大功率LED顯示屏的設計

段振棋

摘 要 科技改變生活，其首當其沖的就是LED顯示屏的普及，由于可以隨意顯示數字、漢字、圖像，室內外皆可等特點深受消費者的歡迎。LED顯示屏跟上一代的液晶顯示屏相比，有無法比較的長處。隨著科技水平的提高使得LED顯示器的結構與性能上有較大的改進，其性價比不斷地升高。本文通過淺談LED顯示屏設計流程，了解LED技術所帶來的優勢，使得我們更加了解這種新型的顯示器所帶來的便利。

【關鍵詞】LED 顯示屏 發光二極管 設計

1 LED顯示器的簡介

LED顯示屏，是電子顯示器家族的一種，也是現在主流的新型顯示器。通過其許許多多的半導體發光二極管通過其像素點陣式的均勻排列組成。利用不同的材料可以制造不同色彩的LED像素點，通過對其二極管的亮滅以顯示信息。不僅如此，信息是可以隨時更換，從而做到了快捷、方便。而LED顯示器的各部分組件通過模塊化結構的顯示器件所構成。LED顯示屏與上一代液晶顯示屏相比較，不受天氣地域的影響，風雨無阻。不但如此，LED顯示器的優點也是其他顯示器無法超越的。LED之所以受到消費者的喜愛，與本身的優點密不可分。通過其LED的發展前景分析，研究LED會帶來無限可能。由于現階段科技水平的不斷提高使得LED高耐度、高效果等全方位發展。

2 LED顯示器系統的組成及其特性

通過對其LED顯示器分析得出二極管是LED的核心組成成分。二極管是化合物，是由鎵與砷的化合而成的，電子和空穴的結合后，會在其中發出一定的輻射，使得發出可見光。通過控制其二極管的種類使其控制不同種類的光以達到其顯示器的顯示效果，通過顯示屏幕以顯示各種信息以讓觀看者收集信息。而顯示器中的發光材料的是由若干個可組合拼接的二極管所構成屏幕的主體，還有一套其對二極管發光的控制程序。他是用發光二極管芯片相互連接而成的，從而組成其顯示的發光點或者發光區域。LED顯示器主要由兩部份組成，他通過控制二極管的燈的開關來控制程序，從而使得屏幕顯示出對應的圖片文字或者動畫，電影等內容。而另一部分是電源管理系統，電源系統負責將輸入外界的電壓或電流轉為合理的需要的電壓電流，才能夠讓顯示器正常的工作。

3 大功率LED的設計

LED顯示屏通過利用軟件，硬件，驅動電路和控制系統組合而成的。而對于一個質量性能優越的LED顯示器，它所需要的材料也是至關重要的。對它的LED燈箱體，開關電源，驅動芯片，接插件，電路板和芯片，IC器件等都有極其嚴格的要求。幾個條狀發光二極管芯片通過組合排列形成其半導體二極管的數碼管。它也擁有多種結構，例如“反射罩型”，“條形七段型”，通過其半導體二極管構成點陣陣列的方式，再以驅動電路、控制系統和傳輸接口等硬件與程序設計軟件構成其優良的LED顯示器。通過對其電路的研究可以分為以下的幾點：

3.1 驅動電路

通過對其LED顯示屏分析后可以得出，作用是在顯示屏上的驅動電路通過接受來自控制系統所發出的信號，并且通過分析得出其數字信號所要表達的意思，按其信號的表達要求點亮其控制區域的LED的燈。

3.2 控制系統

在LED顯示器中，必須有一個控制系統對其外界信號進行接收、轉換和處理的功能，并轉換成顯示器讀的懂的信號，而后在傳送其LED顯示屏中以控制其燈的亮滅。通過對其LED顯示屏分析可得出，相當于人類的大腦一樣的LED控制系統是整個電路的核心系統。可分為集中式控制與分散式系統兩種系統：對實時性的測試分析可得出同步顯示系統及異步顯示系統。而性能優越的控制系統即可直接關系到顯示屏的性能。

通過對其硬件進行分析可知，顯示屏的核心組件是微處理器，而微處理器處理所構成的控制系統性能方面是出色的。對于屏體來說其主體部分的構成是顯示的點陣與行列所驅動電路控制。通過8乘8的單色顯示其顯示點陣，充分更好的表達出信息。而對于控制電路則采用其動態掃描驅動方式以達到驅動LED器件的目的，一個控制器可以控制兩行的LED的亮度。每一個單元接收控制上一級顯示單元所傳輸的信號，再將信號傳送到下一個的模塊單元顯示，以至于LED顯示屏能夠開闊到更多的顯示單位，使其用來顯示更多的想要表達的內容。在其系統中利用8031單片機控制器件使其控制其整個系統來協調工作。使用8個74LS273，觸發器和2個74LS139 ，2：4線譯碼器組成其數字電路系統，通過調整電路中的所有的74LS273片選通地址，以達到其控制整個電路的使用。再使用SPT軟件設計其LED顯示器的點陣大小，使其分割成所需的單片機電路的數據格式，使其模塊化與智能化。

4 我國LED技術的問題

我國的LED技術低于其他發達國家，主要所面臨的問題為：

（1）LED顯示的亮度不足，不能更好的分辨。由于我國的工業水平不足使得LED亮度不足，使得目前LED中只能在合適的條件下工作，不能夠在惡劣的環境下工作并達到足夠的亮度。這對于LED顯示器的發展是一項巨大的挑戰。

（2）多個 LED 色差問題：現階段，單個LED顯示器，基本上不存在色差問題，但是使用多個LED的話，就能比較出其色差。雖然目前我國已有技術來改善此問題，但由于技術和生產水平所限同一批次LED顯示器中仍然存在差異，這種差異很容易被辨認出，難以保證其色彩還原性和逼真性。

（3）散熱性能差。

5 結語

LED顯示技術作為一種電子信息顯示技術，隨著我國科研能力的逐步提高，科學技術的進一步發展，它的使用滿足了各種不同市場的需求，發展前景非常廣闊，通過本文，我深刻的了解了LED的工作原理和主要特性，也清楚點陣LED顯示屏的構成和原理，為以后繼續研究LED顯示器做好充分的準備。了解其LED技術所帶來的優勢，使得我們更加了解這種新型的顯示器所帶來的便利，LED顯示系統以其優異的性能將會有更為廣闊的發展前景和消費市場。

參考文獻

[1]袁曉溪.基于單片機的LED顯示系統[D].吉林大學，2015.

[2]李衛衛.基于ARM的LED顯示屏多功能控制系統研究與設計[D].東華大學，2013.

[3]李俊凱，許子愉，喬波.液晶背光組件用LED光條測量方法[J].信息技術與標準化，2017（09）.

作者單位

襄陽五中 湖北省襄陽市 441021