【正文】 ，因此可以根據(jù)光傳感器測(cè)得的環(huán)境光亮度，程序自動(dòng)調(diào)整亮度寄存器的數(shù)據(jù)值，從而獲得最佳的顯示效果。一個(gè)COMMO正脈沖內(nèi)有8個(gè)COMMI周期，即串行發(fā)送8位數(shù)據(jù)信息，在這8位數(shù)據(jù)信息中，D0~D2是亮度信息，也就是用這三位數(shù)據(jù)表示出8個(gè)等級(jí)(分=8)的亮度來(lái)。亮度數(shù)據(jù)信號(hào)按照亮度控制信號(hào)的時(shí)序要求串行發(fā)送亮度數(shù)據(jù)信息。其時(shí)序圖如圖32所示。COMM0COMM1COMM2 D0 D1 ` ` ` ` ` ` D6 D7 D0圖32 亮度時(shí)序圖圖32 LED亮度信號(hào)時(shí)序圖本次設(shè)計(jì)的LED顯示屏可以進(jìn)行8個(gè)等級(jí)的亮度調(diào)節(jié)。為適宜觀看，要求其屏體亮度隨外界環(huán)境的變化而適當(dāng)調(diào)整。將采集到的各像素的亮度分布，按某種平滑技術(shù)處理后形成一個(gè)灰度校正矩陣，要顯示的數(shù)字圖像信號(hào)用此矩陣處理后再去驅(qū)動(dòng)大屏幕LED顯示屏。光強(qiáng)均衡處理是一個(gè)比較好的辦法。解決方法亮度不均勻性指像素間光強(qiáng)不勻和模塊間的亮度不勻，為了解決這兩種亮度不均勻性，在分檔、規(guī)范組裝工藝、均衡LED中電流等方面均下了不少功夫。產(chǎn)生原因LED在制造過(guò)程中由于材料厚度、組成成分和摻雜均勻性等方面的差異；由于退火和蒸發(fā)材料時(shí)不均勻性等諸因素都會(huì)嚴(yán)重影響LED的法向光強(qiáng)Iv、正向壓Vf和波長(zhǎng)λ等參數(shù)。顯示屏均勻性的改造可以解決像素點(diǎn)之間由于LED本身的物理因素產(chǎn)生的光強(qiáng)差異，使顯示屏的整體視覺(jué)效果大幅度提高。我們還可以在顯示屏數(shù)據(jù)顯示之前進(jìn)行二次非線性校正，通過(guò)查表法的方法實(shí)現(xiàn)特定的數(shù)字信號(hào)處理算法，這樣可以使LED顯示屏達(dá)到更好的顯示效果，加快數(shù)據(jù)處理速度，提高圖像的刷新頻率，可以有效的防止圖像的閃爍。按B=，即B=對(duì)發(fā)送的圖像信號(hào)進(jìn)行預(yù)校正。對(duì)于CRT，圖像亮度B與圖像信號(hào)E之間的變換為非線性，即B=。在什么地方做γ校正是人們所關(guān)心的問(wèn)題。 過(guò)去的時(shí)代是“模擬時(shí)代”，而今已進(jìn)入“數(shù)字時(shí)代”，進(jìn)入計(jì)算機(jī)的電視圖像依然帶有γ＝。使用這種攝像機(jī)得到的圖像就預(yù)先做了校正，在γ＝。最初的NTSC電視標(biāo)準(zhǔn)需要攝像機(jī)具有γ＝1/＝，現(xiàn)在采納γ＝。為使整個(gè)系統(tǒng)的γ值接近于使用所要求的γ值，起碼就要有一個(gè)能夠提供γ校正的非線性部件，用來(lái)補(bǔ)償CRT的非線性特性。所有CRT顯示設(shè)備都有冪律轉(zhuǎn)換特性，如果生產(chǎn)廠家不加說(shuō)明?？措娨暤沫h(huán)境和計(jì)算機(jī)房的環(huán)境就屬于這種情況。根據(jù)這種觀點(diǎn)，而不是1。但是某些圖像有時(shí)在“黑暗環(huán)境”下觀看所獲得的效果會(huì)更好，放映電影和投影幻燈片就屬于這種情況。但實(shí)際情況卻不完全是這樣。如果圖像系統(tǒng)的整個(gè)γ＝1，輸出與輸入就成線性關(guān)系。實(shí)際的圖像系統(tǒng)是由多個(gè)部件組成的，這些部件中可能會(huì)有幾個(gè)非線性部件。其中，0表示黑電平，1表示顏色分量的最高電平。這種特性稱為冪律（powerlaw）轉(zhuǎn)換特性。圖31 雙總線結(jié)構(gòu)的主從掃描存儲(chǔ)原理 彩色顯示屏的γ校正幾乎所有的CRT顯示設(shè)備、攝影膠片和許多電子照相機(jī)的光電轉(zhuǎn)換特性都是非線性的。由于A、B兩組存儲(chǔ)器交替使用，要求在接收一幀并行數(shù)據(jù)的時(shí)間內(nèi)把譯碼后的16bit串行數(shù)據(jù)流送往LED屏。