LED显示系统设计方案.docx

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LED显示系统设计方案

LED点阵显示系统设计方案

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2011-03-18　浏览497 次【字体：

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  在车站、商场、学校等一些需要发布多变的实时信息或进行广告宣传的场所，黑板、纸张或是霓虹灯广告牌这些传统的媒介手段，不论是在显示效果还是可修改性上都已无法满足当前的需求。

而LED点阵显示屏具有耗电省、成本低、寿命长、占用空间小以及能够实时显示等特点，而且显示内容的信息量大，用户可随时任意自行编辑修改显示内容，因此，近年来已得到了广泛应用。

一、总体设计

　　系统采用了上位机——下位机的结构构建，上位机为PC机，通过串行通信接口与下位机显示系统进行通信[1]，以实现对显示内容的实时擦除、更新等操作；下位机系统主要包括单片机控制电路和显示电路两部分，汉字显示采用16x16点阵模式，通过单片机的控制，实现字符从右往左滚动的动态显示效果。

基本框图如图1所示。

二、系统的硬件结构

2.1MCU的选择

　　MCU是整个下位机系统的核心部件，其性能和片内资源很大程度上决定了该系统工作的灵活性、先进性和稳定性。

基于此，本系统选用了STC公司生产的STC89C55RD+增强型51单片机。

　　STC89C55RD+单片机的指令系统、硬件结构以及片内资源与标准8052单片机完全兼容，采用DIP40封装形式；支持的最高时钟频率为80M，能最大限度地提高MCU的运行速度；片内包含大容量的20KBFLASH程序存储器和1KB的数据存储器，其内部可用DataFLASH达58个扇区共29KB；具有在系统可编程（ISP）功能和在应用可编程（IAP）功能，可实现远程软件升级，无需编程器，从而大大缩短开发复杂度，同时可节省购买编程器的额外投入。

2.2串行通信

　　系统上位机和下位机通过串行通信接口进行联系。

STC89C55RD+单片机内部含有一个可编程的全双工串行通信接口，即RXD（P3.0）和TXD（P3.1），具有UART的全部功能，该接口电路能同时进行数据发送和接收。

一般情况下只要通过RXD、TXD和GND三根线就可以实现与上位机PC的串行通信，根据通信距离的远近，可以选择RS232或RS485通信方式，由于本系统中显示屏控制电路与上位机PC的距离较近，故选用了RS-232标准总线接口。

具体电路图如图2所示。

2.3驱动及扫描电路

　　LED点阵选用8x8模块，每4块排列成一个16x16的点阵，用于显示一个汉字。

点阵每一行的所有LED共阴极，每一列的所有LED共阳极。

　　因为单片机I/O口的驱动能力有限，所以每一行LED阴极通过一个三极管8550与电源相连，I/O口仅需要提供几个毫安的灌入电流即可控制其通断。

考虑到本系统可以同时显示六个汉字，故每一列LED的阳极都通过一个限流电阻和一个三极管8550与电源相连，当六个汉字的同一行汉字字模（即12个字节）通过锁存器74HC377并行送出后，由移位寄存器74HC595输出行选通信号，来点亮该行的LED，接着再送下一行数据，再选中下一行有效，直到16行全被扫描过一遍。

至此，一幅完整的文字信息就显现出来，然后按这种方式反复扫描，借助于程序的控制，即可实现信息从右至左的动态显示了。

具体电路图如图3所示。

　　该系统的软件主要实现的功能包括：

上位机信息（或命令）的发送和下位机点阵显示内容及方式的控制两部分。

4WLED驱动器高效率驱动LCD显示器和其它应用

　时间：

2010-07-19　浏览526 次【字体：

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   随着中功率（1W至4W）led串应用数量的增加，对紧凑型、高效率、高性能LED驱动器的需求也增加了。

