最全LED显示屏知识大全.docx
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最全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就
可以控制亮度的变化。
当使能信号出现异常时，整屏将会出现不亮、暗亮或拖尾等现象。
RI数据信号：
提供显示图象所需要的数据。
必须与时钟信号协调才能将数据传
送到任何一个显示点。
一般在显示屏中红绿蓝的数据信号分离开来，若某数据信号短路到正极或负极时，则对应的该颜色将会出现全亮或不亮，当数据信号被悬空时对应的颜色显示情况不定。
ABCD行信号：
只有在动态扫描显示时才存在，ABCD其实是二进制数，A是最
低位营销管理，如果用二进制表示ABCD信号控制最大范围是16行（1111），1/4扫描中只要AB信号就可以了，因为AB信号的表示范围是4行（11）。
当行控制信号出现异常时，将会出现显示错位、高亮或图像重叠等现象。
单元板/模组上显示接口：
显示接口是用用于连接控制卡和单元板/模组之间连接，已将控制信号传递。
由于存在不同的扫描方式，也就有不同的接口，使用得最多的是08接口，12接口和04接口。
不同的接口主要是信号线的排列顺序不一样，原理是一样的。
室内屏多用08接口，室外屏所采用接口非常杂乱，使用12接口的较多，但12接口也不是户外屏的唯一接口。
选择控制卡和单元板/模组时，应尽量选择接口一致的，若买到了不一致的接口，也可以根据学到的原理进行改线。
接口类型
08接口
04接口
12接口
排列顺序
图片
常见于1/161/8扫
常见于1/4扫
常见于1/4扫
1、单元板：
单元板是LED的显示核心部件之一，单元板的好坏，直接影响到显示效果的。
户内条屏常用的单元板规格有（参数）例：
Φ3.75;64点宽x16点高;1/16扫;户内亮度;单红/红绿双色
参数解释：
发光直径：
指的是发光点的直径，室内屏有Φ5mm、Φ3.75mm、Φ3mm。
单元板大小：
64x16即64列16行，可显示16x16点阵汉字1行4个
1/16扫：
单元板的控制方式。
户内亮度：
指LED发光点的亮度，户内亮度适合白天需要靠日光灯照明的环境。
颜色：
单红，最常用，价格也最便宜。
双色一般指红绿，价格高。
如果你想做一个128x16点的屏幕，只需要用2个单元板串接起来就可以了。
这样就可以显示16x16点阵汉字1行8个，以此类推。
能够支持多少汉字的显示是由控制卡决定的。
2、电源：
由于LED显示屏幕属于精密电子设备，所以要采用开关电源，不能采用变压器。
一般采用的开关电源是220V输入，5V直流输出，功率根据需要选取。
对于1个单红色户内64x16的单元板，全亮的时候，电流为2A。
推理出，128x16双色的屏幕全亮的时候，电流为8A，所以应该选择5V/10A的开关电源。
3、控制卡：
生产控制卡的厂家很多，控制卡的功能大同小异，可根据易使用、服务好、价格优的原则选择。
下面这块控制卡可以控制1/16扫的256x16个点的双色屏幕。
该控制卡属于异步卡，就是说，该卡可以断电保存信息，不需要连接PC都可以显示储存在里面的信息。
采购单元板和控制卡的时候，应注意接口的一致，常用的接口16PIN08接口，其它接口还有12接口、04接口等。
2
A
B
C
D
G1
G2
STB
CLK
16
1
N
N
N
EN
R1
R2
N
N
15
解释：
ABCD为行选信号
STB（LT）为锁存信号
CLK（CK）为时钟信号
R1，R2，G1，G2为显示数据（组成16行时用到R1、G1，组成32行时，下
面16行用到R2、G2），若是单色只需要R信号，双色时才用到G信号
EN为显示使能，
N为地（GND）
确认单元板和控制卡的接口一致，就可以直接连接了。
如果不一致，就需要自行制作转换线（转换一下线的顺序）