從顯示控制模塊傳來(lái)的數(shù)據(jù)為并行數(shù)據(jù)，而LED顯示屏所需的是含有像素點(diǎn)灰度信息的串行數(shù)據(jù)流。如圖31所示，A、B兩組幀存儲(chǔ)器分別交替工作于圖像高速掃描和圖像數(shù)據(jù)接收緩存兩種方式。這就要求系統(tǒng)中必須要有高速數(shù)據(jù)緩存處理電路，以防止在掃描過(guò)程中丟失數(shù)據(jù)。掃描型驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單、成本低，較多應(yīng)用于室內(nèi)顯示屏的設(shè)計(jì)。因?yàn)轵?qū)動(dòng)寄存器的時(shí)分工作，使每一個(gè)LED的亮度占空比減小，所以導(dǎo)致LED亮度降低。在這種系統(tǒng)中，屏幕灰度信息的刷新是靠驅(qū)動(dòng)寄存器時(shí)分工作實(shí)現(xiàn)的。室外屏大多為鎖存型。過(guò)去使用常規(guī)驅(qū)動(dòng)IC，設(shè)計(jì)非常復(fù)雜而且成本較高。鎖存型鎖存型指顯示屏上每一個(gè)LED都對(duì)應(yīng)于一個(gè)驅(qū)動(dòng)寄存器，即驅(qū)動(dòng)器不需要時(shí)分工作，每一個(gè)LED的亮度占空比均為100%。將每周期內(nèi)LED的總發(fā)光時(shí)間依次調(diào)節(jié)為0、1S（/816）、2S（/816）……、15S/（816），這樣就將LED的發(fā)光時(shí)間分為16個(gè)等級(jí)，即實(shí)現(xiàn)了16級(jí)灰度。在高速動(dòng)態(tài)顯示時(shí)，LED的發(fā)光亮度與其在掃描周期內(nèi)的發(fā)光時(shí)間成正比，所以灰度等級(jí)的實(shí)現(xiàn)由控制LED的發(fā)光時(shí)間與掃描周期的比值（即占空比）的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)。從圖像處理模塊輸出的數(shù)據(jù)信息為并行數(shù)據(jù)，它包括圖像分離的R、G、B三基色數(shù)據(jù)。為了適應(yīng)高速增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，我國(guó)已將LED分別列為31項(xiàng)國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展的電子產(chǎn)品和20種鼓勵(lì)外商投資的電子產(chǎn)品和技術(shù)之一。未來(lái)照明市場(chǎng)的爭(zhēng)奪戰(zhàn)已經(jīng)展開(kāi)。在現(xiàn)代都市中大功率氣體放電燈、泛光照明、霓虹燈、燈箱廣告等光源所產(chǎn)生的光污染，已經(jīng)對(duì)人類、自然環(huán)境以及天文觀察造成嚴(yán)重危害。LED已成為現(xiàn)代城市一道靚麗的風(fēng)景線，廣泛應(yīng)用于各種公共場(chǎng)合。如果采用LED取代霓虹燈作為顯示標(biāo)志，不僅可以避免殘缺不全的遺憾，而且可以隨心所欲地使用。LED作成地?zé)?，可指示方向、步行道和車道，安全可靠、?jīng)久耐用。LED作為城市重點(diǎn)建筑的夜景照明，在勾勒輪廓上可以大顯身手，能夠模擬任何色彩，能源的損耗和維護(hù)費(fèi)用也大大降低。LED有很多突出的優(yōu)點(diǎn)：除了壽命長(zhǎng)、耗能低之外，LED應(yīng)用非常靈活，可以做成點(diǎn)、線、面等各種形式的輕薄短小產(chǎn)品；環(huán)保效益好，由于光譜中沒(méi)有紫外線和紅外線，既沒(méi)有熱量也沒(méi)有輻射，屬于典型的綠色照明光源，而且廢棄物可回收，沒(méi)有污染；控制極為方便，只要調(diào)整電流，就可以隨意調(diào)光，不同光色的組合變化很多，利用時(shí)序控制電路，可以達(dá)到豐富多彩的動(dòng)態(tài)變化效果。半導(dǎo)體技術(shù)在引發(fā)微電子革命之后，正在孕育一場(chǎng)新的產(chǎn)業(yè)革命——照明革命。如今，LED已能發(fā)出紅色、黃色、藍(lán)色、綠色、橙色、琥珀色、藍(lán)綠雙色、紅綠雙色、黃綠色、純綠色、翠綠色、白色等各種光束。