最全的LED显示屏知识大全.docx
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最全的LED显示屏知识大全
保定LED光电
一.LED显示屏的分类
分类方式
品种
说明
使用环境
室内LED显示屏
室内LED显示屏在室内环境下使用,此类显示屏亮度适中、视角大、混色距离近、重量轻、密度高,适合较近距离观看。
室外LED显示屏
室外LED显示屏在室外环境下使用,此类显示屏亮度高、混色距离远、防护等级高、防水和抗紫外线能力强,适合远距离观看。
显示颜色
单基色LED显示屏
单基色LED显示屏由一种颜色的LED灯组成,仅可显示单一颜色,如红色、绿色、橙色等。
双基色LED显示屏
双基色LED显示屏由红色和绿色LED灯组成,256级灰度的双基色显示屏可显示65,536种颜色(双色屏可显示红、绿、黄3种颜色)。
全彩色LED显示屏
全彩色LED显示屏由红色、绿色和蓝色LED灯组成,可显示白平衡和16,777,216种颜色。
显示功能
图文LED显示屏(异步屏)
图文LED显示屏可显示文字文本、图形图片等信息内容。
可联网脱机显示。
视频LED显示屏(同步屏)
视频LED显示屏可实时、同步地显示各种信息,如二维或三维动画、录像、电视、影碟以及现场实况等多种视频信息内容。
二.LED显示屏的基本构成
1、异步屏:
2、同步屏:
三.LED显示屏涉及的名词概念
1、像素:
是LED显示屏的最小成像单元。
俗称“点”或“像素点”。
上图所示由2红2绿组成1个显示像素点
2、显示模块:
由若干个显示像素组成的,结构上独立的组成LED显示屏的最小单元。
·室内屏用的是8x8的显示模块,即每个显示模块有64个像素
·室外屏使用的是单个的灯珠,通常由1-3个相同或不同颜色的灯珠组成模块的一个像素点。
如上面右图的室外屏模组就是由2个红色灯珠组成1个显示像素点
3、显示模组:
由电路及安装结构确定的并具有显示功能的组成LED显示屏的独立单元。
简单说就是为便于组装和显示,出厂的半成品通常是以显示模组形式提供的,将多个显示模块加显示驱动做在一起。
室内屏俗称“单元板”;室外屏俗称“模组”,再将若干个模组加上机箱、风扇、电源等构在一起成为“箱体”,多用于大型的全彩屏。
·室内屏单元板通常有64x32(64列32行、由32个模块组成)、64x16
(64列16行、由16个模块组成)等。
下图是一个64x16的单元板:
室内屏单元板正面 室内屏单元板背面
·室外屏模组通常有64x32、32x32、32x16、16x16、16x8多种
上图为16x8(2红)的室外屏模组。
加了防水结构用于全户外,我们可以看到塑料壳体,最右侧是它的整个结构刨图:
显示板上插的是灯珠、背板上是显示驱动电路,这是分体结构的,也有的是将显示板和显示驱动电路做在一块电路板上的整体结构的,下面的两个图我们可以看到区别。
面板、后壳其实是一个塑料罩壳,面板上对应灯珠位置开有孔,以使灯珠漏出头,后壳上有用于安装的螺丝孔或磁柱,使模块便于组装。
模块的前面灌有显示屏专用的防水胶。
室外屏模块正面
室外屏模组背面 室外屏模组背面
(显示板和驱动板为分离结构) (显示板和驱动板为整体结构)
大型室外全彩屏所用箱体通常由若干个模组+机箱+风扇+电源组成
4、LED显示屏屏体:
将单元板/模组/箱体按一定方式拼接在一起,加上控制卡/控制系统、电源和框架等就构成为LED显示屏。
室内屏:
显示单元板+控制卡+电源+铝型框架
室外屏:
显示模组+控制卡+电源+铝型框架
全彩屏:
显示箱体+控制系统+计算机+通讯网络+架体等组成
5、点距:
就是2个像素点之间的距离。
主要是取决于观看者的距离。
