大功率LED显示屏的设计

段振棋

摘 要 科技改变生活，其首当其冲的就是LED显示屏的普及，由于可以随意显示数字、汉字、图像，室内外皆可等特点深受消费者的欢迎。LED显示屏跟上一代的液晶显示屏相比，有无法比较的长处。随着科技水平的提高使得LED显示器的结构与性能上有较大的改进，其性价比不断地升高。本文通过浅谈LED显示屏设计流程，了解LED技术所带来的优势，使得我们更加了解这种新型的显示器所带来的便利。

【关键词】LED 显示屏 发光二极管 设计

1 LED显示器的简介

LED显示屏，是电子显示器家族的一种，也是现在主流的新型显示器。通过其许许多多的半导体发光二极管通过其像素点阵式的均匀排列组成。利用不同的材料可以制造不同色彩的LED像素点，通过对其二极管的亮灭以显示信息。不仅如此，信息是可以随时更换，从而做到了快捷、方便。而LED显示器的各部分组件通过模块化结构的显示器件所构成。LED显示屏与上一代液晶显示屏相比较，不受天气地域的影响，风雨无阻。不但如此，LED显示器的优点也是其他显示器无法超越的。LED之所以受到消费者的喜爱，与本身的优点密不可分。通过其LED的发展前景分析，研究LED会带来无限可能。由于现阶段科技水平的不断提高使得LED高耐度、高效果等全方位发展。

2 LED显示器系统的组成及其特性

通过对其LED显示器分析得出二极管是LED的核心组成成分。二极管是化合物，是由镓与砷的化合而成的，电子和空穴的结合后，会在其中发出一定的辐射，使得发出可见光。通过控制其二极管的种类使其控制不同种类的光以达到其显示器的显示效果，通过显示屏幕以显示各种信息以让观看者收集信息。而显示器中的发光材料的是由若干个可组合拼接的二极管所构成屏幕的主体，还有一套其对二极管发光的控制程序。他是用发光二极管芯片相互连接而成的，从而组成其显示的发光点或者发光区域。LED显示器主要由两部份组成，他通过控制二极管的灯的开关来控制程序，从而使得屏幕显示出对应的图片文字或者动画，电影等内容。而另一部分是电源管理系统，电源系统负责将输入外界的电压或电流转为合理的需要的电压电流，才能够让显示器正常的工作。

3 大功率LED的设计

LED显示屏通过利用软件，硬件，驱动电路和控制系统组合而成的。而对于一个质量性能优越的LED显示器，它所需要的材料也是至关重要的。对它的LED灯箱体，开关电源，驱动芯片，接插件，电路板和芯片，IC器件等都有极其严格的要求。几个条状发光二极管芯片通过组合排列形成其半导体二极管的数码管。它也拥有多种结构，例如“反射罩型”，“条形七段型”，通过其半导体二极管构成点阵阵列的方式，再以驱动电路、控制系统和传输接口等硬件与程序设计软件构成其优良的LED显示器。通过对其电路的研究可以分为以下的几点：

3.1 驱动电路

通过对其LED显示屏分析后可以得出，作用是在显示屏上的驱动电路通过接受来自控制系统所发出的信号，并且通过分析得出其数字信号所要表达的意思，按其信号的表达要求点亮其控制区域的LED的灯。

3.2 控制系统

在LED显示器中，必须有一个控制系统对其外界信号进行接收、转换和处理的功能，并轉换成显示器读的懂的信号，而后在传送其LED显示屏中以控制其灯的亮灭。通过对其LED显示屏分析可得出，相当于人类的大脑一样的LED控制系统是整个电路的核心系统。可分为集中式控制与分散式系统两种系统：对实时性的测试分析可得出同步显示系统及异步显示系统。而性能优越的控制系统即可直接关系到显示屏的性能。

通过对其硬件进行分析可知，显示屏的核心组件是微处理器，而微处理器处理所构成的控制系统性能方面是出色的。对于屏体来说其主体部分的构成是显示的点阵与行列所驱动电路控制。通过8乘8的单色显示其显示点阵，充分更好的表达出信息。而对于控制电路则采用其动态扫描驱动方式以达到驱动LED器件的目的，一个控制器可以控制两行的LED的亮度。每一个单元接收控制上一级显示单元所传输的信号，再将信号传送到下一个的模块单元显示，以至于LED显示屏能够开阔到更多的显示单位，使其用来显示更多的想要表达的内容。在其系统中利用8031单片机控制器件使其控制其整个系统来协调工作。使用8个74LS273，触发器和2个74LS139 ，2：4线译码器组成其数字电路系统，通过调整电路中的所有的74LS273片选通地址，以达到其控制整个电路的使用。再使用SPT软件设计其LED显示器的点阵大小，使其分割成所需的单片机电路的数据格式，使其模块化与智能化。

4 我国LED技术的问题

我国的LED技术低于其他发达国家，主要所面临的问题为：

（1）LED显示的亮度不足，不能更好的分辨。由于我国的工业水平不足使得LED亮度不足，使得目前LED中只能在合适的条件下工作，不能够在恶劣的环境下工作并达到足够的亮度。这对于LED显示器的发展是一项巨大的挑战。

（2）多个 LED 色差问题：现阶段，单个LED显示器，基本上不存在色差问题，但是使用多个LED的话，就能比较出其色差。虽然目前我国已有技术来改善此问题，但由于技术和生产水平所限同一批次LED显示器中仍然存在差异，这种差异很容易被辨认出，难以保证其色彩还原性和逼真性。

（3）散热性能差。

5 结语

LED显示技术作为一种电子信息显示技术，随着我国科研能力的逐步提高，科学技术的进一步发展，它的使用满足了各种不同市场的需求，发展前景非常广阔，通过本文，我深刻的了解了LED的工作原理和主要特性，也清楚点阵LED显示屏的构成和原理，为以后继续研究LED显示器做好充分的准备。了解其LED技术所带来的优势，使得我们更加了解这种新型的显示器所带来的便利，LED显示系统以其优异的性能将会有更为广阔的发展前景和消费市场。

参考文献

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[2]李卫卫.基于ARM的LED显示屏多功能控制系统研究与设计[D].东华大学，2013.

[3]李俊凯，许子愉，乔波.液晶背光组件用LED光条测量方法[J].信息技术与标准化，2017（09）.

作者单位

襄阳五中 湖北省襄阳市 441021