段振棋

摘 要 科技改變生活，其首當(dāng)其沖的就是LED顯示屏的普及，由于可以隨意顯示數(shù)字、漢字、圖像，室內(nèi)外皆可等特點(diǎn)深受消費(fèi)者的歡迎。LED顯示屏跟上一代的液晶顯示屏相比，有無法比較的長處。隨著科技水平的提高使得LED顯示器的結(jié)構(gòu)與性能上有較大的改進(jìn)，其性價比不斷地升高。本文通過淺談LED顯示屏設(shè)計流程，了解LED技術(shù)所帶來的優(yōu)勢，使得我們更加了解這種新型的顯示器所帶來的便利。

【關(guān)鍵詞】LED 顯示屏 發(fā)光二極管 設(shè)計

1 LED顯示器的簡介

LED顯示屏，是電子顯示器家族的一種，也是現(xiàn)在主流的新型顯示器。通過其許許多多的半導(dǎo)體發(fā)光二極管通過其像素點(diǎn)陣式的均勻排列組成。利用不同的材料可以制造不同色彩的LED像素點(diǎn)，通過對其二極管的亮滅以顯示信息。不僅如此，信息是可以隨時更換，從而做到了快捷、方便。而LED顯示器的各部分組件通過模塊化結(jié)構(gòu)的顯示器件所構(gòu)成。LED顯示屏與上一代液晶顯示屏相比較，不受天氣地域的影響，風(fēng)雨無阻。不但如此，LED顯示器的優(yōu)點(diǎn)也是其他顯示器無法超越的。LED之所以受到消費(fèi)者的喜愛，與本身的優(yōu)點(diǎn)密不可分。通過其LED的發(fā)展前景分析，研究LED會帶來無限可能。由于現(xiàn)階段科技水平的不斷提高使得LED高耐度、高效果等全方位發(fā)展。

2 LED顯示器系統(tǒng)的組成及其特性

通過對其LED顯示器分析得出二極管是LED的核心組成成分。二極管是化合物，是由鎵與砷的化合而成的，電子和空穴的結(jié)合后，會在其中發(fā)出一定的輻射，使得發(fā)出可見光。通過控制其二極管的種類使其控制不同種類的光以達(dá)到其顯示器的顯示效果，通過顯示屏幕以顯示各種信息以讓觀看者收集信息。而顯示器中的發(fā)光材料的是由若干個可組合拼接的二極管所構(gòu)成屏幕的主體，還有一套其對二極管發(fā)光的控制程序。他是用發(fā)光二極管芯片相互連接而成的，從而組成其顯示的發(fā)光點(diǎn)或者發(fā)光區(qū)域。LED顯示器主要由兩部份組成，他通過控制二極管的燈的開關(guān)來控制程序，從而使得屏幕顯示出對應(yīng)的圖片文字或者動畫，電影等內(nèi)容。而另一部分是電源管理系統(tǒng)，電源系統(tǒng)負(fù)責(zé)將輸入外界的電壓或電流轉(zhuǎn)為合理的需要的電壓電流，才能夠讓顯示器正常的工作。

3 大功率LED的設(shè)計

LED顯示屏通過利用軟件，硬件，驅(qū)動電路和控制系統(tǒng)組合而成的。而對于一個質(zhì)量性能優(yōu)越的LED顯示器，它所需要的材料也是至關(guān)重要的。對它的LED燈箱體，開關(guān)電源，驅(qū)動芯片，接插件，電路板和芯片，IC器件等都有極其嚴(yán)格的要求。幾個條狀發(fā)光二極管芯片通過組合排列形成其半導(dǎo)體二極管的數(shù)碼管。它也擁有多種結(jié)構(gòu)，例如“反射罩型”，“條形七段型”，通過其半導(dǎo)體二極管構(gòu)成點(diǎn)陣陣列的方式，再以驅(qū)動電路、控制系統(tǒng)和傳輸接口等硬件與程序設(shè)計軟件構(gòu)成其優(yōu)良的LED顯示器。通過對其電路的研究可以分為以下的幾點(diǎn)：

3.1 驅(qū)動電路

通過對其LED顯示屏分析后可以得出，作用是在顯示屏上的驅(qū)動電路通過接受來自控制系統(tǒng)所發(fā)出的信號，并且通過分析得出其數(shù)字信號所要表達(dá)的意思，按其信號的表達(dá)要求點(diǎn)亮其控制區(qū)域的LED的燈。