LT3519LED驱动器满足多种应用的需求，包括LCD显示器、汽车和航空电子应用、建筑和工业照明、便携式投影和扫描仪等。

其16引脚MSOP封装中含有精确的LED电流调节、用于亮度控制的PWM和模拟调光以及具有故障检测功能的开路保护，该器件还具有小尺寸和高效率的特点。

   400kHzLT3519LED驱动器包含集成的750mA/45V峰值电源开关、补偿组件和低泄漏肖特基二极管，从而使设计简单、小巧。

尽管集成度很高，该器件仍然能用于多种拓扑，包括升压、SEPIC、降压模式或降压-升压模式。

为了最大限度地提高通用性，肖特基二极管的阳极（ANODE）和内部电源开关的发射极（SW）引脚被单独引出，以便SEPIC耦合电容器可以插入两者之间。

选择内部补偿组件以便在上述拓扑中匹配2.2μF至4.7μF的输出电容。

集成的补偿网络结合电流模式控制，产生了快速稳定的瞬态响应。

   该器件还包括OPENLED检测和故障报告功能。

利用电阻器分压器设定过压保护输出电压，以防有LED串开路。

在发生故障时，一个小的上拉电阻器就可以使开路集电极OPENLED输出引脚有效。

4W升压型LED驱动器

   图1中简单的升压型LED驱动器在汽车输入电压范围内以100mA电流驱动最高38V的LED。

对于汽车、航空电子和工业解决方案来说，400kHz开关频率是常见的。

该驱动器结合了高效率、小尺寸的电感和电容以及高的PWM调光能力，同时避开了AM广播频段的频率。

具有约750mA额定饱和电流的小型电感器、几个陶瓷电容器和若干纤巧的电阻器就是完成设计所需的全部组件。

如图2所示，利用集成的LT3519PWM调光架构和极低泄漏的集成肖特基二极管，纤巧的PWM调光MOSFET可用来在120Hz时提供超过1000:

1的PWM调光。

   频率为120Hz时，1000:

1的调光比对于一个400kHz的开关稳压器来说是极高的。

由于更高的开关频率通常对应更高的PWM调光比，因此通过选择更高频率的驱动器，可以进一步提高调光比。

在这种情况下，避开AM频段意味着跳至2MHz，从而降低了最大占空比和效率。

LT3519的400kHz开关频率做到了2MHz转换器无法做到的事情：

LT3519在38VLED时,以低至6VIN的电压提供高占空比；在12VIN时提供高达89%的效率。

如果不需要PWM调光，那么MOSFETM1可以去掉，可用模拟调光（CTRL）引脚来调节稳定的LED电流，使其低于100mA，从而实现简单的亮度控制。

2.4WSEPICLED驱动器

   当LED串的电压在输入轨电压范围之内时，需要SEPIC拓扑。

SEPIC产生高的PWM调光比，而且还提供短路保护。

图3所示的SEPIC在4V至24V的输入范围内以150mA的电流驱动16VLED。

因为集成的箝位二极管的阳极（ANODE）是通过一个独立于NPN电源开关发射极（SW）的引脚引出的，所以耦合电容器非常容易插入两者之间。

SW引脚承受的最高电压略高于输入电压与输出电压之和，因此45V/750mA的集成电源开关很好地满足了这些规格要求。

图14W升压型LED驱动器在12VIN时具89%的效率

图2集成的PWM调光在20Hz时实现1000:

1的调光

图3具有短路保护的SEPICLED驱动器

TITPS61185高度集成大尺寸LCD背光解决方案

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2010-06-25　浏览595 次【字体：

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TI公司的TPS61185是高度集成大尺寸LCD背光解决方案.器件包括内置的高效率升压稳压器和2.0A/40V功率MOSFET.8个电流沉稳压器具有高精度的电流稳流和匹配（1%）,支持多达80个led,每串串联多达10个LED.输入电压4.5V-21V,开关频率600kHz到1MHz,可调光频率从100Hz到5kHz,主要用在笔记本电脑LCD显示器背光.本文介绍TPS61185主要特性,方框图以及多种典型应用电路.

TheTPS61185ICprovideshighlyintegratedsolutionsforlarge-sizeLCDbacklighting.Thisdevicehasabuilt-inhighefficiencyboostregulatorwithintegrated2A/40VpowerMOSFET.Theeightcurrentsinkregulatorsprovidehighprecisioncurrentregulationandmatching.Intotal,thedevicecansupportupto80LEDs.Inaddition,theboostoutputautomaticallyadjustsitsvoltagetotheWLEDforwardvoltagetoimproveefficiency.

