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1、LED显示屏基础培训资料LED显示屏基本知识及计算方法一、 LED显示屏基础知识 2二、 LED显示屏的分类 4三、 怎样选购LED全彩显示屏的规格 6四、 LED显示屏各项参数的概念 7五、 控制LED亮度的方法： 10六、 LED屏的各种计算方法： 11七、 LED显示屏常用安装方式 15八、 LED显示屏的控制系统 16九、 LED显示屏大小的计算方式 17一、 LED显示屏基础知识1.LED与 LED显示屏1） 什么是LED在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能 量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。 PN结加反向电压，少数载流子难以注入，

2、故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管， 通称LED （全拼：light emitting diode ）。LED的发光颜色和发光效率与制作 LED的材料和工艺有关，目前广泛使用的有红、绿、 蓝（R、G B）三种。由于LED工作电压低（仅1.5-3V ），能主动发光且有一定亮度 ，亮度又能用电压（或电流）调节，本身又耐冲击、抗振动、寿命长（ 10万小时）， 所以在大型的显示设备中，目前尚无其他的显示方式与 LED显示方式匹敌。把红色和绿色的LED放在一起作为一个象素制作的显示屏叫双色屏或彩色屏 ；把红、绿、蓝三种LED管放在一起作为一个象素的显示屏叫三色屏或全彩屏。制作室

3、内 LED显示屏的象素尺寸一般是2-10毫米，常常采用把几种能产生不同基色的 LED管芯封装成 一体，室外LED显示屏的象素尺寸多为12-26毫米，每个象素由若干个各种单色LED组 成，常见的成品称象素筒，双色象素筒一般由3红2绿组成，三色象素筒用2红1绿1 兰组成。无论用LED制作单色、双色或三色屏，欲显示图象需要构成象素的每个 LED的发光亮度都必须能调节，其调节的精细程度就是显示屏的灰度等级。灰度等级越高， 显示的图像就越细腻，色彩也越丰富，相应的显示控制系统也越复杂。 一般256级灰度的图像，颜色过渡已十分柔和，而16级灰度的彩色图像，颜色过渡界线十分明显。所以，彩 色LED显示屏当前

4、都要求做成256级灰度的。2） 应用于显示屏的LED发光材料有以下几种形式：A.LED发光灯（或称单灯）：一般由单个LED晶片，反光碗，金属阳极，金属阴极构成， 外包具有透光聚光能力的环氧树脂外壳。可用一个或多个（不同颜色的）单灯构成一 个基本像素，由于亮度高，多用于户外显示屏。B.LED点阵模块：由若干晶片构成发光矩阵，用环氧树脂封装于塑料壳内。适合行列扫描驱动，容易构成高密度的显示屏，多用于户内显示屏。C.贴片式LED发光灯（或称SMD LED）: 就是LED发光灯的贴焊形式的封装，可用于户内全彩色显示屏，可实现单点维护，有效克服马赛克现象。D.LED数码管，主要用于利率屏和电子时钟屏等应

5、用。3） LED显示屏及其应用LED显示屏（LEDpanel）主要是由发光二极管（LED）及其驱动芯片组成的显示单元拼接 而成的大尺寸平面显示器。其大概的样子就是由很多个 LED小灯组成，靠灯的亮灭来显示字符。它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、图形、图像、动 画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。LED显示屏分为图文显示屏和视频显示屏，均由LED矩阵块组成。图文显示屏可与计算 机同步显示汉字、英文文本和图形；视频显示屏采用微型计算机进行控制，图文、图像并 茂，以实时、同步、清晰的信息传播方式播放各种信息，还可显示二维、三维动画、录像、 电视、VCD节目以及现场实

6、况，一般还要有扩声设备。LED显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，动如电影，广泛应用于金融、税 务、工商、邮电、体育、广告、厂矿企业、交通运输、教育系统、车站、码头、机场、商 场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。LED 显示屏可以显示变化的数字、文字、图形图像；不仅可以用于室内环境还可以用于 室外环境，具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优点。LED 之所以受到广泛重视而得到迅速发展， 是与它本身所具有的优点分不开的。 这些优 点概括起来是： 亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定。 LED 的发展前景极为广阔，目前正

7、朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发 光均匀性，可靠性、全色化方向发展。4） LED显示屏特点通过以上叙述我们可以总结出，与其它大屏幕终端显示器相比 丄ED显示屏主要有以下 特点：A.亮度高：色彩丰富鲜艳，户外显示屏的亮度大于 8000mcd/m，是目前唯一能够在户外全 天候使用的大型显示设备；B.寿命长：LED寿命长达100,000小时（十年）以上；C.视角大： 室内视角可大于 160度，户外视角可大于 120度；D.结构模块化： 屏幕面积可大可小，小至不到一平米，大则可达几百、上千平米；E.易与计算机接口兼容 ，支持软件丰富，操作方便灵活，画面清晰稳定。F.显示屏联网： 利