3.2 控制系統(tǒng)

在LED顯示器中，必須有一個控制系統(tǒng)對其外界信號進(jìn)行接收、轉(zhuǎn)換和處理的功能，并轉(zhuǎn)換成顯示器讀的懂的信號，而后在傳送其LED顯示屏中以控制其燈的亮滅。通過對其LED顯示屏分析可得出，相當(dāng)于人類的大腦一樣的LED控制系統(tǒng)是整個電路的核心系統(tǒng)?？煞譃榧惺娇刂婆c分散式系統(tǒng)兩種系統(tǒng)：對實(shí)時性的測試分析可得出同步顯示系統(tǒng)及異步顯示系統(tǒng)。而性能優(yōu)越的控制系統(tǒng)即可直接關(guān)系到顯示屏的性能。

通過對其硬件進(jìn)行分析可知，顯示屏的核心組件是微處理器，而微處理器處理所構(gòu)成的控制系統(tǒng)性能方面是出色的。對于屏體來說其主體部分的構(gòu)成是顯示的點(diǎn)陣與行列所驅(qū)動電路控制。通過8乘8的單色顯示其顯示點(diǎn)陣，充分更好的表達(dá)出信息。而對于控制電路則采用其動態(tài)掃描驅(qū)動方式以達(dá)到驅(qū)動LED器件的目的，一個控制器可以控制兩行的LED的亮度。每一個單元接收控制上一級顯示單元所傳輸?shù)男盘?，再將信號傳送到下一個的模塊單元顯示，以至于LED顯示屏能夠開闊到更多的顯示單位，使其用來顯示更多的想要表達(dá)的內(nèi)容。在其系統(tǒng)中利用8031單片機(jī)控制器件使其控制其整個系統(tǒng)來協(xié)調(diào)工作。使用8個74LS273，觸發(fā)器和2個74LS139 ，2：4線譯碼器組成其數(shù)字電路系統(tǒng)，通過調(diào)整電路中的所有的74LS273片選通地址，以達(dá)到其控制整個電路的使用。再使用SPT軟件設(shè)計其LED顯示器的點(diǎn)陣大小，使其分割成所需的單片機(jī)電路的數(shù)據(jù)格式，使其模塊化與智能化。

4 我國LED技術(shù)的問題

我國的LED技術(shù)低于其他發(fā)達(dá)國家，主要所面臨的問題為：

（1）LED顯示的亮度不足，不能更好的分辨。由于我國的工業(yè)水平不足使得LED亮度不足，使得目前LED中只能在合適的條件下工作，不能夠在惡劣的環(huán)境下工作并達(dá)到足夠的亮度。這對于LED顯示器的發(fā)展是一項巨大的挑戰(zhàn)。

（2）多個 LED 色差問題：現(xiàn)階段，單個LED顯示器，基本上不存在色差問題，但是使用多個LED的話，就能比較出其色差。雖然目前我國已有技術(shù)來改善此問題，但由于技術(shù)和生產(chǎn)水平所限同一批次LED顯示器中仍然存在差異，這種差異很容易被辨認(rèn)出，難以保證其色彩還原性和逼真性。

（3）散熱性能差。

5 結(jié)語

LED顯示技術(shù)作為一種電子信息顯示技術(shù)，隨著我國科研能力的逐步提高，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，它的使用滿足了各種不同市場的需求，發(fā)展前景非常廣闊，通過本文，我深刻的了解了LED的工作原理和主要特性，也清楚點(diǎn)陣LED顯示屏的構(gòu)成和原理，為以后繼續(xù)研究LED顯示器做好充分的準(zhǔn)備。了解其LED技術(shù)所帶來的優(yōu)勢，使得我們更加了解這種新型的顯示器所帶來的便利，LED顯示系統(tǒng)以其優(yōu)異的性能將會有更為廣闊的發(fā)展前景和消費(fèi)市場。

參考文獻(xiàn)

[1]袁曉溪.基于單片機(jī)的LED顯示系統(tǒng)[D].吉林大學(xué)，2015.

[2]李衛(wèi)衛(wèi).基于ARM的LED顯示屏多功能控制系統(tǒng)研究與設(shè)計[D].東華大學(xué)，2013.

[3]李俊凱，許子愉，喬波.液晶背光組件用LED光條測量方法[J].信息技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2017（09）.

作者單位

襄陽五中 湖北省襄陽市 441021