可以說(shuō)LED顯示技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了大型平板顯示技術(shù)的又一次革命。從20世紀(jì)中葉，液晶、LED、PDP等平板顯示器開(kāi)始飛速地發(fā)展。當(dāng)掃描到H2行時(shí)，L1列的電位就應(yīng)該為低。圖23所示為一個(gè)m行n列結(jié)構(gòu)的LED顯示屏，當(dāng)采用行掃描列控制的驅(qū)動(dòng)方式時(shí)，從H1到枷輪流將高電位接通各行線，使連接到各行的LED器件接通正電源，但具體哪一個(gè)LED導(dǎo)通，還要看它的負(fù)電源是否接通，這就是列控制所要完成的工作。所謂“掃描”的含義，就是指一行一行地循環(huán)接通整行的LED器件，而不問(wèn)這一行的哪一列的LED器件是否應(yīng)該點(diǎn)亮，某一列的LED器件是否應(yīng)該點(diǎn)亮，由所謂的列控制電路來(lái)負(fù)責(zé)。在掃描驅(qū)動(dòng)方式下可以按行掃描，按列控制。 掃描驅(qū)動(dòng)是通過(guò)數(shù)字邏輯電路，使若干LED器件輪流導(dǎo)通，用以節(jié)省控制驅(qū)動(dòng)電路。其次是脈沖重復(fù)頻率的問(wèn)題，通過(guò)視覺(jué)暫留特性的分析，己經(jīng)知道脈沖重復(fù)頻率必須高24HZ，否則會(huì)產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象。 電阻 I T Ton Toff If Iu t 脈沖電源電阻圖22 LED脈沖驅(qū)動(dòng)電流其中ton/T就是占空比的一種描述，為了使脈沖驅(qū)動(dòng)方式下的平均電流I，與直流驅(qū)動(dòng)電流工。首先，要想獲得與直流驅(qū)動(dòng)方式相當(dāng)?shù)陌l(fā)光強(qiáng)度，脈沖驅(qū)動(dòng)電流的平均值h就應(yīng)該與直流驅(qū)動(dòng)的電流值相同。利用人眼的視覺(jué)暫留特性，采用向比D器件重復(fù)通斷供電的方法使之點(diǎn)燃，就是通常所說(shuō)的脈沖方式。LED管得正向電流是:If=Ic=Ie=(VbVbe)/Re其中，Vb為外加基極電壓，Vbe為基極一發(fā)射極電壓。由于三極管的輸出特性具有恒流性質(zhì)，所以可以采用晶體管驅(qū)動(dòng)LED。這是由于LED正向特性陡峭，加上元件參數(shù)的分散性，即使相同的電源，相同的限流電阻，每個(gè)LED的正向電流也不盡相同，導(dǎo)致LED器件的發(fā)光強(qiáng)度不同，亮度不均，而且這種方法不易調(diào)節(jié)每個(gè)LED器件的亮度，所以無(wú)法標(biāo)識(shí)圖像信息。連接時(shí)令LED的陰極接電源的負(fù)極方向，陽(yáng)極接正極方向。具體的驅(qū)動(dòng)方法可以分為直流驅(qū)動(dòng)、恒流驅(qū)動(dòng)、脈沖驅(qū)動(dòng)和掃描驅(qū)動(dòng)等。 LED器件的驅(qū)動(dòng)原理從LED器件的特性可知道，當(dāng)向LED器件施加正向電壓時(shí)，流過(guò)器件的正向電流使其發(fā)光。當(dāng)在PN結(jié)上加以正向電壓之后，P區(qū)的空穴注入至N區(qū)，N區(qū)的電子注入至P區(qū)，相互注入的電子與空穴相遇后即產(chǎn)生復(fù)合，這些少數(shù)載流子在結(jié)的注入和復(fù)合中產(chǎn)生輻射而發(fā)光。當(dāng)系統(tǒng)受到外界激發(fā)后，會(huì)從穩(wěn)定的低能態(tài)躍遷到不穩(wěn)定的高能態(tài)。圖21 二極管工作原理發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)主要由PN結(jié)芯片、電極和光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成。