微机控制LED点阵显示屏设计 第3页
佑—崔爹婆吉夕口.月=寻目口
互1.1显示屏的历史、现状与发展
显示屏技术的发展可追溯到本世纪三十年代，1938年日本成功研制了
世界上第一台大型显示屏，用小白炽灯做发光器件，采用脉宽调制(PWM
方法，首先在户外实现电视节目的播放。让人们看到了这一技术的可行性和
实用性。随着科学技术与生产技术的发展，显示屏己由传统的白炽灯发展到
现代的LED、电视墙、LCD等多种显示方式。特别是近几年，随着微电子
技术、自动化技术、计算机技术的迅速发展，半导体制作工艺日趋成熟，导
致LED显示尺寸越来越小，解析度越来越高。而可将显示光的三基色(红、
绿、蓝)集成化一体达到全彩效果，使得发光二极管(LED)作为显示器件
的应用范围日益扩大。
我国最早自行研制的显示屏安装于上海的人民广场和北京火车站及体育
场。他们开创了第一代我国自行研制生产显示屏的历史。
近年来，随着高亮度发光二极管(LED)技术的发展，LED显示屏从
室内走到室外，其显示内容也从没有层次的计算文字动画发展到能显示有层
次的电视图像。1997年，北京利亚德公司开始了应用于LED显示的大规模
集成电路的设计。采用0.5微米集成电路设计和生产工艺。国家信息产业部
委托蓝通电子科技有限责任公司制定的《LED显示屏技术条件》也于1998
年正式颁布实施。
大屏幕显示技术由早期传统的白炽灯经历了阴极射线管(CRT)和石英管
(DV)，到现在的LED全彩色显示屏，已有了长足的发展，而对于LED显示
屏而言，高亮度LED仍然是其发展的主要方向。
LED显示屏的关键控制技术随着新型VLSI的发展也有了新的提高。
EPLD、DSP和FPGA等得到应用。通用vLSI在产品性能提高的同时成本
章绪言
下降趋势，新一代LED控制专用集成电路也己开始得到推广和应用。
国经济发展迅猛，对信息传播有越来越高的要求。可以相信，LED
示屏以其色彩鲜亮夺目，大的显示信息量，寿命长，耗电量小，重量
间尺寸小，稳定性高，易于操作、安装和文护等特点，将在社会经济
扮演越来越重要的角色。
2LED点阵显示屏的原理与特点
LED点阵显示屏的原理
ED点阵显示屏具有美观的画面、灵活的内容更换、较低的功耗、较
命等优点，被广泛运用在商场、街道、广场、车站和机场等人群密集
量大的场合，用来及时的传播信息和电视，尤其用来播放广告、产品
更有良好的经济效益和社会效益。
主要原理是将要显示的图文信息首先进行数字化处理，使图文信息转
应的数字化视频信号，经过数字通信系统将数字视频信号传输到LED
显示缓存中，由显示单元控制电路读取相应的显示信息进行显示。由
D显示屏在进行图文显示时，其显示方式丰富多变，因此其相应的视
模块也十分复杂，一般分为单色显示屏和彩色显示屏两大类。
LBD点阵显示屏的特点
着科学技术的发展以及制造工艺的进步，LED显示屏也在不断的进
善。高新技术使LED显示系统与以前相比有了更为优异的性能。当
ED显示系统主要有以下特点:
总体设计上采用较为先进的集散控制(DCS)理论
于集散控制理论的应用使LED显示系统软件设计实现模块化，硬件
上形成一个松藕合的多处理机系统，它的分散的子系统自治性强。各
理机都可以有自己的局部操作系统，所以系统配置十分灵活。如果要
缩小系统规模，只须按需要在系统中增加新单元，或拆去某个单元，
第一章绪言
系统完整性不会受到多少影响。
2.在局部设计上采用模块化设计
电路设计按功能分成不同的模块，每个模块之间只需要极少的联系，
极大的提高了系统的稳定性、可靠性。调试难度、文护难度大大降低。
3.先进的分布式扫描技术
显示部分的扫描采用扫描控制技术，显示部分被分成不同的单元，独
立进行扫描。每个单元间的信号采用信号锁存技术进行同步控制，显示的稳
定性大大增强。
4.高性能的通信接口
显示屏与控制微机之间一般可靠的通信距离大于1000米，可抗高电压
的静电放电击穿。采用RS一485或RS一422工业总线。
5.软件设计新颖
WindowS风格界面，功能强，操作简便，通用显示屏软件具有良好的
用户界面，清晰的菜单窗口，用户可以根据需要任意编排节目，既能播放录
像，也能播放动画文字，插播消息等。
6.可视性好
采用高性能LED晶片构成的显示屏具有高亮度、色彩鲜艳、视角大，
寿命长(不少于50，000小时)，稳定性高，响应速度快等特点。
7.易于安装
采用显示单元板或显示单元箱体，可根据用户要求和应用场所要求任
意组装成所需要的显示屏尺寸，并且便于安装和文护。
总之，LED显示技术作为一种电子信息显示技术，它是建立在光学、
化学、电子学、机械学、声学等科学技术的基础上的具有某种程度综合性的
技术。相信随着各种科学技术的发展，LED显示系统以其优异的性能将会
有更为广阔的发展前景。
第一章绪言
荟1.3LED显示屏的技术难点及解决方案
1.3.1技术难点
1.由于要对显示屏上数以万计的像素进行控制，并且随着显示屏面积的
增大，电路结构也非常庞大，因此系统的模块化设计成为重点考虑的
问题。
2.为了在屏上显示动画，视频图像等信息，显示系统必须用30帧/秒以
上的速度来更新显示画面，这就要求显示系统有非常高的处理速度。
3.为了在显示屏上细致的显示出信息所表示的形状，一般每帧有多至几
百KB的显示数据送到显示屏，因此有非常大的数据传输量。
4.用LED器件制造的显示屏主要用于大型公共设施和室外场所，尺寸
通常在几米到几十米长，显示数据传输距离达几百米到千米以上。
可以看到LED显示屏的制造技术是集大容量的数据传输、高速处理、
高速LED控制、超高亮度LED器件等技术于一体，涉及了计算机、信息、
电子技术、色彩学等领域的综合产物，有着较高的技术难度和较大的生产工
作量。
1.3.2解决方案
总体设计采用集散控制方案，在统一协调的基础上来进行分级递阶控
制，并通过功能分散、危险分散来达到设计的优化。
化整为零，将显示屏分解为规模较小的显示单元，即用显示单元来组成
显示系统。
显示单元本身具有与显示屏相同的控制功能，并具有良好的嵌入性。
显示单元具备稳定、高速、简洁的长距离数据传输系统。
显示单元组成的显示系统应结构简单、性能稳定。
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