LED顯示屏的構(gòu)成及工作原理

本文簡(jiǎn)單地講LED顯示屏就是由若干個(gè)可組合拼接的顯示單元(單元顯示板或單元顯示箱體)構(gòu)成屏體，再加上一套適當(dāng)?shù)?a target="_blank">控制器(主控板或控制系統(tǒng))。所以多種規(guī)格的顯示板(或單元箱體)配合不同控制技術(shù)的控制器就可以組成許多種LED顯示屏，以滿足不同環(huán)境，不同顯示要求的需要。?

一、LED顯示屏的主要構(gòu)成(以較為復(fù)雜的同步全彩屏為例)

1、金屬結(jié)構(gòu)框架,其作用是構(gòu)成內(nèi)框架，搭載顯示單元板或模組等各種電路板以及開關(guān)電源

2、顯示單元：是LED顯示屏的主體部分，由LED燈及驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成。戶內(nèi)屏就是各種規(guī)格的單元顯示板，戶外屏就是模組箱體。

3、掃描控制板：該電路板的功能是數(shù)據(jù)緩沖，產(chǎn)生各種掃描信號(hào)以及占空比灰度控制信號(hào)。

4、開關(guān)電源：將220V交流電變?yōu)楦鞣N直流電提供給各種電路。

5、傳輸電纜：主控儀產(chǎn)生的顯示數(shù)據(jù)及各種控制信號(hào)由雙絞線電纜傳輸至屏體。

6、主控制儀：將輸入的RGB數(shù)字視頻信號(hào)緩沖，灰度變換，重新組織，并產(chǎn)生各種控制信號(hào)。

7、專用顯示卡及多媒體卡：除具有電腦顯示卡的基本功能外還同時(shí)輸出數(shù)字RGB信號(hào)及行，場(chǎng)，消隱等信號(hào)給主控儀。多媒體除以上功能外還可將輸入的模擬Video信號(hào)變?yōu)閿?shù)字RGB信號(hào)(即視頻采集)。

8、電腦及其外設(shè)

圖1 LED顯示屏系統(tǒng)組成

二、主要功能模塊分析

1、視頻播出

通過多媒體視頻控制技術(shù)和VGA同步技術(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(hào)、攝像視頻信號(hào)、錄像機(jī)VCD視頻信號(hào)、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫信息等，因而可以實(shí)現(xiàn)下列功能：

支持VGA顯示，顯示各種計(jì)算機(jī)信息、圖形、圖像。

支持各種輸入方式；支持PAL、NTSC等各種制式。

實(shí)時(shí)顯示彩色視頻圖像，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)播。

轉(zhuǎn)播廣播電視、衛(wèi)星電視及有線電視信號(hào)。

電視、攝像、影碟等視頻信號(hào)的即時(shí)播放（VCR、VCD、DVD、LD）。

具有同時(shí)播放左右不同比例的畫面及文字的功能

2、計(jì)算機(jī)播出

圖文特技顯示功能：具有對(duì)圖文進(jìn)行編輯、縮放、流動(dòng)、動(dòng)畫功能。

顯示各種計(jì)算機(jī)信息、圖形、圖像及2、3維計(jì)算機(jī)動(dòng)畫并疊加文字。

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。

有多種中文字體和字型可供選擇，同時(shí)還可輸入英文、西班牙文、法文、德文、希臘文、俄文、日文等多種文字。

有多種播出方式，如：?jiǎn)?多行平移、單/多行上/下移、左/右拉、上/下拉、旋轉(zhuǎn)、無級(jí)縮放等。

通知、通告、公告和新聞的編輯、和播放即時(shí)發(fā)布，并有多種字體供選擇。

3、網(wǎng)絡(luò)功能

配有標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口，可與其它標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)連網(wǎng)（信息查詢系統(tǒng)、市政宣傳網(wǎng)系統(tǒng)等）。

采集播出各數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制。

通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以進(jìn)入Internet網(wǎng)

具有聲音接口，可接入音頻設(shè)備，達(dá)到聲像同步。

4、屏幕控制機(jī)