:與傳統(tǒng)光源單調(diào)的發(fā)光效果相比，LED光源市低壓微電子產(chǎn)品，成功融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、圖像處理技術(shù)、嵌入式控制技術(shù)等，所以亦是數(shù)字信息化產(chǎn)品，是半導(dǎo)體光電器件“高新尖”技術(shù)，具有在線編程，無(wú)限升級(jí)，靈活多變的特點(diǎn)。:光色純，光線質(zhì)量高，光譜中沒(méi)有紅外線和紫外線，既沒(méi)有熱量，也沒(méi)有輻射，眩光小，而且廢棄物可回收，沒(méi)有污染不含汞元素，冷光源，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源。:節(jié)能能源無(wú)污染極為環(huán)保。LED作為一種發(fā)光器件，是大屏幕顯示系統(tǒng)的首選器件。第2章LED顯示屏的工作原理 LED工作原理 簡(jiǎn)述LED(Lighting Emitting Diode)即發(fā)光二極管，是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件。3） 按設(shè)定的顯示效果顯示圖像(如:左右移動(dòng)，上下移動(dòng)，收縮顯示，雪花顯示，單字顯示等)，可以設(shè)定并顯示時(shí)間(年/月/日，時(shí)/分/秒)，可以顯示環(huán)境溫度，能夠向LED屏發(fā)出色彩和灰度控制信號(hào)及行列控制信號(hào)等。顯示的內(nèi)容包括實(shí)時(shí)時(shí)間、日期、漢字公告以及視頻動(dòng)畫(huà)等。同時(shí)，采用基于ARM核的新一代32位微處理器，解決了系統(tǒng)的運(yùn)行速度、尋址能力和功耗等問(wèn)題，可以支持更大可視區(qū)域的穩(wěn)定顯示，可以存儲(chǔ)更多的顯示內(nèi)容。以前的LED大屏幕顯示系統(tǒng)用中小規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)體積較大、調(diào)試?yán)щy、不易修改。 論文研究的內(nèi)容以前，人們應(yīng)用的LED顯示屏的范圍比較宰，LED研究也還處于起步階段，嵌入式芯片主要是基于8位機(jī)的開(kāi)發(fā)，功能也比較單一。總之，在LED大屏幕材料研制方面，單色、多色LED點(diǎn)陣模塊產(chǎn)品已經(jīng)很成熟，目前的發(fā)展方向?yàn)槿噬獿ED顯示屏。(3)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多樣化隨著信息化社會(huì)的形成，信息領(lǐng)域愈加廣泛，LED顯示屏的應(yīng)用前景更為廣闊。近幾年業(yè)內(nèi)的發(fā)展中，幾番價(jià)格回落調(diào)整達(dá)到基本均衡后，產(chǎn)品質(zhì)量、系統(tǒng)的可靠性等將成為主要的競(jìng)爭(zhēng)因素，這就對(duì)LED顯示屏的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化有了較高的要求。同時(shí)，隨著控制技術(shù)的發(fā)展和屏體穩(wěn)定性的提高，使全彩色LED顯示屏的亮度、色彩、白平衡均達(dá)到比較理想的效果，完全可以滿足戶外全天候的環(huán)境條件要求。二十一世紀(jì)的顯示技術(shù)將是平板顯示的時(shí)代，LED顯示屏作為平板顯示的主導(dǎo)產(chǎn)品之一將有更大的發(fā)展。目前我國(guó)的普綠和高亮度純紅LED己經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)商品化，但是，高亮度的純藍(lán)、純綠LED在我國(guó)尚屬空白。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，以及LED顯示技術(shù)的不斷完善，人們對(duì)LED顯示屏的認(rèn)識(shí)將越來(lái)越深入，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)越來(lái)越廣?？梢?jiàn)，人們的生活也日益離不開(kāi)LED，因此，人們對(duì)其要求也越來(lái)越高。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，以及LED顯示技術(shù)的不斷完善，人們