【正文】 結(jié) 通過分析 LED 顯示屏的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，根據(jù)實際應(yīng)用需求，完整的設(shè)計了 LED顯示屏控制系統(tǒng)。并且，針對系統(tǒng)中的關(guān)鍵問題進行詳細的分析和實現(xiàn)，同時在理論上對其做了系統(tǒng)的論述和說明?；痉项A(yù)期設(shè)想，并在實際中得到應(yīng)用。通過行列驅(qū)動電路 完成 LED點陣模塊的驅(qū)動，實現(xiàn)在脫離計算機的模式下完成保存信息的顯示功能。通過信息預(yù)先保存，不會因上位機的故障影響信息顯示，突然斷電也不會丟失數(shù)據(jù)。 在本次設(shè)計工作中，通過對 LED顯示屏技術(shù)的發(fā)展的分析與研究，根據(jù)實際應(yīng)用，采用最少的資源消耗，在系統(tǒng)的設(shè)計工作中得到了應(yīng)用。但是由于 LED顯示屏的分析、設(shè)計與實際應(yīng)用環(huán)境及應(yīng)用目的有很大關(guān)系，所以對其控制系統(tǒng)的要求也是不同的。如果顯示屏的面積要求很大，屏幕顯示的信息量超大，那么要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也隨之增大，如何設(shè)計出更理想的字模保存方法以及數(shù)據(jù)傳輸時的壓縮算法需要 進一步的研究和探討。本系 統(tǒng) 設(shè) 計著重于對雙色屏的研究，對于灰度不同的真彩色 LED顯示屏的設(shè)計以及設(shè)備的驅(qū)動，有待于進一步的學(xué)習(xí)探討。 LED 顯示屏的解釋術(shù)語 LED 顯示屏術(shù)語解釋 色彩：將紅色和綠色 LED放在一起作為一個像素制作的顯示屏叫雙色屏和彩色屏；將紅、綠、藍三種放在一起作為一個像素的顯示屏叫三色屏或全彩屏。 LED 電子顯示屏 的設(shè)計 22 像素：制作室內(nèi) LED 屏的像素尺寸一般是 210 毫米，常常采用把幾種能產(chǎn)生不同基色的 LED 管芯封裝成一體。室外 LED 屏的像素尺寸多為 1226 毫米。每個像素由若干個各種單色 LED 組 成，常見的成品稱像素筒。雙色像素筒一般由 3 紅 2 綠組成，三色像素筒用 2 紅 1 綠 1 藍組成。無論用 LED 制作單色、雙色或三色屏，想顯示圖像需要構(gòu)成像素的每個 LED 的發(fā)光亮度都必須調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)的精細程度就是顯示屏的灰度級?；叶鹊燃壴礁?，顯示的圖像就越細膩，色彩也越豐富，相應(yīng)的顯示控制系統(tǒng)也越復(fù)雜。一般 256 級灰度的圖像，顏色過渡已很柔和，而 16 級灰度的彩色圖像，顏色過渡界線十分明顯。所以，彩色 LED 屏當前都要求做成 256 級灰度的。 顯示速度：是指 LED 顯示屏更新和轉(zhuǎn)換畫面的速度，通常用幀 /秒來表示。 接口： VGA 輸入 接口： VGA 接口采用非對稱分布的 15pin 連接方式，其工作原理：是將顯存內(nèi)以數(shù)字格式存儲的圖像（幀）信號在 RAMDAC 里經(jīng)過模擬調(diào)制成模擬高頻信號，然后再輸出到等離子成像，這樣 VGA 信號在輸入端（ LED 顯示屏內(nèi)） ，就不必像其它視頻信號那樣還要經(jīng)過矩陣解碼電路的換算。從前面的視頻成像原理可知VGA 的視頻傳輸過程是最短上網(wǎng)，所以 VGA 接口擁有許多的優(yōu)點，如無串擾無電路合成分離損耗等。 