髦蠮I：DB010H,000H,010H,0F8H,010H,088H,0FEH,088HDB010H,088H,010H,088H,038H,088H,034H,088HDB054H,088H,050H,088H,091H,008H,011H,00AHDB012H,00AH,012H,00AH,014H,006H,010H,000HLED點陣模塊常見的點陣模塊是8*8只LED的點陣，8*8只單色LED點陣模塊為了減少外部引線，點陣模塊內(nèi)部已經(jīng)將LED連接為矩陣形式，只將行線和列線引出，LED點陣分為共陽和共陰兩種，指的是行引出線為共陰或共陽

LED點陣的驅(qū)動方法由于LED點陣的LED數(shù)量較多，應(yīng)用中只能使用動態(tài)驅(qū)動。例如，16*16的LED點陣可以使用16*16的驅(qū)動方式，也可以使用8*32的驅(qū)動方式等8列7列2行1列4行6列4列1行○○○○○○○○○○○○○○○○5行7行2列3列8行5列6行3行16*16的驅(qū)動方式

使用16*16的驅(qū)動方式時，16列送字模數(shù)據(jù)，16行掃描，LED的顯示周期為1/16.需要使用16*16點陣時，可使用4片8*8點陣器件拼接而成。16*16掃描方式掃描碼：每次掃描