8、用一台微机可以同时控制多个显示屏显示不同的内容，显示屏也可脱 机工作。既可以显示文字又可以显示图形图像，字体字型变化丰富。G.注：常见大型显示终端对比造价高二、LED显示屏的分类1.按颜色分类1） 由单一颜色的LED （多为红色，也有绿色或蓝色，其它颜色均为合成颜色，如黄色一 般使用于殡仪馆灯等场合）组成一个像素的称之为单色屏；2） 把红色和绿色的LED放在一起作为一个象素制作的显示屏叫双基色显示屏，可显示 红，绿，黄三个颜色；256级灰度、可以显示65536种颜色。3） 把红、绿、蓝三种LED管放在一起作为一个象素的显示屏叫三基色显示屏或全彩屏。 256级灰度的全彩色显示屏可以显示一千六百多

9、万种色。2.按显示器件分类1） LED数码显示屏：显示器件为7段码数码管，适于制作时钟屏、利率屏等，显示数字 的电子显示屏。2） LED点阵图文显示屏：显示器件是由许多均匀排列的发光二极管组成的点阵显示模块， 适于播放文字、图像信息。3） LED视频显示屏：显示器件是由许多发光二极管组成，可以显示视频、动画等各种视 频文件。后两者为目前使用最多的种类3.按显示性能分类1） 视频显示屏：一般为全彩色显示屏2） 文本显示屏：一般为单基色显示屏3） 图文显示屏：一般为双基色显示屏4） 行情显示屏：一般为数码管或单基色显示屏；4.按使用环境分类1） 室内屏；发光点较小，一般 3mm -8mm显示面积一

10、般只有几至十几平方米。点 密度较高，在非阳光直射或灯光照明环境使用，观看距离在几米以外，适合近距离观 看。显示屏的单元板及整个屏体结构在生产制作时，不考虑防水，防潮，防风等环境 因素，因此不具备防水，防潮，防风能力。2） 全户外屏；户外屏面积一般从几平米到几十甚至上百平米，点密度较稀 （多为10000-4000点每平米）,发光亮度在3000-6000cd/平米（朝向不同，亮度要求不 同），可在阳光直射条件下使用，观看距离在几十米以外，屏体具有良好的防风抗雨 及防雷能力。3） 半户外屏； 半户外屏介于户外及户内两者之间，具有较高的发光亮度，可在非阳光直 射户外下使用，屏体有一定的密封，一般在屋檐

11、下或橱窗内。5.按发光点直径及间距分类1） 室内屏（按直径分）： 3mm3.75mm 5mm由于户内屏采用的LED点阵模块规格比较统一所以通常按照模块的像素直径划分主要有： 3.0mm 60000像素/ 平米 3.75mm 44000 像素 / 平米 5.0mm 17000像素/ 平米2） 室外屏（按间距分）： PH10 PH12 PH14 PH16 PH20 PH25 PH31.25、PH37.5PH后面的数字为像素点之间的中心距离，单位为毫米（ mm。6.按控制或使用方式分同步和异步1） 同步方式是指LED显示屏的工作方式基本等同于电脑的监视器， 它以至少30场/秒的更新速率点点对应地实时

12、映射电脑监视器上的图像 ，通常具有多灰度的颜色显示能力，可达到多媒体的宣传广告效果。2） 异步方式是指LED屏具有存储及自动播放的能力，在 PC机上编辑好的文字及无灰度图片通过串口或其他网络接口传入 LED屏,然后由LED屏脱机自动播放，一般没有多灰度显示能力，主要用于显示文字信息，可以多屏联网。三、 怎样选购LED全彩显示屏的规格一般客户在选购LED全彩显示屏的时候，首先要考虑的就是 LED显示屏的规格。我们来看看，LED全彩显示屏的规格是由那些因素确定的：1.显示屏所处的环境。是户外，半户外，还是户内，环境不一样，相应的防水要求和亮度 就不一样。户外防水要求高，一般在IP65以上。根据所处

13、的环境就可以确定其大致的选 购范围是户外全彩显示屏或半户外全彩显示屏，还是户内全彩显示屏！2.最佳观测位置离所安装显示屏的距离，即可视距离。这个距离很重要，它直接决定了你 所选购的显示屏的型号，一般户内全彩显示屏型号分为 P6,P7.62,P10,P12等，户外全彩 显示屏型号分为P10,P12,P16,P20等，这些都是常规的，还比如像素屏，条型屏，异型屏等规格型号又不一样，这里只说常规的， P后面的数字是灯珠间的距离，单位是毫米，一般我们的可视距离的最小值就相当于 P后面的数字的大小。即P10的最佳间距10米,这种方法只是大概的估测！另外还有一种比较科学具体的方法， 那就是利用每平方的灯珠

