LED显示屏的扫描算法 第9页
27
举例说明：n=8,x=3,s=4,行优先扫描，将m=4,5,6,7的子场拆成两次扫描，为了使拆
分对p分量产生最大的影响，需要将拆分的子场时间间隔控制在
2
T
附近。可以采用图15所
示拆分方式：
图4中(B)部分的数字表示灰度级m2的指数，(A)部分中的数字表示灰度级所对应的子场时
间。采用这种扫描方式时子场的时间
m
T将由下式表达：
①当0≤m≤3时，()())
2,
2:
[T
DmTT
TtCmT
n
∈??
()
34
153
4
+=
m
m
Cm2
3
01
≤≤
≤≤
m
m
()()
434
2 3
×=
+
m?
DmCm
②当4≤m<8时，
mmm
T=T′∪T′，
()())
2,
2:
[
11
TD
mTT
TtCmT
m
′∈??，()())
2,
2:
[
22
TD
mTT
TtCmT
m
′∈??
()
34
2 241
1
+?=
m?
Cm()()
834
2 3
11
×=
+
m?
DmCm
()()
34
17
21
Cm=Cm+()()
834
2 3
22
×=
+
m?
DmCm
将上述的子场时间表达式代入式29,30，31，32即可求出此种脉冲打散扫描方式的灰度
－幅值曲线,如图16所示，曲线A表示F分量的幅值,曲线B表示灰度值。
图15脉冲拆分方式东南大学硕士学位论文
28
而使用正常方式扫描的亮度－幅值曲线则如图17：
由图和图比较可知，两种扫描方式的亮度值是相等的，但打散灰度扫描的灰度幅值远小于未
打散的幅值，被打散输出的高灰度级脉冲中f分量的影响完全消除，因为此时高灰度的脉
冲分割恰好满足脉冲之间间隔为
2
T。
由此可知打散灰度扫描方式改善了LED屏的闪烁现象。
但这里要注意只有使用行优先扫描的方式才能使两个子脉冲的间隔时间为
2
T
，也就是说打
散灰度扫描更适合于行优先扫描。
实际的应用中，在设计一款256级灰度的显示屏时，使用了打散灰度扫描，在其应用中，
将
sf
N个子场全部打散并均匀排列，其效果比未打散的的显示效果更加细腻并无闪烁。
3.4.8软扫描
在软扫描方式中，利用通用处理器中现有的总线接口产生扫描时序可以简化系统设计。
如利用SPI总线控制器，在许多通用处理器中都有SPI总线控制器，51系列处理器的UART
的方式0也类似SPI总线，同样可以利用处理器对外部存储器访问的时序，另外只凭处理器
图16打散灰度扫描方式的亮度-幅值曲线
图17正常扫描方式的亮度-幅值曲线第二章LED显示屏系统概述
29
的GPIO也可以产生符合要求的信号时序。下文分别加以讨论。
3.4.8.1基于SPI总线和51单片机串口方式0的软扫描
标准的SPI总线有三根线：CLK，DOUT，DIN分别对应于时钟线，数据输出和数据输
入。在软扫描时只用到其中两根：时钟和数据输出。51系列单片机串口的方式0也是类SPI
总线，工作于方式0时，TXD输出时钟，RXD输出数据。SPI总线的定义决定了一路时钟
只能对应一路数据，总线的时钟就是上屏时钟的源泉，总线的数据输出量就是屏体能得到的
最大数据量，如果屏体需要多路数据，就需要将这一路数据串转并变成多路数据，同时时钟
就要进行相应的分频。在这种情况下，数据线宽度
td
W和上屏时钟的乘积Wf
td
?是个常数，
数值上等于SPI总线的时钟频率
SPI
f，即：
tdSPI
W?f=f(38)
这是SPI软扫描的一个重要特性。由于SPI总线时钟的限制，扫描过大的屏幕会使场频
降低，影响显示效果。场频是影响显示效果的重要因素，这里提取场频的计算公式，由
FsffF
???
≤，分子分母同乘()
dpcco(39)
通常SPI软扫描的上屏时钟可能不连续，每两个字节中间有一些数据处理的时间，导致
平均上屏时钟频率降低。一般
SPI
f估算时要取小一些。用
SPI
η来修正两个字节之间的时间
间隔对上屏时钟频率带来的影响。根据实际情况设定一个可以接受的最低刷新频率
min
F，
如室内屏取80Hz，室外屏取150Hz，如果计算出的场频小于这个值，则认为此时的参数采
用这种处理器软扫描是不合适的。即要求：min
(40)
取等号的条件是上屏数据流连续。式40中
SPI
f是软扫描处理器的参数，W、H、
co
N
等都是基本设计参数，使用这个公式可以在设计的初期就计算出可能实现的场频，或已知处
理器的
SPI
f和需要的场频，估算出此时能否扫描要求尺寸的显示屏，估算时
SPI
η可以取
0.5~0.7。式40可以称为软扫描评估方程。
SPI软扫描的上屏时钟都是SPI时钟分频得到的，依据式38即得出f的表达式，修改东南大学硕士学位论文
数据宽度即可选择不同的上屏时钟，只要满足
max
fW
N
ff
dpcco
SPI≤?
=(41)
即可，注意d
pc
W尽量取2的指数幂，这样对于硬件的设计和软件的编写都带来便利。
然而上屏时钟有可能是不连续的，这影响了上屏时钟的效率。当设计异步显示屏时，可以做
到连续向SPI总线送出数据，考虑两个字节之间的时间间隔，设两次启动SPI总线传输的时
间间隔为
is
t，每次启动SPI总线传输一个字节8位的数据，则平均上屏一位数据的时间是
8
is
t，平均的上屏时钟频率为
is
8t，而从式41也可知，平均上屏时钟也可以表示为f(42)
is
t的准确数值可以通过软件仿真获得。此时()?=?
=η
，
所以SPI软扫设计异步屏时的STR，RES时序可以表示为：0=???mx
RESisF
t mtWC0≤m<n,m∈N(44)
而同步屏时场频是首要考虑因素，STR、RES时序是通过式11和式12计算出来的，数
据上屏的时间可能小于STR的时间，即()??>
，此时在数据上屏后就要延时
等待直到符合STR时序的时间才能开始锁存数据。
在某些情况下，也可以使用多路SPI总线扫描，以
SPI
n表示SPI总线的路数，则可以证
明对于场频需要满足：??≤
≤η
min
对于上屏时钟需要满足：
max
f
WN
nff
dpcco
SPISPI≤?
?=
SPI软件扫描时处理器处理图像数据的时间不多，一般都要将图像在PC一端做一定程
度的预处理，或是在接收图像之后显示之前做预处理，以使图像的数据格式易于扫描和特技
变化。对于异步屏来说每一种屏体结构和扫描方式都有其易于实现的特技和不易于实现的特
技，SPI软扫描实现左右覆盖和左右移动特技较容易，而实现上下移动特技则难度大一些。
上一页 [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] ... 下一页 >>
LED显示屏的扫描算法 第9页下载如图片无法显示或论文不完整，请联系qq752018766