TheTPS61185supportsthePWMmethodforbrightnessdimming.Simplytietheunusedcurrentsinkstogroundiffewerthaneightareneeded.DuringPWMdimming,eachoftheeightcurrentregulatorsisturnedon/offatthedutycycledeterminedbyanexternalpulsewidthmodulation（PWM）signalinputtothePWMpin.

TPS61185主要特性:

4.2Vto24VInputVoltage

Integrated2A/40VMOSFET

600kHzto2MHzProgrammableSwitchingFrequency

AdaptiveBoostOutputforBestEfficiency

DesigntoUseSmallL-CComponents

IntegratedLoopCompensation

Eight25mACurrentSinks

Upto10WLEDinSeries

1%CurrentMatchingandAccuracy

PWMBrightnessInterfaceControl

200mVRippleUnderPWMDimming

DriverforInput/OutputIsolationPFET

ProgrammableOverVoltageThreshold

100Hzto5kHzProgrammablePWMDimmingFrequency

Upto20kHzDirectPWMDimmingFrequency

EnhancedELectrostaticDischargeImmunityLevel

Built-inWLEDOpen/ShortProtection

OverTemperatureProtection

24Pin4mm×4mmQFNPackage

TPS61185应用:

?

NotebookLCDDisplayBacklight

图1.TPS61185方框图

图2.TPS61185典型应用电路图

图3.TPS61185带关断ISO-FET的典型应用电路图

图4.TPS61185可编频率调光的典型应用电路图

图5.TPS611856串LED的典型应用电路图

图6.TPS6118546串40mALED的典型应用电路图

MaximMAX16834大功率LED驱动方案

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2010-06-18　浏览1139 次【字体：

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Maxim公司的MAX16834是集成了高边led电流检测和PWM调光MOSFET驱动器的大功率LED驱动器。

这种恒流模式高亮度LED（HBLED）驱动器适合于升压，升-降压，SEPIC和高边降压拓扑。

工作电压从.4.75V到28V，PWM调光/模拟调光比3000：

1，可编程工作频率100kHz到1MHz，主要应用在单串LEDLCD背光，汽车前后灯照明，投映RGB　LED光源，环境照明和DC-DC升压/降压－升压转换器。

本文介绍了MAX16834主要特性，方框图以及多种应用电路。

High-PowerLEDDriverwithIntegratedHigh-SideLEDCurrentSenseandPWMDimmingMOSFETDriver

TheMAX16834isacurrent-modehigh-brightnessLED（HBLED）driverforboost,boost-buck,SEPIC,andhighsidebucktopologies.Inadditiontodrivingann-channELpowerMOSFETswitchcontrolledbytheswitchingcontroller,italsodrivesann-channelPWMdimmingswitchtoachieveLEDPWMdimming.TheMAX16834integratesallthebuildingblocksnecessarytoimplementafixed-frequencyHBLEDdriverwithwide-rangedimmingcontrol.

TheMAX16834featuresconstant-frequencypeakcurrent-modecontrolwithprogrammableslopecompensationtocontrolthedutycycleofthePWMcontroller.

Adimmingdriverdesignedtodriveanexternaln-channelMOSFETinserieswiththeLEDstringprovideswide-rangedimmingcontrolupto20kHz.InadditiontoPWMdimming,theMAX16834providesanalogdimmingusingaDCinputatREFI.Theprogrammableswitchingfrequency（100kHzto1MHz）allowsdesignoptimizationforefficiencyandboardspacereduction.

AsingleresistorfromRT/SYNCtogroundsetstheswitchingfrequencyfrom100kHzto1MHzwhileanexternalclocksignalatRT/SYNCdisablestheinternaloscillatorandallowstheMAX16834tosynchronizetoanexternalclock.TheMAX16834’sintegratedhighsidecurrent-senseamplifiereliminatestheneedforaseparatehigh-sideLEDcurrent-senseamplifierinboost-buckapplications.

