LED显示屏控制系统 第4页及驱动程序的研究与设计
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性调灰技术，显示屏的显示效果比较理想。实际上、受数据、图像的信
号源的制约，单纯追求大数量级的灰度控制，在使用中的实际价值是值
得商讨的。
3、驱动电路
LED正向导通电压的典型值3.0V~4.0V，驱动电流为20mA。如果只
是用一个固定的正向电压驱动LED，可能会产生变化范围较大的正向电
流，例如用3.4V驱动6只LED，相应的正向电流差别较大：10mA~44mA
取决于具体的LED特性曲线。为保证可靠性，驱动LED的电流必须低于
LED额定值的要求，典型最大值一般为30mA，但是，当环境温度升高
时所允许的额定电流会降低，例如，当温度达到50℃时电流需限制在
20mA以内。
在实际运用中，负载常采用通过串并连形成的LED阵列，这会使输
出电流随输入电压和环境温度等因素而发生的变化更加显著，并且阵列
形式或LED个数变化，限流电阻也应该相应变化。
LED显示屏广泛使用的驱动电路是基于通用型集成电路来设计的，
原理比较简单，价格便宜，产品的技术开放性比较强。通用IC设计的驱
动电路在室内外单色、双基色显示屏方面应用成熟，目前仍然是主流的
驱动电路。近年恒流驱动IC的发展较快并受到重视和广泛应用。恒流
驱动技术根据LED器件的发光与驱动电流高度相关的特点，大大提高了
LED显示的均匀性，同时，减少了显示驱动电路的阻容元件，降低了故
障点，使LED显示屏更可靠、亮丽。
LED显示屏专用的IC一直受到关注。一些IC制造商相继推出一些
用于LED显示的专用IC驱动芯片，如TI公司推出的LED Driver等，这
类芯片对原来通用驱动IC的集成度进行了提高，使显示屏的驱动电路设
计简捷方便，功能上也有所提高，经过研制开发设计适合发展需要的大
规模或超大规模专用LED驱动电路，这类专用IC相对复杂，功能较强
LED专用驱动IC简化了显示屏系统设计的复杂程度，在一定程度上增强
了显示屏的功能，提高了整体的稳定性，具有积极的意义。
4、系统控制技术
控制系统是为了达到实现用“计算机”来控制“LED电子显示屏”而专
门设计的。
显示屏的控制系统包括了输入接口电路、信号的控制、转换和数字化吉林大学硕士学位论文
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处理电路、输出接口电路等，涉及的具体技术很多，其中为业内关注并
研究开发和应用的关键技术包括：串行传输与并行传输、动态扫描与静
态锁存、输入接口技术、自动检测、远程控制技术等。
显示屏后的单片机、电子部件实现电子显示的功能。其信息的动态
变换、刷新，就得通过通讯线，由计算机来控制。“通用图文屏管理系统
就是专门为此而设计的电脑方面使用的软件。能方便实现发布信息的内
容输入、编辑排版、动态显示等全部功能。力图实现“所见所得”的效果－
－－即电脑屏幕所见的效果，就是LED电子显示屏所显示的效果！
5、通信传输和网络控制
对于信息的发送方式：一种是用232通讯，利用计算机串行口
COM1～COM4通讯，此方式通讯速度较慢，且距离不能太远，只有3
米左右；另一种是采用在计算机上加插一块通讯卡的422通讯方式，此
方式通讯速度快，且距离远，可达1000米左右。
发送功能涉及到上端与下端方面的通讯。在电脑终端的信息数据通
过“通讯协议”与单片机实现数据传递，达到电脑智能终端控制电子产品的
“电子自动化”的目的。
根据对信息传输显示的实时性，LED显示屏的通信传输控制有通信
传输和视频传输。视频传输方式则是把LED显示屏与多媒体技术结合起
来，实现了在LED显示屏上实时显示计算机监视器上的内容，也可播放
录像及电视节目，一般用于播放实时信息的显示屏都采用视频控制方式
具体传输是采用成对的专用长线传输接口电路。
另外，随着计算机网络技术的发展，LED显示屏在网络环境下的使
用情况越来越多，在多媒体、多种显示设备组成的信息显示系统中，采
用智能化网络控制，联网控制多屏技术也在实际中得到应用[6]。
§1.3论文主要研究内容及组织
1.3.1问题的提出：
用于图文显示的LED显示屏，如果只显示一些图形、文字，而对图
象、动画以及信息的实时显示要求不高，而且信息的内容和屏与屏切换
相对比较稳定，不需要固定计算机实时服务，只需要在控制显示屏的单
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片机中加入存储块，实现信息的保存功能。
1.3.2论文的主要研究内容：
通过软件编辑实现图文编辑与传输。采用习惯的Windows窗体，开
启文本编辑区，完成图形和文字的编辑工作。对所编辑的图形、文字做
简单的图象处理，加入屏幕信息瞬间变换与滚动方式穿插显示的功能。
在控制系统中实现字模的提取与保存，无需在单片机中加入汉字库。通
过串口采用串行通讯方式，完成信息的传输。并且在控制系统中实现多
屏信息合并单屏信息保存后传输的功能。
通过对点阵模块和控制电路的分析，确定LED显示屏的部件构成；
通过对单片机及智能控制模块的分析，确定LED显示屏的组成结构和驱
动方式，实现LED显示屏的驱动。
1.3.3论文的组织
通过对软件系统的简要分析，在论文中将对其进行详细的研究与设
计。具体组织安排如下：
第二章：LED显示屏工作原理。在这一章中主要介绍：
2.1 LED图文显示屏软件系统工作原理；
2.2 LED图文显示屏硬件系统工作原理。
第三章：系统分析。在这一章中，根据具体应用环境的要求，对
整个系统进行详细的分析。主要介绍：
3.1整体分析。对软件的整体结构、框架进行分析与研究；并
对硬件部分构成以及各模块的功能做分析。
3.2软件控制系统分析。在本节中，对系统的编辑、保存、预
览功能进行详细的分析与研究；
3.3设备驱动分析。通过对单片机以及各部分功能模块的分析
实现总体设计方案。
第四章：核心控制系统的设计与实现。通过第三章的系统分析，针
对系统的难点、重点对其核心功能进行详细的设计与开发：具体的工作
安排是：
4.1编辑功能设计与实现；
4.2字模保存技术；吉林大学硕士学位论文
4.3第三节，图象预处理的设计与实现；
4.4设备通讯，以次完成信息的传输；
4.5在核心功能初步实现的基础上，对系统进行开发。
第五章：在完成系统分析、系统设计的工作后，对整体工作进行总
结。
5.1工作总结；
5.2工作展望。
以上是本次毕业论文的工作安排。在随后的工作中，将根据这一计
划逐步完成论文。
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