LED显示屏驱动芯片的各类及应用Word格式.docx

LED显示屏驱动芯片的各类及应用Word格式.docx

《LED显示屏驱动芯片的各类及应用Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《LED显示屏驱动芯片的各类及应用Word格式.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

●最大输出电流

目前主流恒流源芯片的最大输出电流多定义为单路最大输出电流，一般在90mA左右。

恒流是专用芯片的最根本特性，也是得到高画质的基础。

而每个通道同时输出恒定电流的最大值（即最大恒定输出电流）对显示屏更有意义，因为在白平衡状态下，要求每一路都同时输出恒流电流。

一般最大恒流输出电流小于允许最大输出电流。

●恒流源输出路数

恒流源输出路数主要有8（8位源）和16（16位源）两种规格，现在16位源基本上占主流：

如TLC5921，TB62706／TB62726，MBl5026／MBl5016等。

16位源芯片主要优势在于减少了芯片尺寸，便于LED驱动板（PCB）布线，特别是对于点间距较小的PCB更是有利。

●电流输出误差

电流输出误差分为两种，一种是位间电流误差，即同一个芯片每路输出之间的误差；

另一种是片间电流误差，即不同芯片之间输出电流的误差。

电流输出误差是个很关键的参数，对显示屏的均匀性影响很大。

误差越大，显示屏的均匀性越差，很难使屏体达到白平衡。

目前主流恒流源芯片的位间电流误差一般小于土6％，片间电流误差小于-+15％o

●数据移位时钟

LED专用驱动芯片的基本功能中都包含串行移位寄存器的功能，以便于实现显示数据的级联与传输，构建大尺寸多显示点的LED显示屏。

数据移位时钟决定了显示数据的传输速度，对显示屏显示数据的更新速率起到至关重要的作用。

作为大尺寸显示器件，显示刷新率应该在85Hz以上，才能保证稳定的画面（无扫描闪烁感）。

较高的数据移位时钟是显示屏获取高刷新率画面的基础。

目前主流恒流源芯片移位时钟频率一般都在15MHz以上。

2．3目前主流LED专用芯片的性能比较

目前，LED显示屏专用驱动芯片生产厂家主要有TOSHIBA（东芝）、TI（德州仪器）、SONY（索尼）、MBI{聚积科技}、SITI（点晶科技）等。

在国内LED显示屏行业，这几家的芯片都有应用。

TOSHIBA产品的性价比较高，在国内市场上占有率也最高。

主要产品有TB62705、TB62706、TB62725、TB62726、TB62718、TB62719、TB62727等。

其中TB62705、TB62725是8位源芯片，TB62706、TB62726是16位源芯片。

TB62725、TB62726分别是TB62705、TB62706的升级芯片。

这些产品在电流输出误差（包括位间和片间误差）、数据移位时钟、供电电压以及芯片功耗上均有改善。

作为中档芯片，目前”TB62725、TB62726已经逐渐替代了TB62705和TB62706。

另外，TB62726还有一种窄体封装的TB62726AFNA芯片，其宽度只有6.3mm（TB62706的贴片封装芯片宽度为8.2mm），这种窄体封装比较适合在点间距较小的显示屏上使用。

需要注意的是，AFNA封装与普通封装的引脚定义不一样（逆时针旋转了90度）。

TB62718、TB62719是TOSHIBA针对高端市场推出的驱动芯片，除具有普通恒流源芯片的功能外，还增加了256级灰度产生机制（8位PWM）、内部电流调节、温度过热保护（TSD）及输出开路检测（LOD）等功能。

此类芯片适用于高端的LED全彩显示屏，当然其价格也不菲。

TB62727为TOSHIBA的新产品，主要是在TB62726基础上增加了电流调节、温度报警及输出开路检测等功能，其市场定位介于TB62719（718）与TB62726之间，计划于2003年10月量产。

