基于ARM的大屏幕LED显示系统的设计 第4页
幅值的确定和重复频率的选择。首先，要想获得与直流驱动方式相当的发光强
度，脉冲驱动电流的平均值工。就应该与直流驱动的电流值相同。如图2一2所示，
平均电流工。是瞬时电流i的时间积分，对于矩形波来说，有如下表达式弥了:图2一2LED的脉冲驱动
I。=I}(t()n/T)(式2一2)
其中t。/T就是占空比的一种描述，为了使脉冲驱动方式下的平均电流I、
与直流驱动电流工。相同，就需要使它的脉冲电流幅值满足
IF=(T八。。)工a=(T/ton)I。(式2一3)
可见脉冲驱动时，脉冲电流的幅值应该比直流驱动电流大T八。。倍。
其次是脉冲重复频率的问题，通过视觉暂留特性的分析，己经知道脉冲重
复频率必须高于24HZ，否则会产生闪烁现象仁221。脉冲驱动的主要应用有两个
方面:扫描驱动和占空比驱动。
2扫描驱动
是通过数字逻辑电路，使若干LED器件轮流导通，用以节省控制驱动电路。
比D显示屏是将发光灯按行按列布置的，驱动时也就按行按列驱动。在扫
描驱动方式下可以按行扫描，按列控制;也可以按列扫描，按行控制。所谓“扫
描”的含义，就是指一行一行地循环接通整行的LED器件，而不问这一行的哪
一列的LED器件是否应该点亮，某一列的LED器件是否应该点亮，由所谓的列
控制电路来负责。本课题采用按行扫描按列控制的方式。
图2一3所示为一个m行n列结构的LED显示屏，当采用行扫描列控制的驱
动方式时，从H1到枷轮流将高电位接通各行线，使连接到各行的LED器件接
通正电源，但具体哪一个LED导通，还要看它的负电源是否接通，这就是列控
制所要完成的工作。例如在LED显示屏上需要LEDll熄灭，LED21点亮，那么当扫描到Hl行时，L1列的电位就应该为高;当扫描到H2行时，L1列的电位
就应图2一3行扫描列控制原理及波形图
2.2基于L印显示器的大屏幕L印显示系统的组成
大屏幕L印显示屏包括LED图文显示屏、LED图像显示屏和视频LED显示
屏。本文所说的大屏幕LED指的是LED图文显示屏。LED图文显示屏并没有一
个公认的严格的定义，一般把显示图形及文字的LED显示屏称为图文屏哪〕。
LED图文屏的主要特征是只控制LED点阵中各发光器件的通断，而不控制
LED的发光强弱。不论显示图形还是文字，都是与组成这些图形或文字的各个
点像素所在位置相对应的LED器件是否发光有关。
2.2.1大屏幕L印显示系统组成
由图2一4可看出，该系统是由PC机和多台单片机组成的群显示LED显示
系统，PC机在控制中心作为上位机，下位机采用单片机。基于单片机的LED
显示屏控制电路是系统的核心，完成对LED显示屏的动态扫描控制，PC机用于
后级管理和控制。PC机与单片机之间采用RS232/485通信标准，由上位机发
送信号，各个下位机同时接收。当各个图文屏需要显示不同内容时，可以通
过对不同编号的下位机传送不同的显示数据的方法来实现。2各部分组成及功能
1LED显示屏
LED显示屏以发光二极管为像素，由LED点阵显示单元拼接而成。最常见
的LED点阵显示单元有5火7，了火9，8义8结构，前两种主要用于显示各种西
文字符，后一种常用于显示各种汉字字符阳礁，SKSLED点阵的外观及等效电
路图如图2一5所示。图2一6所示以单片机为核心的动态扫描电路是由单片机、显示控制电路、
显示驱动电路组成。单片机及相应软件，主要负责存储显示数据、安排控制信
号的定时与顺序、和PC机进行通信等。
LLLED显示点阵阵
单单片机系统统
列驱动
列显示数据
图2一6以单片机为核心的动态扫描电路框图
根据驱动方式的不同，LED大屏幕显示方式可分为静态显示和动态扫描显
示两种。静态显示是指将一幅画面输入以后要保持到下一幅画面的输入;动态
显示是指将画面分为若干部分分别进行刷新[25]。静态显示每一个像素需要一套
驱动电路，如果显示屏为nxm个像素屏，则需要nXm套驱动电路;动态扫描
显示则采用多路复用技术，如果是P路复用的话，则每P个像素需一套驱动电
路，nxm个像素仅需nxm/p套驱动电路。另外，对于静态显示方式，需要较
多的译码驱动装置，需要的引线也比较多;对于动态扫描显示方式，可以避免
以上不足，但是容易造成显示亮度低、屏幕闪烁等问题。在实际的LED大屏幕
显示中，很少有采用静态驱动的。
显示数据通常以字节的形式顺序存放在单片机的存储器中。在行扫描列控
制显示时，把显示数据从存储器中取出传送到每一行对应的列驱动器上，这就
存在一个列数据传输方式的问题。从控制电路到列驱动器的数据传输可以采用
并行方式或串行方式，它们各有优缺:数据并行传输的速度比较快，但是随着
屏幕的增大，点阵模块数量的增多，线路会越来越复杂;数据串行传输的速度
比较慢，但它可以大大简化传输线路，对于大屏幕来说，采用串行传输方式比
较合适廊〕。
采用串行传输的方法，控制电路可以只用一根信号线，将列数据一位一位
传往列驱动器，与此同时，列驱动器中每一列都把当前数据传向后一列，并从
前一列接收新数据，一直到一行的各列数据全部传输到位后，才能并行地进行
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