通常点距的概念用于室外屏,有P6、P7.62、P8、P10、P12、P16、P20等,以毫米mm为单位。
室外屏观看距离一般在30米内,采用不大于P16(16mm)的模组。
点距越密,显示出来的字笔画越细腻,单位面积像素点越多,显示屏成本越贵。
6、扫描方式:
通常对于室外屏模组还有一个扫描方式的问题。
扫描方式决定了模组之间连接的形式,扫描方式有1/16、1/8、1/4、1/2、静态这几种。
因为LED显示屏是逐行刷新显示的,扫描方式也就决定了显示刷新的方式,如1/16就是每次刷新1行,16行为一个扫描周期,需ABCD四个信号控制;1/8就是每次刷新1行,8行为一个扫描周期,需ABC三个信号控制;其它依次类推。
如果采用相同的LED灯,1/16扫的亮度要比1/8低,静态(1/1)的亮度是最高的。
户内的屏一般采用1/16扫,户外和半户外的一般采用1/16或者1/8。
对于放置在屏经常受到猛烈阳光照射的环境,就最好用1/4扫描。
扫描方式
走线描述
图示
1/16(十六分之一)扫描
16.0:
直行走线,一路数据带16行。
1/8(八分之一)扫描
8.0:
直行走线,一路数据带8行。
8.1:
上蛇行,一路数据带16行,8行折列。
8.2:
下蛇行,一路数据带16行,8行折列。
1/4(四分之一)扫描
4.0:
直行走线,一路数据带4行。
4.1:
上蛇行,一路数据带16行,8行折列。
4.2:
下蛇行,一路数据带16行,8行折列。
4.3:
上蛇行,一路数据带8行,8行折列。
4.4:
下蛇行,一路数据带8行,8行折列。
四.LED显示屏的两种常规组装方式
1、框架结构
在屏幕较小时,是在工厂组装成整屏;屏幕较大时,按单元板发货。
由工程人员在现场组装。
组装时,先将单元板和电源分别固定在板筋背条上,进而拼装成屏体。
2、箱体结构
箱体与箱体之间采用秘密窃取的方法定位销定位、锁紧机构拉紧,都能使安装更加精密、准确,保证箱体上下、左右之间的LED间距在实际误差要求范围之内,从整体上保证了整个屏体的显示效果。
五.LED显示屏显示原理
下面是一个8x8的点阵LED结构
从图上看,8X8点阵共需要64个发光二极管组成,且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上,当对应的某一行置高电平,某一列置低电平时,则相应的二极管就亮。
将许多这样的模块组合在一起,就是我们通常说的单元板/模组,而驱动其显示需要显示驱动电路和诸如单片机之类的智能控制芯片。
通常我们的单元板/模组是带有显示驱动电路的,我们还需要带有单片机的控制卡才能将我们所需要显示的文字/图形显示在屏幕上。
电路原理图示如下:
六.单元板/模组认识
室内屏、室外屏、全彩屏等其显示原理都是一样的,而最大的区别就在于显示板的不同,下面我们分别来认识不同的显示单元板/模组。
1、室内单元板:
2、半户外模组:
3、全户外模组:
七.显示板芯片简介
认识显示板元件工作原理也是对于组装和维修的基础
驱动芯片主要是74HC595 74HC245/244 74HC138 4953。
74HC245的作用:
信号功率放大
单元板/模组是由多块串接在一起的,而控制信号是比较弱的,在信号传递过程中需要将它的功率进行放大
第1脚DIR,为输入输出端口转换用,DIR=“1”高电平时信号由“A”端输入“B”端输出,DIR=“0”低电平时信号由“B”端输入“A”端输出。
第2~9脚“A”信号输入输出端,A1=B1、、、、、、A8=B8,A1与B1是一组,如果DIR=“1”G=“0”则A1输入B1输出,其它类同。
如果DIR=“0”G=“0”则B1输入A1输出,其它类同。
第11~18脚“B”信号输入输出端,功能与“A”端一样,不再描述。
