基于LED顯示屏結構與電路設計研究

彭銀松

摘 要：新型的顯示器載體就是LED顯示屏，在集成電路大規模發展和計算機水平不斷提高的影響下，LED顯示屏也被廣泛的使用。本文主要分析了LED顯示屏的基本內容，如結構和功能要求，并詳細論述了LED顯示屏的電路設計工作，并從兩個方面展開了分析研究。

關鍵詞：結構;功能;LED顯示屏;電路設計

引言

LED顯示屏的廣泛應用為人民的生活工作帶來了諸多的便利，想要更好的掌握LED顯示屏就應當對其基本情況以及電路設計方面有所了解，這樣才能夠推動LED顯示屏的發展和進步。

一、LED顯示屏內部結構內容

平板顯示器其中的一種類型就是LED顯示器，事實上，平板顯示器也是有很多LED模塊面板共同構成的，從而可以顯示出相關的信息，如文字、視頻、圖片等等。LED顯示屏相對于傳統液晶顯示器來說其面積延展方面更加優秀，在規定的條件范圍內可以做到任以的延展和無縫對接，以確保高質量的顯示圖像信息。除此之外，LED顯示屏中LED顯示元件的光通量的效率和質量會緩慢的下降，因此，它的使用周期會更長，并且利用其互動的技術將廣告的媒介與觀眾連接在一起。

LED顯示屏的內部結構主要包含以下幾個方面，即箱體結構、模塊結構以及顯示屏鋼結構。箱體結構在不同的環境下會被分為室內箱體和戶外箱體兩種結構，二者之間的區別就室內箱體相比于戶外箱體來說，其對于防水能力的需求更少，也會根據不同的安裝方法分為固定安裝箱體和吊裝箱體兩種。鋼結構則是室內、室外安裝工作中都需要的，在顯示屏的角度分析，鋼結構只是一個支撐件，客戶如果想要對箱體的安裝工作進行了解，那么利用顯示屏供應商家的圖紙就可以實現。然而，實際上，想要真正的了解鋼結構，還要求計算一系列負荷，如風力負荷、地震負荷，除此之外，還需要了解并掌握當地的基本情況，例如地形地質、天氣變化、水文變化等等。LED顯示屏的基本組成部分就是模塊結構。LED顯示模塊是由電路和安裝結構確定的獨立單元，其主要的功能就是顯示。一般情況下，工廠的半成品通常以顯示模塊為基礎，這主要是為了后續的組裝工作提供便利，這就需要相關的工作人員把顯示驅動與多個顯示模塊結合起來形成模組，這主要是室外的稱呼方式，在室內也叫單元板，除此之外，工作人員還需要把一些模塊與電源、殼體和風扇組合以形成“箱體”，以供大型的全彩屏使用。

二、LED顯示屏的功能

隨著科技技術的發展和進步，LED顯示屏的功能也不斷的創新，例如，現階段的LED顯示屏主要使用的是模塊化的設計方式，通過大量的模塊來組成這些顯示屏，另外對于同一個類型的模塊來說，可以完成互換，從而為后續的安裝以及維護工作的開展提供了便利條件。另外，對于外部結構所使用的材料主要是鋁合金，并采取了相應的噴塑工作，從而降低其外部結構的腐蝕性。隨著高科技技術的應用，顯示屏也具備了語音功能，能夠及時的進行語音提醒。除此之外，在不同的授權等級的影響下，其所能控制的功能也是不同的。還具有雙網線熱備份的功能，接收卡的A和B端口可以用作同時控制屏幕的兩臺計算機的輸入端口或輸出端口。當計算機故障時，另一計算機自動替換其完成后續的工作，并可用于雙重網絡控制。當一條網線出現問題時，另一條線路自動更換，從而優化顯示屏幕的正常操作。另外，LED顯示屏還具有多屏同步及組合的功能，支持傳輸卡的操作狀態，包括多個顯示器面板，該面板可以任意組合、同步顯示、獨立播放等。

三、LED顯示屏的電路設計

1.控制電路設計

其主要的組成部分包括AT89C51單片制成的控制器和包括16點X16點的4個LED模塊的顯示器，其中每個LED模塊16點X16點，每個LED模塊4個LED模塊8點X8點，用戶可酌情將任何其他LED模塊擴展到16點X16點中。LED模塊8點X8點和它的名字一樣是由8行、8列共同組成的，每個行列之間的交叉點上有發光二極管，總共有64個。如果存在一列高一列弱的情況，那么這個二極管就會發出光亮。對于單片機來說，其引腳接串入應該與移位寄存器的串行數據輸入相連接，一般情況下，4個16點X16點會與8個鎖存器的數據輸入端口相連接，在這個點陣中，每一行的模塊都是獨立存在的。

2.電路系統抗干擾設計

事實上，LED顯示顯示屏也會受到一些干擾因素的影響，因此，相關工作任以就建立了一個專門的電路用來識別密碼，也就是說，在每次數據傳輸之前，發送加密數據部分以通知接收到的密碼電路，需要打開數據傳輸路線并允許單片數據接收，由于對密碼路徑的認證不一致，操作期間的干擾信號會關閉單片接收數據的端口。

3. LED顯示屏常規驅動電路的設計

LED顯示驅動電路的設計通常分為兩大類：動態掃描驅動和靜態鎖存驅動。動態掃描驅動模式包括在顯示屏幕上共享一組四行、八行、十六行發光二極管的柱驅動寄存器，這些柱驅動寄存器按時間分布在線路驅動管上。因此，每個照明空間的電極線相當于總照明時間的1n，如果每行的刷新速率超過50赫茲，則可以使用人眼睛的視覺保持效應看到完整的文本或圖像。常規驅動電路通常設計成以串行輸入和輸出的通用集成電路芯片（例如74HC595或M C14094）作為列鎖定，并與諸如8050的低功率N-PN晶體管作為列控。

4.LED 顯示屏恒流驅動電路的設計

在一個定向電流操作范圍內，其光照大致與通過其的電流成比例，并且屬于電流控制裝置。因此，只要在每個LED發光管中循環的電流是恒定的，就能保證每個LED發光管的亮度。常規驅動電路的操作原則表明，由于其行和列在飽和狀態下運行，因此無法控制電流大小。例如，附加電源電壓的波動、線路掃描驅動管壓力下降的變化等，會對LED發光管的電流造成之間的影響，從而導致它的亮度發生了變化。只有柱驅動管從飽和狀態轉變為線性放大狀態，則可以消除這些因素造成的屏幕亮度不規則。這種柱流恒定驅動方法可以降低線路驅動管的壓力，可以改變直流電源電壓，而不受LED管在一行中的照明次數的影響。LED顯示器的亮度均勻性通過在每個LED發光二極管中循環的電流恒定而得到保證。

四、結束語

通過上文的分析，我們可以了解到，LED顯示屏在動態顯示方面效果比較好，而且不容易出現故障，所需要的能耗量也比較少，可以長期的使用。同時顯示的內容范圍比較廣泛，因此，LED顯示屏在日常的工作生活中使用非常頻繁，本篇文章主要對LED顯示屏的內部結構功能以及對其電路的設計展開了具體的分析和研究，LED顯示屏通過不同的模塊，以及結構共同組成，并且還包含了很多的學科技術，例如計算機技術和電子技術軟件技術等，有利于提高提高LED顯示屏的系統，穩定性和質量，使得LED顯示屏能夠更靈活更便利的方式應用于各行各業中。

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