【文章內(nèi)容簡介】 同樣的情況下， 12Bit只有微弱的黑色小塊，對顯示效果的影響也不明顯，所以室外屏采用 12Bit的處理技術(shù)是必要的。 另外，由于 LED本身的發(fā)光特性和電視機(jī)、計(jì)算機(jī)監(jiān)視 器 (CRT)的發(fā)光特性不一樣，簡單地將在 CRT上應(yīng)用的非線性了校正算法和反 γ 校正算法直接應(yīng)用到 LED顯示屏上是十分不科學(xué)的，會嚴(yán)重影響 LED顯示屏的圖像質(zhì)量，使觀看效果更差。 刷新率和穩(wěn)定性 ： 我們選擇顯示屏刷新頻率為 150Hz，顯示屏換幀頻提高至60幀 /秒。 完全滿足了顯示視頻圖像的要求，保證了運(yùn)動圖像的強(qiáng)烈動感，且使整個畫面無抖動、水波紋、頻閃等不良現(xiàn)象。 使畫面猶如“燈箱效果”般穩(wěn)定。 平整度：采用特殊的焊接工藝，保證發(fā)光管排列完全一致；采用顯示模塊方案，顯示模塊由塑料模具形成，完全保證平整。 系統(tǒng)需求分析 根據(jù)用戶的要求，我們將重點(diǎn)考慮如下幾點(diǎn)： 顯示屏必須具有高可靠性和良好的安全運(yùn)行保證措施，能夠 長期穩(wěn)定地工作； 第 16 頁 共 38 頁 充分體現(xiàn)行業(yè)應(yīng)用的特殊性，軟件具有較強(qiáng)的監(jiān)管功能，使用方便，可升級性好 ； 控制系統(tǒng)及顯示屏體易于維護(hù)； 整個系統(tǒng)易于管理，運(yùn)行成本合理，具有良好的可擴(kuò)充性 ； 該方案在各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)、可靠性、安全性等方面都有著較高標(biāo)準(zhǔn)，我們深信它能較好的滿足本項(xiàng)目的全部使用要求。 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo) 我們 的 目標(biāo)是鑄造 LED全彩屏精品工程 ，其重心是防護(hù)功能強(qiáng)，穩(wěn)定性好，可靠性高，亮度充足。作為一套全彩多媒體視頻屏顯示系統(tǒng)，其基本點(diǎn)是一個集光、電、機(jī)于一體的高智能化系統(tǒng) ,其系統(tǒng)的好壞決定了系統(tǒng)的再現(xiàn)能力和糾偏能力。 再現(xiàn)能力反映的是顯示系統(tǒng)顯示效果的逼真度，它與白平衡、色偏差、灰度級等一些光電參數(shù)有直接關(guān)系；糾偏能力反映的則是顯示系統(tǒng)在外界環(huán)境變化的影響下，保證其原有的顯示效果，其光電參數(shù)不發(fā)生偏移的能力。 這也 是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。 第四章 硬件 和軟件 系統(tǒng) 功能說明 我們的總體設(shè)計(jì)目標(biāo)是，把本系統(tǒng)設(shè)計(jì)成為一套高可靠性、智能化的多媒體顯示系統(tǒng)。 第 17 頁 共 38 頁 靈活多變的顯示功能 本屏采用了多媒體和同步控制技術(shù)，其顯示與播放可與控制計(jì)算機(jī)屏幕上的內(nèi)容完全一致 ， LED顯示屏上的圖像色彩、縮放比例和顯示尺寸 ，還可通過鼠標(biāo)在計(jì)算機(jī)上隨意調(diào)整 。具體功能如下 主控電腦外部 視頻播出方式 通過多媒體視頻控制技術(shù)，可以方便地將多種形式的視頻信息源引入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，如廣播電視和衛(wèi)星電視信號、現(xiàn)場攝像視頻信號、錄像機(jī) VCD視頻信號、計(jì)算機(jī)動畫信息等，因而可以實(shí)現(xiàn)下列功能： 視頻播放 接入 VCD/DVD、錄像機(jī)、攝像機(jī)等視頻信號源，屏上可顯示視頻畫面；接入閉路電視信號，屏上便可收看各頻道的電視節(jié)目 ；轉(zhuǎn)播廣播電視及衛(wèi)星電視；電視、攝像、影碟等視頻信號的實(shí)時播放。 主控電腦內(nèi)部信息 播出方式 支持 AVI、 MOV、 MPG、 DAT、 VOB多種格式； 可以顯示各種計(jì)算機(jī)信息、圖形、圖像及計(jì)算機(jī)動畫等； 文字顯示 可以任意點(diǎn)陣顯示中英文各種字體，有多種顯示進(jìn)入和退出方式，顯示變換靈活。 表格顯示 ： 可繪制各種表格進(jìn)行顯示，表內(nèi)數(shù)據(jù)既可利用編輯軟件人工輸 入和更改，也可通過編制專用軟件，從網(wǎng)上指定的數(shù)據(jù)庫中自動采集顯示。 圖片顯示 ： 可將各種山水、人物圖片放到屏上顯示。 動畫播放 ： 可顯示由動畫軟件制作的圖文動畫內(nèi)容。 