第19脚G,使能端,若该脚为“1”A/B端的信号将不导通,只有为“0”时A/B端才被启用,该脚也就是起到开关的作用。
第10脚GND,电源地。
第20脚VCC,电源正极。
74HC138的作用:
八位二进制译码器
74HC138的作用是用来选择显示行,一个74HC138可以选择8行中的一行,所以单元板/模块上有2块74HC138,这样就可以在16行中选择1行显示
第8脚GND,电源地。
第15脚VCC,电源正极
第1~3脚A、B、C,二进制输入脚。
第4~6脚片选信号控制,只有在4、5脚为“0”6脚为“1”时,才会被选通,输出受A、B、C信号控制。
其它任何组合方式将不被选通,且Y0~Y7输出全为“1”。
通过控制选通脚来级联,使之扩展到十六位。
例:
G2A=0,G2B=0,G1=1,A=1,B=0,C=0,则Y0为“0”Y1~Y7为“1”,详情见真值表。
74HC595的作用:
LED驱动芯片,8位移位锁存器
用于驱动显示列,每片74HC595可以驱动8列,多片74HC595串接
在一起,串行列数据信号RI(DATA)、锁存信号STB、串行时钟信号CLK都在这个芯片上
第8脚GND,电源地。
第16脚VCC,电源正极
第14脚DATA,串行数据输入口,显示数据由此进入,必须有时钟信号的配合才能移入。
第13脚EN,使能口,当该引脚上为“1”时QA~QH口全部为“1”,为“0”时QA~QH的输出由输入的数据控制。
第12脚STB,锁存口,当输入的数据在传入寄存器后,只有供给一个锁存信号才能将移入的数据送QA~QH口输出。
第11脚CLK,时钟口,每一个时钟信号将移入一位数据到寄存器。
第10脚SCLR,复位口,只要有复位信号,寄存器内移入的数据将清空,显示屏不用该脚,一般接VCC。
第9脚DOUT,串行数据输出端,将数据传到下一个。
第15、1~7脚,并行输出口也就是驱动输出口,驱动LED。
4953的作用:
行驱动管,功率管
每一显示行需要的电流是比较大的,要使用行驱动管,每片4953可以驱动2个显示行
其内部是两个CMOS管,1、3脚VCC,2、4脚控制脚,2脚控制7、8脚的输出,4脚控制5、6脚的输出,只有当2、4脚为“0”时,7、8、5、6才会输出,否则输出为高阻状态。
TB62726的作用:
LED驱动芯片,16位移位锁存器
有些单元板/模组使用TB62726代替74HC595,一片TB62726可以驱动16列,仅此而已
第1脚GND,电源地。
第24脚VCC,电源正极
第2脚DATA,串行数据输入
第3脚CLK,时钟输入
第4脚STB,锁存输入
第23脚输出电流调整端,接电阻调整
第22脚DOUT,串行数据输出
第21脚EN,使能输入
其它功能与74HC595相似,只是TB62726是16位移位锁存器,并带输出电流调整功能,但在并行输出口上不会出现高电平,只有高阻状态和低电平状态。
74HC595并行输出口有高电平和低电平输出。
TB62726与5026的引脚功能一样,结构相似。
八.控制信号与显示接口
控制信号的总结:
CLK时钟信号:
提供给移位寄存器的移位脉冲,每一个脉冲将引起数据移入或移出一位。
数据口上的数据必须与时钟信号协调才能正常传送数据,数据信号的频率必须是时钟信号的频率的1/2倍。
在任何情况下,当时钟信号有异常时,会使整板显示杂乱无章。
STB锁存信号:
将移位寄存器内的数据送到锁存器,并将其数据内容通过驱动电路点亮LED显示出来。
但由于驱动电路受EN使能信号控制,其点亮的前提必须是使能为开启状态。
锁存信号也须要与时钟信号协调才能显示出完整的图象。
在任何情况下,当锁存信号有异常时,会使整板显示杂乱无章。
EN使能信号:
整屏亮度控制信号,也用于显示屏消隐。
只要调整它的占空比