LED显示屏控制方法的研究

摘要

LED显示屏是一种利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式多媒体显示终端;作为显示终端，稳定可靠的图像显示是评价一个LED显示屏的重要因素。灰度扫描是LED显示屏控制技术的核心，是决定LED显示屏图像显示的最直接因素，它不仅决定图像显示质量，同时也决定了控制系统硬件结构的设计。但是，LED显示屏控制方法多样，LED显示屏的各种设计参数的选择没有统一的标准，因此，构建一种统一的灰度调制模型，将控制参数与设计参数数学化，使得设计变的更加有理有据。 论文从LED显示屏的通用技术出发;由LED的发光原理开始，介绍LED各种驱动方式，对比各种驱动的优缺点，LED显示屏采用行列扫描的方式，采用扫描驱动的方式;文章详细介绍了扫描驱动的原理，根据扫描驱动，文章给出了LED显示屏屏体的设计方法和具体电路图，根据屏体的工作原理，提取出LED显示屏扫描驱动的参数。在本文第三章，提出的一种灰度调制算法，文章根据屏体结构，讨论了各种设计参数之间的关系。文章中给出了信号时序的计算公式、每帧数据图像占用的时间、点亮效率和设计参数的约束关系、扫描时钟和设计参数的约束关系等，为设计者提供了有力的理论基础。在本文第四章，给出基于ARM单片机的LED显示屏系统设计方法，文章先给出LED显示屏系统的设计思路，从系统设计的硬件设计和软件设计两方面介绍本次设计，在硬件设计中，文章先介绍系统电源，电源即要为ARM单片机供电也需要为屏体供电，是整个系统的基石;其次，文章给出系统其它主要模块的硬件原理和电路;在软件设计中，文章先给出系统运行时数据处理流程，最后文章详细的给出了LED显示屏的驱动流程与灰度实现和串行FLASH的程序设计。 论文所提出的灰度调制模型，将LED显示屏的基本参数与控制参数归结为一种数据模型，为实际工程设计提供了最优控制参数选取方法，最大程度地利用资源和降低工程设计成本，结合该模型设计的LED显示屏系统，取得很好的效果，系统运行稳定可靠，是一种具有实际应用价值的LED显示屏系统。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1 LED显示屏国内外发展现状

1．1．1 LED显示屏的发展历程和应用领域

1．1．2我国LED产业

1．2 LED屏控制技术

1．2．1 LED显示屏的控制系统

1．2．2现有的LED屏控制方法

1．2．3 LED显示屏电源设计

1．3研究的内容与意义

1．3．1本文主要研究内容

1．3．2研究的意义

1．4本文的章节安排

第二章LED显示屏通用技术

2．1 LED显示屏概述

2．2 LED工作原理

2．2．1半导体发光原理

2．3 LED器件的驱动

2．3．1 直流驱动

2．3．2恒流驱动

2．3．3 脉冲驱动

2．3．4扫描驱动

2．4显示驱动原理与屏体模块设计

2．4．1显示驱动原理

2．4．2屏体模块设计

2．5 LED显示屏的屏体结构

2．5．1LED显示屏的系统组成

2．5．2 LED显示屏的屏体

2．6本章小结

第三章LED灰度扫描算法

3．1 LED灰度扫描

3．1．1灰度扫描的概念

3．1．2灰度扫描的原理

3．2 2m级灰度全屏扫描

3．2．1锁存信号与消隐信号的数学模型

3．2．2控制参数

3．2．3一线数据送上屏体的最小时间

3．2．4 点亮效率

3．2．5上屏时钟频率

3．2．6数据读取速度

3．2．7串口通信模式下的扫描频率

3．3基于时间片的灰度调制

3．4扫描算法小结

3．5本章小结

第四章基于灰度扫描算法的LED显示屏设计

4．1系统的总体设计思路

4．2微处理器的选择和介绍

4．2．1 ARM处理器的简介以及分类

4．2．2 STM32F103单片机简介

4．3系统的硬件设计

4．3．1 系统的电源设计

4．3．2 IMP706看门狗电路设计

4．3．3 串行FLASH存储器模块设计

4．3．4 RS232接口电路

4．3．5 行列驱动电路设计以及屏体接口设计

4．4系统的软件设计

4．4．1开发工具介绍

4．4．2系统数据处理流程

4．4．3系统数据结构设计

4．4．4系统程序设计

4．4．5 LED驱动流程以及灰度实现

4．4．6串行FLASH的程序设计

4．5本章小结

5．1系统测试

5．2算法分析

第六章总结与展望

6．1总结

6．2展望

参考文献

附录