有多種字體和字型可供選擇； 播出系統(tǒng)配有多媒體軟件，可以靈活輸入及播出多種信息； 播出方式有單行左移、多行上移、左右展開、上下推移 、旋轉(zhuǎn)、縮小、放大等方式； 主要時事新聞的編輯與播放； 重要通告的實(shí)時發(fā)布； 賞心悅目的音響功能 可直接與高保真音響系統(tǒng)相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)有聲顯示。音頻系統(tǒng)可以達(dá)到現(xiàn) 先進(jìn)的局域網(wǎng)編輯與控制功能 第 18 頁 共 38 頁 可實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)的編輯與控制 可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)群控 硬件系統(tǒng)的構(gòu)成 LED顯示屏系統(tǒng)由顯示系統(tǒng)、控制系統(tǒng)（含多媒體配套設(shè)備系統(tǒng)）、信息錄入和節(jié)目制作終端等部分構(gòu)成。 顯示系統(tǒng) 顯示屏體： LED發(fā)光器件組成的可控顯示板（顯示單元和灰度系統(tǒng)構(gòu)成）。 室內(nèi)全彩色 P5 即 40000 像素三合一屏幕主要技術(shù)參數(shù)表 ： 序號 項(xiàng)目 規(guī)格及技術(shù)要求 1. 發(fā)光器件 1純紅、 1純綠、 1純藍(lán) 2. 點(diǎn)間距 5mm 3. 單元板解析度 32*16點(diǎn) 4. 單元板尺寸 160*80 5. 像素配置 1R1PG1PB 6. 亮度 ＞ 3000cd/m2 7. 視角 大于 140度 8. 視距 3m100m 9. 亮度調(diào)節(jié) 連續(xù)無級可調(diào) 10. 視覺校正 8192級非線性調(diào)整 11. 一致性 無論黑屏或最亮，全屏均無明顯“馬賽克”現(xiàn)象 12. 平整度 任意相鄰像素間≤ ㎜；模塊拼接間隙＜ 1㎜ 13. 顯示灰度 紅綠藍(lán)同屏 1024級 14. 顯示顏色 15. 顯 示模式 VGA640 480～ 1024 768 16. 系統(tǒng)操作平臺 WINDOWS2000 17. 場掃速度 ＞ 200HZ 18. 換幀頻率 180幀 /秒 19. 整屏失控點(diǎn) 1/10000 新屏無失控點(diǎn) 20. 雜點(diǎn)率 小于萬分之一 21. 工作電壓 三相 AC220v177。 15% 4763HZ 22. 最大功耗 1300W/m2 23. 正常功耗 650 W/m2 24. 平均無故障時間 ＞ 10000小時 25. 壽命 ＞ 10萬小時 26. 顯示接口 VGA顯示卡特征口 27. 環(huán)境要求 10℃ +60℃ 最大濕度： 95% 第 19 頁 共 38 頁 控制系統(tǒng) 該系 統(tǒng)由主控電腦、多媒體卡、控制卡等構(gòu)成，主要用于顯示數(shù)據(jù)的編輯、處理與分配，并控制顯示屏的顯示。 主控電腦是工控微機(jī)，在本系統(tǒng)中起控制顯示屏播放的作用。顯示屏顯示所需要的軟件、顯示內(nèi)容、監(jiān)測控制軟件均存儲于此機(jī)器中。控制機(jī)置于機(jī)房中，信息錄入、節(jié)目制作終端可置于本機(jī)房或異地辦公室中。利用有線電視接口可直接播放電視節(jié)目；電視現(xiàn)場直播，可通過攝像機(jī)給控制機(jī)提供電視信號，控制顯示屏播放現(xiàn)場畫面。 編輯系統(tǒng) 編輯系統(tǒng)的作用是完成顯示屏顯示內(nèi)容的整理、編排和設(shè)計(jì)。編輯完成后的顯示內(nèi)容，須由編輯系統(tǒng)送入控制系統(tǒng)才能進(jìn) 行有效的時時播放。 多媒體配套設(shè)備系統(tǒng) 該系統(tǒng)由視頻輸入、圖文輸入和音頻輸出等一些設(shè)備構(gòu)成，主要用于顯示數(shù)據(jù)與聲音的采集、發(fā)生等。視頻設(shè)備：攝像機(jī)、錄像機(jī)、 VCD/DVD等；圖文設(shè)備：掃描儀、數(shù)碼相機(jī)等；音響設(shè)備：音頻功放、音箱等。 硬件系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 硬件系統(tǒng)電路原理 原理圖如 下 圖 所示： LED顯示屏顯示控制系統(tǒng)由主控電路、數(shù)據(jù)分配電路、 LED恒流驅(qū)動電路三部分組成。