大屏幕LED显示控制与系统实现研究

摘要

由于LED显示屏具有亮度高、功耗低、寿命长、节能环保、视角宽等优点，LED显示屏逐渐成为平板显示媒体的主流产品，广泛应用于商业传媒、文化演出、公共场所信息发布等各种场合。因此，对于大屏幕LED显示系统核心的控制技术与系统实现研究也越来越有意义。
　　 随着双色LED显示屏的屏幕越来越大，显示方式越来越复杂，传统的8位单片机控制技术已经无法满足实际需求。本文通过设计8位单片机优化控制方案，开发出一个至少能够支持256×8192像素的超大屏幕双色LED显示控制器。同时针对256灰度级嵌入式全彩LED显示控制系统，本文首先分析了采用GPWM技术实现灰度控制的可行性，提出能够兼顾刷新率和发光效率的12场扫描方法.给出了较低亮度损失的灰度控制实现方案；其次本文研究了像质优化原理，比较了基于像素复用的像质优化技术和基于像素分解重组的像质优化技术优缺点，给出了一个能够保证系统刷新率又不需要改变原有驱动电路的像质优化算法并设计相应的显示屏体。最后在ADSP BF548开发平台上，设计出一个可实现SD卡和IDE硬盘读写的全彩LED显示控制系统。
　　 本论文工作解决的关键技术问题体现在以下几个方面：
　　 (1)在8位单片机控制技术改进优化方面，提出了基于内存映射技术的数据组织方法和FLASH非复用多扫描线并行数据输出技术，对系统核心8位单片机进行选型，优化了串行移位时钟和循环跳转指令。
　　 (2)在全彩LED显示灰度控制方面，本文综合采用了BPWM技术和GPWM技术。同时本文还采用了位平面技术，进一步保证系统刷新率。
　　 (3)在全彩LED显示屏亮度增强方面，本文采用12场扫描方法，在保证系统刷新率的前提下，增强了全彩LED显示屏亮度。
　　 (4)在全彩LED显示屏像质优化方面，本文采用基于像素分解重组的视频像质优化技术，在改造后的M×N像素屏体上实现了2M×N显示分辨率。