4、连线：
分为数据线，传输线，和电源线。
数据线用于连接控制卡和LED单元板的排线，传输线用于连接控制卡和电脑。
电源线，就是用来连接电源和控制卡，电源和LED单元板。
连接单元板的电源线的铜芯直径不小于1mm（毫米）
5、配件制作：
排线（数据线）制作：
排线和电脑机箱里面的数据线类似，只是线的宽度有点差异。
可以在电脑城买到相关的材料。
制作排线，需要一个工具，就是特殊的钳子（图片），可以大大提高工作效率和良品率。
制作排线的材料有：
排线，排线头，排线帽。
这里要注意一下，如果你制作16PIN（16线）的排线，需要购买16PIN的线和相应大小的排线头和帽。
制作步骤，把线头用剪刀剪平，然后放头排线头，（注意线和头的平衡），然后放进压线钳的中央，用力压紧，然后把线绕过来，安装排线帽。
排线帽很重要，可以有效保护排线，让排线更加结实，不要省。
_
电源线制作：
电源分为220V电源线和5V电源线。
220V电源线用于连接开关电源到市电，最好采用3脚插头，可以在五金店买到。
这里着重讲述5V直流电的电源线，由于5V的电流比较大，最好采用铜芯直径在1mm以上的红黑对线（务必要红黑）。
有条件的话，最好将线的两头装上金属件。
_
RS232线制作：
RS232线，用于连接电脑和控制卡，更新屏幕数据。
这里需要用到DB9头和网线（可以在电脑城买到）。
仔细观察DB9头，上面有数字的，将5连接棕，将3连接棕白。
将网线夹紧，装好在DB9头。
（这里很重要，一定要夹紧，自己用力拉几下，看看是否一拉就断）。
然后用万用表测量一下两头，是否导通。
这里需要指出，DB9的头分公头和母头的。
计算机后面的属于母座，所以要买个公插对应。
如果不明白请仔细观察一下你的PC。
现在的笔记本一般没有串口，请购买一条USB转RS232串口的线。
_
6、布线指南：
第一次安装，请严格按照步骤来操作，减少错误发生。
第1步：
检查电源电压，找出直流正负连接开关电源，将220V电源线连接到开关电源，（确认连接正确后，连接到AC或者NL接线柱）然后插上电。
会发现电源有个灯会亮，然后用万用表，直流档测量一下V+和V-之间的电压，确保电压在4.8V-5.1V之间，旁边有个旋钮，可以十字螺丝刀调节一下电压。
为了减少屏幕发热延长寿命，在亮度要求不高的场合，可以把电压调节到4.5V-4.8之间。
确认电压没有问题后，断开电源，继续组装其他部分。
第2步：
先把电源关闭。
将V+连接红色线，V-连接黑线，分别连接到控制卡和LED单元板，黑线接控制卡和电源的GND。
红线连接控制卡的+5V和单元板的VCC。
每个单元板1条电源线。
完成后，请检查，连接是否正确。
第3步：
连接控制和单元板，用做好的排线，连接。
注意方向，不能接反。
请注意，单元板2个16PIN的接口，1个是输入，1个是输出，靠近74HC245/244的是输入，将控制卡连接到输入。
输出连接到下一个单元板的输入。
_
第4步：
连接RS232数据线，将做好的数据线一头连接电脑的DB9串口，另一头连接控制卡，将DB9的5脚（棕）连接到控制卡的GND，将DB9的3脚（棕白）连接到控制卡的RS232-RX。
如果你的PC没有串口，可以到电脑城买条USB转RS232串口的转换线。
第5步：
再次检查连线，是否正确，黑线连接的是-V和GND。
红线连接的是+V和VCC+5V。
第6步：
接通220V，正常情况下，电源灯亮，控制卡亮，屏幕有显示。
如果不正常，请检查连线。
或者查看错误检修。
第7步：
打开下载的软件，设定屏幕的参数，发送字幕。
具体参照软件使用说明。
7.外框制作：
外框分类：
支架，简易框，不锈钢边框
支架制作：
根据不同的应用场合，外框要求不一样，我们先讲述内嵌安装的时候，不需要外框，但是需要一个安装支架。
安装支架一般用铝型材，比较轻便，切割加工容易。
我们也可以用万能角铁（就是有很多孔的直角形的铁条）。