屏幕控制機(jī)控制其對(duì)應(yīng)的顯示屏顯示效果。它可以自動(dòng)運(yùn)行一個(gè)不斷循環(huán)的程序，根據(jù)給定的節(jié)目單去服務(wù)取得相關(guān)的顯示數(shù)據(jù)，也可以人工干預(yù)，產(chǎn)生屏幕上的顯示效果。屏幕上像素和屏幕控制機(jī)顯示器相應(yīng)區(qū)域上的像素——對(duì)應(yīng)，直接映射。

通過屏幕控制機(jī)可以手動(dòng)調(diào)節(jié)顯示屏的亮度，選擇適合當(dāng)前環(huán)境的灰度非線性校正數(shù)據(jù)，屏幕控制機(jī)也可以通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)顯示屏亮度和選擇不同的灰度非線性校正數(shù)據(jù)。

通過屏幕控制機(jī)可以調(diào)節(jié)圖像顯示的對(duì)比度、色度等。屏幕控制機(jī)將要顯示的信息傳送到視頻處理和控制單元進(jìn)行視頻處理。

5、視頻處理和控制單元

視頻處理和控制單元完成顯示數(shù)據(jù)的圖像處理，這些處理包括：

第二級(jí)灰度非線性校正，可以自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)節(jié)。

自動(dòng)或手動(dòng)無級(jí)亮度調(diào)節(jié)。

灰度級(jí)控制系統(tǒng)可以控制顯示屏顯示每基色各8位的24位數(shù)據(jù)，即各基色256級(jí)灰度。

圖像降噪處理，保證圖像更加干凈和平滑。

圖像增強(qiáng)技術(shù)，圖像邊緣增強(qiáng)技術(shù)。

運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)，色度調(diào)節(jié)功能。

6、視覺處理

在系統(tǒng)中，可以分別調(diào)整單個(gè)模組每基色的亮度，調(diào)整色平衡，基本消除馬賽克現(xiàn)象，所有模組和顯示模塊亮度一致性好，單色顯示無視覺差。

視頻處理和控制單元將處理好的顯示信息傳送到通信模塊以便長(zhǎng)距離傳送到顯示屏上。

7、通信模塊

通信模塊保證屏幕控制機(jī)的顯示內(nèi)容準(zhǔn)確無誤地長(zhǎng)距離傳輸?shù)斤@示屏上。通信模塊對(duì)傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行編碼解碼處理，進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸和接收數(shù)據(jù)處理。通信模塊將顯示信息傳送到數(shù)據(jù)分配和掃描單元上。

三、顯示屏主要工作原理

LED顯示屏通常由主控制器、掃描板、顯示控制單元和LED顯示屏體組成，主控制器從計(jì)算機(jī)顯示卡獲取一屏各像素的各色亮度數(shù)據(jù)，然后分配給若干塊掃描板，每塊掃描板負(fù)責(zé)控制LED顯示屏上的若干行（列），而每一行（列）上的LED顯示信號(hào)則用串行方式通過本行的各個(gè)顯示控制單元級(jí)聯(lián)傳輸，每個(gè)顯示控制單元直接面向LED顯示屏體。 主控制器所作的工作，是把計(jì)算機(jī)顯示是配卡的信號(hào)轉(zhuǎn)換成LED顯示屏所需要的數(shù)據(jù)和控制信號(hào)格式 。 顯示控制單運(yùn)的作用，和圖像顯示屏的情況類似，一般由帶有灰度級(jí)控制功能 的移位寄存器鎖存器構(gòu)成。只是視頻LED顯示屏的規(guī)模往往更大，所以應(yīng)該使用集成規(guī)模更大的集成電路。 掃描扳所起的作用正所謂承上啟下，一方面它接受主控制器的視頻信號(hào)，另一方面把屬于本級(jí)數(shù)據(jù)傳送給自己的各個(gè)顯示控制單元，同時(shí)還要把不屬于本級(jí)的數(shù)據(jù)向下一個(gè)級(jí)聯(lián)的掃描扳傳輸。視頻信號(hào)和LED顯示數(shù)據(jù)，在空間、時(shí)間、順序等各方面的差別，都需要有掃描板來協(xié)調(diào)。