DV 輸入接口： DV 接口主要用于與具有數(shù)字顯示輸出功能的計算機顯卡相連接，顯示計算機的 EDB 信號， DVI（ Digital Visual Interface）數(shù)字顯示接口，是由 1998年 9 月，在 Intel 開發(fā)者論壇上成立的數(shù)字顯示工作小組（ Digital Display Working Group 簡稱 DDWG），所制定的數(shù)字顯示接口標準。 DV 數(shù)字端比標準 VGA 端子信號要好，數(shù)字接口保證了全部內(nèi)容采用數(shù)字格式傳輸，保證了主機到監(jiān)視器的傳輸過程中數(shù)據(jù)的完整性（無干擾信號引入），可以得到更清晰的圖像。 標準視頻輸入（ RCA）接口：也稱 AV 接口，通常都是成對的白色的音頻接口和黃色的視頻接口，它通常采用 RCA（俗稱蓮花頭）進行連接，使用時只需 要將帶蓮花頭的標準 AV 線纜與相應(yīng)接口連接起來即可。 AV 接口實現(xiàn)了音頻和視頻的分離傳輸，這就避免了因為音 /視頻混合干擾而導(dǎo)致的圖像質(zhì)量下降，但由于 AV 接口傳輸?shù)娜匀皇且环N亮度 /色度（ Y/C）混合的視頻信號，仍然需要顯示設(shè)備對其進行亮 /色分離和色度解碼才能成像，這種先混合再分離的過程必然會造成色彩信號的損失，色度信號和亮度信號也會有很大的機會相互干擾從而影響最終輸出的圖像質(zhì)量。 AV 還具有一定生命力，但由于它本身 Y/C 混合這一不可克服的缺點因此無法在一些追求視覺極限的場合中使用。 S 視頻輸入： SVideo 具體英 文全稱叫 Separate Video，為了達到更好的視頻效果，人們開始探求一種更快捷優(yōu)秀清晰度更高的視頻傳輸方式，這就是當前 如日中天的 SVideo（也稱二分量視頻接口）， Separate video 的意義就是將 Video 信號分開傳送，也就是在 AV 接口的基礎(chǔ)上將色度信號 C 和亮度信號 Y 進行分離，再分別以不同的通道進行傳輸，它出現(xiàn)并發(fā)展于上世紀 90 年代后期通常采用標準的 4 芯（不含音效）或者擴展的 7 芯（含音效）。帶 SVideo 接口的顯卡和視頻設(shè)備（譬如模擬視頻采集 /編輯卡電視機和準專業(yè)級監(jiān)視器電視卡 /電視盒及 視頻投影設(shè)備等）當前已經(jīng)比較普遍，同 AV 接口相比，由于它不再進行 Y/C 混合傳輸因此也就無需再進行亮色分離和解碼工作，而且使用各自獨立的傳輸通道在很大程度上避免了視頻設(shè)備內(nèi)信號串擾而產(chǎn)生的圖像失真，極大地提高了圖像的清晰度，但 SVideo 仍要將兩路色差信號（ Cr Cb）混合為一路色度信號 C，進行傳輸然后再在顯示設(shè)備內(nèi)解碼為 Cb 和 Cr進行處理，這樣多少仍會帶來一定信號損失而產(chǎn)生失真（這種失真很小但在嚴格的廣播級視頻設(shè)備下進行測試時仍能發(fā)現(xiàn)），而且由于 Cr Cb 的混合導(dǎo)致色度信號的帶寬LED 電子顯示屏 的設(shè)計 23 也有一定的限制，所以 SVideo 雖然已經(jīng)比較優(yōu)秀但離完美還相去甚遠， SVideo 雖不是最好的，但考慮到目前的市場狀況和綜合成本等其因素，它還是應(yīng)用最普遍的視頻接口。 視頻色差輸入接口：目前可以在一些專業(yè)級視頻工作站 /編輯卡專業(yè)級視頻設(shè)備或高檔影碟機等家電上看到有 YUVYCbCr Y/BB/Y 等標記的接口標識，雖然其標記方法和街頭外形各異但都是指的同一種接口色差端口（也稱分量視頻接口）。它通常采用 YPbPr 和 YcbCr 兩種標識，前者表示逐行掃描色差輸出，后者表示隔行掃描色差輸出。由上述關(guān)系可知，我們只需知道 Y Cr Cb 的值就能 夠得到 G 的值（即第四個等式不是必要的），所以在視頻輸出和顏色處理過程中就統(tǒng)一忽略綠色差 Cg 而只保留 Y Cr Cb，這便是色差輸出的基本定義。