TI作为世界级的IC厂商，其产品性能自然勿用置疑。

但由于先期对中国LED市场的开发不力，市场占有率并不高。

主要产品有TLC5921、TLC5930和TLC5911等。

TLC5921是具有TSD、LOD功能的高精度16位源驱动芯片，其位间电流误差只有±

4％，但其价格一直较高，直到最近才降到与TB72726相当的水平。

TLC5930为具有1024级灰度（10位PWM）的12位源芯片，具有64级亮度可调功能。

TLC5911是定位于高端市场的驱动芯片，具有1024级灰度、64级亮度可调、TSD、LOD等功能的16位源芯片。

在TLC5921和TLC5930芯片下方有金属散热片，实际应用时要注意避开LED灯脚，否则会因漏电造成LED灯变暗。

SONY产品一向定位于高端市场，LED驱动芯片也不例外，主要产品有CXA3281N和CXR3596R。

CXA3281N是8位源芯片，具有4096级灰度机制（12位PWM）、256级亮度调节、1024级输出电流调节、TSD、LOD和LSD（输出短路检测）等功能。

CXA3281N主要是针对静态驱动方式设计的，其最大输出电流只有40mA。

CXA3596R是16位源芯片，功能上继承了CXA3281N的所有特点，主要是提高了输出电流（由40mA增加到80mA）及恒流源输出路数（由8路增加到16路）。

目前CXA3281N的单片价格为1美元以上，CXA3596R价格在2美元以上。

MBI（聚积科技）的产品基本上与TOSHIBA的中档产品相对应，引脚及功能也完全兼容，除了恒流源外部设定电阻阻值稍有不同外，基本上都可直接代换使用。

该产品的价格比TOSHIBA的要低10~20％，是中档显示屏不错的选择。

MBI的MBl5001和MBl5016分别与TB62705和TB62706对应，MBl5168千口MBl5026分另（j与TB62725禾口TB62726对应。

另外，还有具有LOD功能的其新产品MBl5169（8位源）、MBl5027（16位源）、64级亮度调节功能的MBl5170（8位源）和MBl5028（16位源）。

带有LOD及亮度调节功能的芯片采用MBI公司的Share-I-OTM技术，其芯片引脚完全与不带有这些功能的芯片，如MBl5168和MBl5026兼容。

这样，可以在不变更驱动板设计的情况下就可升级到新的功能。

SITI（点晶科技）是台湾一家专业研发生产LED驱动芯片的公司，其产品性能稳定。

点晶科技的定位与TOSHIBA差不多，其产品的性能与价格也相当。

但引脚并不兼容。

点晶的产品主要有ST2221A、ST2221C、DMl34、DMl35、DMl36，DMl33和ST2226A等。

除了ST2221A为8位源外，其余都是16位源芯片。

DMl34、DMl35禾口DMl36是ST2221C的升级产品。

这三款芯片之间的区别只是输出电流不同，DMl34的输出电流为40-90mA，DMl35的输出电流为10-50mA，DMl36的输出电流为3-15mA。

DMl33具有64级亮度可调、LOD及TSD功能。

ST2226A具有1024级灰度机制（10位PWM），属于高端芯片。

从这几家LED驱动芯片主要制造商的产品结构来看，目前LED恒流芯片主要分为三个档次。

第一档次是具有灰度机制的芯片，这类芯片内部具有PWM机构，可以根据输入的数据产生灰度，更易形成深层次灰度，达到高品质画面。

第二档次是具有LOD、TSD、亮度调节功能的芯片，这些芯片由于有了附加功能而更适用于特定场合，如用于可变情报板，具有侦测LED错误功能。

第三档为不带任何附加功能的恒流源芯片，此类芯片只为LED提供高精度的恒流源，保证屏体显示画面的质量良好

一种实用的LED大屏幕显示电路的设计

摘　要：

介绍了一种实用、高效的LED大屏幕显示控制电路，该电路具有刷新速度快、亮度高、功耗低等特点。

关键词：

LED　大屏幕　扫描

概　述

LED大屏幕显示系统具有画面直观、内容灵活多变、造价便宜等特点，因此被广泛应用于公共场合的文字及简单图像信息的显示。

由于LED大屏幕的像素多，为节省硬件常采用动态扫描方式。

以逐行扫描为例，显示过程一般为：

（1）把显示缓存中的一行内容送入显示器锁存；

（2）点亮该行并延时；

（3）行消隐，然后指针下移一行并重复上述过程。

对于小型的LED显示系统来说，这种方法是可行的，但对大屏幕来说随着像素的增加，数据传输将占用大量的时间，屏幕的显示亮度会明显下降，特别是对于户外的大屏幕显示系统，再采用这种方法设计将更是无法达到实用的效果。