由主機(jī)控制電路產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，并將來自計(jì)算機(jī)顯示卡的顯示數(shù)據(jù)存儲到幀內(nèi) 存 中，然后將顯示數(shù)據(jù)傳 輸?shù)綌?shù)據(jù)分配電路。顯示數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)分配電路在讀出邏輯的控制下送到各個 LED恒流驅(qū)動電路，在 LED屏幕上正確地把圖像顯示出來。 我公司的 顯示控制系統(tǒng)采用了 FPGA、 CPLD可編程技術(shù)來實(shí)現(xiàn)顯示過程的邏輯 顯示信號源 LED顯示驅(qū)動電路 發(fā)光管顯像 屏體控制系統(tǒng) 主控電路 數(shù)據(jù)處理與分配 信號轉(zhuǎn)換與發(fā)送 第 20 頁 共 38 頁 控制，這種在線可編程設(shè)計(jì)，使整個系統(tǒng)的升級和維護(hù)更加方便和容易，而且大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性。 真彩屏色彩的實(shí)現(xiàn)方法 真彩屏又稱三基色屏，其發(fā)光像素是由紅、綠、蘭三種基色的 LED發(fā)光二極管組成。 用 InGaN(480nm)藍(lán)、 InGaN(515nm)綠和 AS ALGaAS(637nm)紅 LED燈作為LED顯示的 三基色，可以提供逼真的全色性能，而且具有較大的顏色范圍。 同屏 1024級灰度實(shí)現(xiàn)描述 采集 /發(fā)送子系統(tǒng)以每秒不少于 60幅的幀頻采集經(jīng) GAMMA子系統(tǒng)變換輸出的24 Bits真彩色信號，并以雙存貯器交替工作的方式平穩(wěn)地寫入到自帶的顯示緩存中，在中心處理單元的控制下完成灰度的權(quán)值變換，通過 LVDS差分至超五類雙絞線通道上。 接收 /灰度處理子系統(tǒng)自超五類雙絞線上接收 24 Bits真彩色信號，權(quán)值分別為 2 2 2 2 2 2 27，每個基色有八個權(quán)值分量，通過 CPLD控制，送至恒流驅(qū)動單元板從而實(shí) 現(xiàn) 1024級灰度控制信號。 采集 /發(fā)送子系統(tǒng)采用的主控芯片 MC為 日本東芝 公司的 TB62726。 它通過來自計(jì)算機(jī)的幀同步信號 NVS、行消隱信號 NBLK、點(diǎn)時鐘 CLK產(chǎn)生地址控制邏輯，逐點(diǎn)采集 24 Bits真彩號并寫入到交替工作的存貯器中，該存貯器芯片選用IDT7102412或相兼容的美國 ISSI的 IS61C102412J。 當(dāng)幀同步信號 NVS負(fù)跳變時，主控芯片 MC產(chǎn)生存貯器交替控制信號，將剛寫入的最新一幀的真彩色信號進(jìn)行灰度的權(quán)值變換，通過 UR0、 UR UG0、 UG UB0、 UB1（ MC3487或 DS90C031B）差分至超五類雙絞線上，并由 UC0（ MC3487或 DS90C031B）差分輸出變換后的幀同步信號 ONVS、點(diǎn)時鐘 OCLK、行消隱信號 ONBLK和內(nèi)部同步信號 AD0。 接收 /灰度處理子系統(tǒng)通過 URO、 UR UG0、 UG UB0、 UB1（ MC3486或 DS90C032B）自超五類雙絞線上接收變換后 24 Bits真彩信號，其主控芯片 F1亦采用美國Lattice公司的 CPLD器件 ispMACH 4A5128/6410YC，封裝形式為 100PQFP。 它通過來自采集 /發(fā)送子系統(tǒng)變換后的幀同步信號 ONVS、行消隱信號 ONBLK、點(diǎn)時鐘OCLK產(chǎn)生地址控制邏輯，逐點(diǎn)采集 24 Bits真彩色權(quán)值信號并寫入到交替工作的存貯器中，該存貯器芯片選用 IDT7102412或相兼容的美國 ISSI的IS61C102412J。 當(dāng)內(nèi)部同步信號 AD0跳變時，主控芯片 F1產(chǎn)生存貯器交替控制信號和電子顯示屏行列地址尋址信號，將剛寫入的最新一幀的真彩色信號進(jìn)行電流第 21 頁 共 38 頁 等效化，逐點(diǎn)逐線地送至恒流驅(qū)動顯示單元板上，從而完成一個 24 Bits真彩色畫面的完整顯示和刷新過程。 三種基色各級灰度的不同組合能產(chǎn)生的顏色數(shù)為： 256 256 256 = 16777216種顏色 (即 16M色 ) 各基色灰度與混色效果的表現(xiàn) ,如圖 : 色坐標(biāo)校正描述 由于電視信號是為滿足電視機(jī)的發(fā)光特性和電特性而設(shè)計(jì)的，如果對電視信號不作較正，就會產(chǎn)生嚴(yán)重的色彩失真。因此我們對輸入的視頻信號前端進(jìn)行了較正，校正后的色度空間有了明顯改善，如圖 。 第 22 頁 共 38 頁