TheMAX16834operatesoverawidesupplyrangeof4.75Vto28Vandincludesa3Asink/sourcegatedriverfordrivingapowerMOSFETinhigh-powerLEDdriverapplications.Itcanalsooperateatinputvoltagesgreaterthan28Vinboostconfigurationwithanexternalvoltageclamp.TheMAX16834isalsosuitableforDCDCconverterapplicationssuchasboostorboostbuck.

Additionalfeaturesincludeexternalenable/disableinput,anon-chiposcillator,faultindicatoroutput（FLT）forLEDopen/shortorovertemperatureconditions,andanovervoltageprotectionsenseinput（OVP+）fortrueovervoltageprotection.

TheMAX16834isavailableinathermallyenhanced4mmx4mm,20-pinTQFN-EPpackageandinathermallyenhanced20-pinTSSOP-EPpackageandisspecifiedovertheautomotive-40°Cto+125°Ctemperaturerange.

MAX16834主要特性：

WideInputOperatingVoltageRange（4.75Vto28V）

WorksforInputVoltage>28VwithExternalVoltageClamponVINforBoostConverter

3000:

1PWMDimming/AnalogDimming

IntegratedPWMDimmingMOSFETDriver

IntegratedHigh-SideCurrent-SenseAmplifierforLEDCurrentSenseinBoost-BuckConverter

100kHzto1MHzProgrammableHigh-FrequencyOperation

ExternalClockSynchronizationInput

ProgrammableUVLO

Internal7VLow-DropoutRegulator

FaultOutput（FLT）forOvervoltage,Overcurrent,andThermalWarningFaults

ProgrammableTrueDifferentialOvervoltageProtection

20-PinTQFN-EPandTSSOP-EPPackages

MAX16834应用：

Single-StringLEDLCDBacklighting

AutomotiveRearandFrontLighting

ProjectionSystemRGBLEDLightSources

ArchitecturalandDecorativeLighting（MR16,M111）

SpotandAmbientLights

DC-DCBoost/Boost-BuckConverters

图1。

MAX16834方框图

图2。

MAX16834升压LED驱动器

图3。

MAX16834升压/降压LED驱动器（VLED+<28V）

图4。

MAX16834带汽车负载突变保护的升压LED驱动器

图5。

MAX16834高边降压LED驱动器

图6。

MAX16834升压DC/DC转换器

图7。

MAX16834升压-降压DC/DC转换器

SUPERTEXHV9985三路RGBLED驱动方案

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2010-06-01　浏览418 次【字体：

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SUPERTEX公司的确HV9985是三路峰值电流模式PWM控制器,能用来驱动RGBled或多路白光LED.HV9985具有40V线性稳压器,提供5V电源给IC供电,三个转换器的开关频率由外时钟信号或内部振荡器控制.三路有120度的相位差,以降低输入电流波纹.LED串间电流精度为±2%,线性和PWM调光,PWM调光比高达5000:

1,输入电压10-40V,主要用在RGB背景光,升压,降压和SEPIC转换器,多串白光LED驱动应用.本文介绍了HV9985的主要特性,方框图,典型应用电路以及PCB布局指南

TheHV9985isathree-channELpeakcurrentmodePWMcontrollerfordrivingsingleswitchconvertersinaconstantoutputcurrentmode.ItcanbeusedfordrivingeitherRGBLEDsormultiplechannelsofwhiteLEDs.

TheHV9985featuresa40Vlinearregulator,whichprovidesa5.0VsupplytopowertheIC.TheswitchingfrequenciesofthethreeconvertersintheICarecontrolledeitherwithanexternalclocksignal（thechannelsoperateataswitchingfrequencyof1/12thoftheexternalclockfrequency）orusingtheinternaloscillator.Thethreechannelsarepositioned120°out-of-phasetoreducetheinputcurrentripple.Eachconverterisdrivenbyapeakcurrentmodecontrollerwithoutputcurrentfeedback.

ThethreeoutputcurrentscanbeindividuallydimmedusingeitherlinearorPWMdimming.TheICalsoincludesthreedisconnectFETdriverswhichenablehighPWMdimmingratiosandalsohelpstodisconnecttheinputincaseofanoutputshortcircuitcondition.TheHV