本文介绍一种新颖的显示控制电路可以有效地解决这一难题。

1、控制电路的组成及工作原理

LED大屏幕显示电路如图1所示。

整个电路由主控电路和显示电路两部分组成。

主控部分由DS80C320MPU、27C040EPROM、AT29C040、FLASHMEMORY、62256SRAM及周边电路组成。

其中DS80C320是美国DALLAS公司生产的高速微处理器，它与8051指令兼容，但速度快6倍以上，内含电源监控电路、看门狗等。

其特有的双数据指针用来将LED点阵数据快速存入显示缓存器中，实现如下：

EQUDSP，＃86H　；

指针选择位

MOVR5，＃0FFH　；

传输字节数

MOVDPTR，＃DHDL　；

装入目的地址

INCDSP　；

改变指针

MOVDPTR，＃SHSL　；

装入源地址

MOVE：

　；

循环

若选25MHz的晶振，执行上面的这段程序需要702μs，与8051相比可节省一半的时间。

系统启动后，DS80C320将有关的控制字写入MC6845并将LED大屏幕显示的画面信息存入显示缓存区，MC6845与AT89C2051控制画面的显示，同时DS80C320通过485通讯口接收显示信息，并将其转换成LED显示的点阵数据存入FLASHMEMORY中以备LED大屏幕的画面更新。

显示部分由显示缓存62256、CRT控制器MC6845、微处理器AT89C2051、多路地址转换器74HC157、行列锁存器CD4094及其它部分电路组成。

其中AT89C2051是Atmel公司生产的20脚高性能CMOS8位微处理器，它与MCS－51指令兼容。

MC6845主要起显示地址的扫描作用，它内部的字符高度寄存器R9的值取2，即3条字符扫描线，其它控制字按LED大屏幕的规格适当选取，AT89C2051产生的方波作为MC6845的CLK信号，而MC6845的RA0值则作为DS80C320对显示存储器的允许信号，若LED大屏幕为256（行）×

1024（列），以行扫描为例，显示过程如下：

AT89C2051预先将10000…0（255个零）写入行锁存器，然后在内部定时器及计数器的控制下发出128个CLK信号，每个信号发出后，MC6845输出的显存地址加1，AT89C

2051从显存的数据口读入并行的8位数据，并将其转换成串行数据存入列锁存器CD4094中，这期间RA0一直为低电平，DS80C320不对显存操作。

发送128个CLK信号后，AT89

C2051立即清屏（P3．3＝0），并通过P3．2脚发一个脉冲，使行指针下移，再由P3．7＝1将所有的列锁存器中的数据打入输出端，并点亮该行（P3．3＝1）；

然后延时，AT89C2051再发128个CLK信号，这时RA0＝1，DS80

C320此时可对显存操作，上述过程重复进行，就实现了LED大屏幕的动态显示。

DS80C210可与行指针同步地将一行内容称入显示缓存，从而保证了动画的高质量实现。

由于采用了MC6845，滚屏功能敢很容易实现。

八位移位输出芯片在LED大屏幕显示中的应用

摘要：

本文介绍了串行移位输入、八位并行带锁存输出芯片74HC595的基本功能，利用89C51单片机控制该芯片驱动八段码（LED）组成大屏幕显示屏，实现对纺织厂纺纱机的产量、车速、效率等参数的显示。

关键词：

单片机;

大屏幕显示;

脉冲

大屏幕显示以其显示清晰、更新方便等特点，在信息提示中广泛应用，如车站/机场、证券交易系统及生产车间的信息显示等。

大屏幕显示方式分两种：

点阵式和八段码方式，前者显示信息灵活，功能强大，但控制较为复杂，硬件成本较高；

后者则应用八段码方式显示一些数值信息，方便简单，价格低，在数字显示中被广泛应用。

目前，一般的数字式LED显示屏普遍采用单片机的串行口或其它I/O口通过诸如串行输入并行输出芯片74LS164驱动。

但是，这样有二点不足：

一是单片机的串行口被显示电路占用，便不能实现多机通讯，只能实现单屏的显示；

二是一般的串行输入并行输出芯片不带输出锁存功能，且移位脉冲频率低，输出驱动电流小，这使得显示屏有时会出现字符闪烁，显示不清，刷新速度较慢，所以有时需要另加大功率驱动电路。

本文通过89C51单片机I/O口控制74HC595（以下简称595）芯片直接驱动八段码，不占用其串行口，可以很方便地构成大屏幕显示电路，并在纺织厂的信息显示中得到了应用。