作為 SVideo 的進階產(chǎn)品色差輸出將 SVideo 傳輸?shù)纳刃盘?C 分解為色差 Cr 和 Cb，這樣就避免了兩路色差混合解碼并再次分離的過程，也保持了色度通道的最大帶寬，只需要經(jīng)過反矩陣解碼電路就可以還原為 RGB三原色信號而成像，這就是最大限度地縮短了視頻源到顯示器成像之間的視頻信號通道，避免了因繁瑣的傳輸過程所帶來的圖像失真，所以色差輸出的接口方式是目前各種視頻輸出接口中最 好的一種。 BNC 端口，通常用于工作站和同軸電纜連接的連接器，標準專業(yè)視頻設(shè)備輸入、輸出端口。 BNC 電纜有 5 個連接頭用于接收紅、綠、藍、水平同步和垂直同步信號。BNC 接頭有別于普通 15 針 D— SUB 標準接頭的特殊顯示器接口。由 R、 G、 B 三原色信號及行同步、場同步五個獨立信號接頭組成。 主要用于連接工作站等對掃描頻率要求很高的系統(tǒng)。 BNC 接頭可以隔絕視頻輸入信號，使信號相互間干擾減少，且信號頻寬較普通 D— SUB 大，可達到最佳信號響應(yīng)效果。 RS232C 串口： RS232C 標準（協(xié)議）的全稱是 EIARS232C 標準，其中 EIA（ Electronic Industry Association）代表美國電子工業(yè)協(xié)會， RS（ emeded standard）代表推薦標準， 232 是標識號， C 代表 RS232 的最新一次修改（ 1969），在這之前，有 RS232B、 RS232A。它規(guī)定連接電纜和機械、電氣特性、信號功能及傳送過程。 RS232C 計算機輸入輸出接口，是最常見的串行接口， RS232C 規(guī)標準接口有25 條線， 4 條數(shù)據(jù)線、 11 條控制線、 3 條定時線、 7 條備用和未定義線，常用的只有9 根，常用于 25pin DSUB 端 口一同使用，其最大傳輸速率為 20kbps，線纜最長為15 米。 RS232C 端口被用于將計算機信號輸入控制 LED 顯示屏。 通信距離：一般 LED 顯示屏的信號輸入是微機或其他設(shè)備，顯示屏離信號輸入設(shè)備都有一段距離，所以要求 LED 顯示屏必須支持遠距離信號的輸入并還原，基本所有的 LED 顯示屏都支持 10 米以上的信號輸入。 壽命：通常 LED 顯示屏都在室外使用，所以要求 LED 顯示屏能適應(yīng)戶外多變的使用環(huán)境，在抗老化和無故障運行要比其它顯示設(shè)備都要稍勝一籌，一般正常無故障的使用時間都可以達到 5000 小時以上。 LED 顯示屏： LED 就是 light emitting diode，發(fā)光二級管的英文縮寫，簡稱 LED。它是一種通過控制半導(dǎo)體發(fā)光二級管的顯示方式，用來顯示文字、圖形、圖像、動畫、行情、視頻、錄像信號等各種信息的顯示屏幕。 LED 顯示屏分為圖文顯示屏和視頻顯示屏，均由 LED 矩陣塊組成。圖文顯示屏可與計算機同步顯示漢字 、英文文體和圖形；視頻顯示屏采用微型計算機進行控制，圖文、圖像并茂，以實時、同步、清晰的信息傳播方式播放各種信息，還可顯示二維、三維動畫、錄像、電視、 VCD 節(jié)目以及現(xiàn)場實況。 LED 顯示屏顯示畫面色彩鮮艷，立體感強 ，靜如油畫，動如電影，廣泛應(yīng)用于車站、碼頭、機場、商場、醫(yī)院、賓館、銀行、證 劵 市場、建筑市場、拍賣行、工商企業(yè)管理和其它公共場所。 LED 電子顯示屏 的設(shè)計 24 它的優(yōu)點：亮度高、工作電壓低、功耗小、微型化、易于集成電路匹配、驅(qū)動簡單、壽命長、耐沖擊、性能穩(wěn)定。 參考文獻 [1]李光飛等 .單片機課程設(shè)計實例指導(dǎo) .北京航天航空大學(xué)出版社， 2021 年 [2]余錫存等 .單片機原理及接口技術(shù) . 西安電子科技大學(xué)出版社， 2021 年 [3]蔡美琴等 . 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