我们可以看到单元板背面有安装用的铜柱，是用来把单元板固定在支架，支架应该长一点，预留灯箱的安装孔。
把单元板，控制卡，电源都固定在支架，数据线和220V电源线要绑在支架上，要绑好，打个结，不要扯几下就掉。
这样一个最简单的屏幕就组装好了。
可以拿去安装在其他设备上面，如灯箱。
_
简易框制作流程：
我们看到买回来的单元板，会发现亮度不一，或者应用的场合可能有水花，这个时候就需要在屏幕表面贴一个有机玻璃，有机玻璃一般采用茶色，或者暗红色的。
有机玻璃可以在广告和装饰材料店买到，是按斤买的。
我们采用薄一点的，太薄可能容易弯曲。
这里需要提醒，由于有机玻璃的切割需要技巧，最好在买的时候，准备好尺寸，让店铺帮你切割。
对于一般场合，需要一个框，我们可以使用铝合金型材（例如截面是正方形的空心铝条），我们可以去铝合金型材店买到。
如果采用铝合金框的话，屏幕很小的话，可以把单元板直接固定在外框，强度足够的话，就不需要支架了。
具体外框制作工艺，可以参考灯箱的制作。
不锈钢框制作流程：
我们可以看到，很多LED屏幕外框都是不锈钢的。
其实不锈钢的外框，只是在简易边框的基础上，包一层薄薄的不锈钢皮。
看上去美观，大方，增加附加值。
至于包框的流程需要用到折边机，我们可以到厨具制作的小五金厂，代为加工。
最好到专业LED外框*作店。
专业店，最大的差别就是包边的接缝的很小。
铝合金外框：
我们可以到铝合金型材的材料店购买到符合屏幕厚度的材料，然后切割组装。
电源及功率计算：
LED屏的功率一般取决于单元板的595数量，全亮1个595的最大功率为0.4A。
数一下单元板上面595的数量就可以计算出功率的。
如果屏只是显示文字，1个595的功率0.2A内。
由于现在很多的电源的最大输出功率并没有标称那么大，也很少出现全亮的情况，所以最大功率等于标称功率基本就OK。
当然功率选大一点有好处。
这里推荐使用铁壳的LED专用5V电源。
功率从5V10A-40A
提示：
如何知道电源功率是否足够？
屏全亮，测量电源的接线柱的电压，应该在5v-4.7v之间。
下面就开始组装：
步骤与是一样的
1、检查电源电压。
看看是不是5V左右
检查电源电压，找出直流正负连接开关电源，将220V电源线连接到开关电源，（确认连接正确后，连接到AC或者NL接线柱）然后插上电。
会发现电源有个灯会亮，然后用万用表，直流档测量一下V+和V-之间的电压，确保电压在4.8V-5.1V之间，旁边有个旋钮，可以十字螺丝刀调节一下电压。
为了减少屏发热延长寿命，在亮度要求不高的场合，可以把电压调节到4.5V-4.8之间。
确认电压没有问题后，断开电源，继续组装其他部分
2、观察单元板和控制卡的接口
控制卡上面有R1R2R3R4......而单元板上一般只有R1或者（R1R2）。
应该怎样连接呢？
控制卡接口- 单元板接口
控制卡上面的R1对应第1行单元板，R2对应第2行单元板，R3对应第3行单元板，R4对应第4行单元板。
见下图
根据下图制作一根数据线。
兰色和红色为到排线，其中红色是需要注意的部分。
黄色方框为排线头。
建议使用排线钳。
制作过程：
（如下图，最后用LED-排线钳压好）
3、连接电源线
电源线制作
一定要先比画好长度，不要太长或者短，线头要上锡
4、连接：
注意：
a.数据线，红色的边靠近上A（16PIN的2），不要搞反了
b.不交叉的排线头在最上，交叉的排线头在下面的板
c.检查电源线有没接错
5、连接串口数据线
这里推荐采用最快捷的网线连接法
连接原理图
PC串口接网线转换头
网线接控制卡
对于长久的连接，推荐采用焊接方法
6、再一次检查连接：
红黑电源线有没反了，数据线方向，等。
声明：
如果没有组装经验，或者电子知识，请勿贸然上电。
请先组装个小的屏，或者找专
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