单片机控制595组成的LED显示屏

本文设计的数字式LED显示屏是用在对郑州国棉三厂纺纱车间的技术改造过程中，对该车间的240台纺纱机的产量、效率、车速等参数进行实时显示。

根据该车间的240台纺纱机的分布位置不同,我们设计了五块显示屏,每块显示屏由4行*12列,每个显示模块有5位LED数码管组成,可以分时显示48台纺纱机的产量、效率、车速等信息。

产量、效率、车速等参数由上位机进行检测后，经RS-485总线，将数据传送给下位机，下位机进行数据处理、变换后，把相应的参数显示出来。

对 

每个显示模块中的数据输入及每位LED数码管的输出驱动,我们采用具有串行移位输入、8位并行带锁存输出的595芯片。

该芯片内部由数据移位触发器和三态输出锁存器组成，有16个引脚。

SI：

串行输入数据;

SCK：

移位时钟脉冲（输入）;

RCK：

锁存时钟脉冲（输入）；

SCLK：

复位清零信号（输入）；

QA-QH：

数据输出；

QH*：

向下一片（位）的串行数据输出。

595输出电流大（35mA）,可以直接驱动八段码。

其输出锁存功能，可以有效防止移位输出时LED八段码的闪烁，其移位及锁存信号频率高，最大值为55MHz。

这两个脉冲信号都采用上升沿触发。

每块显示屏由一片89C51下位机控制，其硬件电路如图1所示。

图中,每个显示模块由5个595分别驱动5位八段码，制成一块PCB电路板,通过程序控制可以分时显示48台纺纱机的产量、效率、车速等信息。

6264为接收参数及输出显示参数LED段码的缓冲区,3082为RS-485通讯接口芯片。

每块显示屏中，第一行显示模块中的第一个595的移位数据输入引脚SI分别由89C51的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3经244驱动后控制,其数据输出引脚QH*依次接至下一个595移位数据输入引脚SI，该显示模块中的第五个（最后一个）595的数据输出引脚QH*接至该列下一行显示模块的第一个595数据输入引脚SI。

以此类推，直至最后一行。

而所有595芯片的移位脉冲、锁存脉冲由P3.4、P3.5经244驱动后提供。

例如，显示产量时，把存储在外部RAM中的产量信息，分四组，对应于显示屏上的4列，在移位脉冲（P3.5）的作用下，依次经P1.0、P1.1、P1.2、P1.3并行输出，当所有的产量信息都移位输出后，再发出锁存脉冲P3.4。

这样在该显示屏相应位置（显示模块）便显示出48台纺纱机的产量值，效率、车速的显示方法相同。

显示屏的软件设计

每块显示屏的软件包含两部分：

通讯接收、数据处理及输出显示。

通讯接收

通讯部分用来接收数据，在通讯中断服务子程序中，首先接收上位机传过来的每块显示屏的屏号（地址）,若地址与该屏设定的地址不一样,则退出中断;

若地址与该屏设定的地址相同,则接收上位机传过来的每台车的参数,同时进行校验，并存入外部数据缓冲区RAM中。

即每块显示屏的下位机通过RS-485接收上位机传来的数据。

共48台车*8字节，其中，8个字节包含每台车的车号（一个字节），产量、效率、车速（各二个字节）及累加校验和（一个字节）。

所有48台车的参数接收完毕后，设置一标志位（如某台车接收的数据有错误则生成另一标志位。

该台车的数据不作处理）,退出中断，由主程序对接收到的数据进行变换处理。

数据处理及输出显示

数据处理及输出显示部分主要进行处理、变换，并使相应的参数在显示屏上相应的位置显示出来。

89C51根据设置的接收完毕标志位，对接收的参数经过数据处理、变换后,把待显示参数段码存储在6264中,该存储区分为三部分,每部分分别按车号顺序存储产量、效率、车速的参数段码。

需要输出显示某种参数时,在存储该参数段码区设置四个等长度的地址指针,分别从四个地址指针所指的存储单元中取数，经P1口（P1.0、P1.1、P1.2、P1.3）并行输出驱动595并修改地址指针直到输出48台车的该参数段码。

最后,向595发出输出锁存脉冲,48台车的该参数值便可以在显示屏相应位置上显示出来。

产量、效率、车速可以分时显示，各参数分时输出显示的时间长短由通讯接收数据的时间决定。

其程序流程图如图2所示。

结语

利用89C51控制595实现的显示屏，实用简单，运行可靠，价格低廉，显示清晰。

对于不同应用场合的显示，只要在软件/硬件上稍加改动,如增减显示的行/列数及每个显示模块驱动LED的位数,便可以使用,因此具有很大的实用性和推广价值。

在改用时,应注意以下几个问题:

（1）对显示屏行数的扩展,若超过15行，因信号线过长必须对控制信号及数据信号增加电流驱动,否则易造成信号干扰,使显示数据混乱。

（2）对显示屏行数的扩展,应增加相应I/O端口（数据输出）的数量。

（3）对于大电流的LED数码管，应在595的输出端增加驱动电路。

参考文献

1刘文洲,张立臣.利用8031单片机串行口实现多个LED显示的一种方法.国外电子元器件.2001,1

2刘养锐.LED显示技术在民用机场中的应用.现代电子技术,2001.9.

3张毅刚.8031单片机原理及应用.哈尔滨:

哈尔滨工业大学出版社,1994.45-60.

作者简介：

杨学昭，1992年哈尔滨理工大学（原哈尔滨电工学院）电机与控制专业硕士学位。

使用MAX6954驱动16段LED显示器的方案

核心器件:

MAX6954

MAX6954的一个常见应用是驱动多达8位的16段单色LED。

本篇应用笔记指导用户如何连接MAX6954与16段显示器，以及如何配置其内部寄存器控制显示内置字模中的104个字符。

MAX6954使用一种交替改变驱动器端口极性的复用技术来减少引脚数目。

这与驱动器阴极和阳极引脚单独使用的标准LED复用连接方式不同。

应用笔记"

Charlieplexing-ReducedPin-CountLEDDisplayMultiplexing"

对这一技术进行了讨论。

表1为MAX6954与16段显示器的连线表，此表兼容于MAX6954的复用配置及其104个字符的内置字模。

表1中的字母对应于图2中的段标识。

图1为MAX6954驱动八位16段显示器的电路示意图。

图1.MAX695416段显示应用电路

图2.16段显示器的段标识

表1.与八位16段显示器连线表

完成MAX6954与16段显示器连线后，可利用显示测试模式检查连线正确性。

显示测试模式不受控制和数据寄存器影响，点亮显示器所有的段，但不改变任何寄存器内容。

向寄存器0x07写入0x01启动显示测试模式。

测试模式下显示器如果有不亮的段则说明连线有误。

向寄存器0x07写入0x00退出显示测试模式。

完成连线检查后，需要按驱动16段显示器的要求设置MAX6954寄存器值。

表2包括MAX6954一些重要寄存器的上电初始值。

MAX6954初次上电时处于关断模式，各位显示消隐，选择16段字模并将扫描位数设为最大，即八位。

译码模式寄存器（0x01）和数字类型（0x0C）的默认值适用于16段显示器。

图3.16段显示字模

表2.MAX6954上电后寄存器初始状态

配置寄存器（0x04）用来设置进入和退出关断模式，控制闪烁功能，全局清除各位数据，以及选择对各位亮度进行全局还是单独控制。

配置寄存器包含7位（见表3）。

S位用来选择关断模式还是正常工作模式（读/写）。

B位用来选择闪烁速率（读/写）。

E位用来全局启动或禁止闪烁功能（读/写）。

T位用来复位闪烁时序（此数据不被存储—瞬态位）。

R位用来全局清除所有显示位对应的P0和P1两级寄存器（此数据不被存储—瞬态位）。

I位用来选择对各位亮度进行全局还是单独控制（读/写）。

P位用来返回当前闪烁时序相位（只读—向此位写入值将被忽略）。

表3.配置寄存器格式

通过向寄存器0x04写入0x01启动显示器驱动器，同时将工作方式设置为全局亮度控制、禁止闪烁。

内部振荡器在MAX6954退出关断模式时启动，振荡器输出引脚为OSC_OUT。

注意，数据控制寄存器0x60至0x67上电状态为0x20或没有段被点亮时，16段显示器保持显示消隐（见表2和图3）。

MAX6954内置了用于16段显示器的104个字符的ASCII字模图。

字符为标准ASCII字模加,,,°

?

±

,和这些常用符号。

用7位表示这104个字符，第8位用于选择是否点亮小数点（DP）（见表4）。

数据寄存器有两级，P0和P1。

每个显示位用存储器中的2字节表示，一个字节位于P0，另一个位于P1（见表7）。

数据寄存器为映射地址方式，所以每位数据可在P0（寄存器0x20至0