14、密度来算， 比如说P10 的点密度为10000点/平方，则最佳距离等于1400除以（点密度的开平方）。女口 P10的 就是1400/10000开平方=1400/100=14米，即最佳观测P10显示屏的距离为14米外！3.客户的定位。现在LED显示屏的生产与制作已进入产业化阶段，每个厂家所提供的产品品质和价格也参差不齐，除了了解客户的使用环境和要求外， 我们还应了解客户的定位， 已便于我们根据客户定位选择不同档次的产品。 当然我们建议客户选用质优价廉的产品，但是我们一定要提醒客户，LED产品所存在的质量差异性。这些差异分为以下几个方面：A.生产LED单元板所使用的发光器件和驱动芯片的品质品牌差别

15、。B.生产LED单元板的工艺差别。C.制作LED显示屏所选用的制作材料和配件不同。例如：电源可以用品牌的（如创联）， 铝型材和线材选用国标的。那么同样我们也可以使用非品牌或非标的材料，那么这 样做出来的显示屏肯定在外观和稳定性上是有产别的。D.制作工艺。有能力，有经验的公司的工艺比较成熟、完善，用同样的材料所做出来的产品也会更加稳定。上面几个方面直接决定了所选 LED全彩显示屏的规格问题，那就是客户在选购的时候一定要注意两点：1,显示屏所处的环境。2,最佳观测位置离显示屏位置的距离附录：国内外主要LED芯片厂商国外LED芯片厂商：日本：日亚（Nichia ）;吉耐特（Gen elite ）;大

16、洋日酸；东芝；昭和电工（SDK ; SONY 美国：科锐（CREE ;惠普（HP ；流明（Lumileds）；欧司朗（Osram）；旭明（Smileds）； 通用（GeLcore,现更名为Lumination ）;普瑞韩国： 首尔半导体；安萤（Epivalley）台湾LED芯片厂商：光磊（ED ；广镓光电（Huga）；光电（Epistar ）简称：ES （联诠、元坤，连勇，国联）， 鼎元（Tyn tek）简称：TK；灿圆（Formosa Epitaxy ）;新世纪（Gen esis Photo nics ）； 华上（Arima Optoelectronics ）简称：AOC泰谷光电（Tekco

17、re）;奇力；钜新；光宏； 晶发，视创，洲磊，联胜（HPO，汉光（HL）;曜富洲技TC,，国通，联鼎，全新光电（VPEC 华兴（Ledtech Electro nics ）、东贝（Unity Opto Techno logy ）、光鼎（Para Light Electronics ）、亿光（Everlight Electronics ）、佰鸿（Bright LED Electronics ）、今台（Kingbright ）、菱生精密（Lingsen Precision Industries ）、立基（LigitekElectro nics ）、光宝（Lite-O n Techno logy ）

18、、宏齐（HARVATEK等。国内LED芯片厂商：三安光电简称（S）、上海蓝光（Epilight ）简称（E）、士兰明芯（SL）、 大连路美简称（LM、迪源光电、华灿光电、南昌欣磊、上海金桥大晨、河北立德、河北 汇能、深圳奥伦德、深圳世纪晶源、广州普光、扬州华夏集成、甘肃新天电公司、东莞福 地电子材料、清芯光电、晶能光电、中微光电子、乾照光电、晶达光电、深圳方大，山东 华光、上海蓝宝等。四、 与LED显示屏相关概念1.LED: Light Emitti ng Diode （发光二极管）的缩写。2.单点直径（Single dot diameter ）指一个像素点的直径，单位通常为 mm3.象素（P

19、IXEL）：指每单个或多个发光管组成的发光点，是画面上可以被独立控制的最小单元。PIXEL是picture element 的缩写，在三基色显示屏上，象素由三部分组成：红，绿，篮，每一部分由一个或几个 LED组成，理论上，分别调节红，绿，蓝的亮度， 可以表现出任意颜色。4.间距（PITCH）相邻象素的中心距离。间距越小，可视距离越短。5.分辨率（Resolution ）通常用于数字显示设备，表示总的象素数量，一般写成 宽 X 高 的形式，如 800X600。6.可视角度( Viewing Angle )当观察者面对LED时可以看到LED的最大亮度，当观察者向左或右移动时，看到的亮度 会减少，当

20、亮度减到最大亮度的一半时，此时所处的角度加上向反方向移动得到的角度 之和，称水平可视角度，垂直可视角度用同样方式测量。 LED的视角厂家会给出参数。7.亮度( Brightness )亮度在任何显示设备中都是最重要的参数。亮度的主单位叫烛光( candela )，用CD表示，单个LED的亮度通常用millicandelas ，MCD即千分之一 CD把一个平方米 的LED亮度加在一起，就得到单位面积亮度，用尼特(NITS)表示，1NITS= 1 CD/m2。红绿蓝三色的亮度必须平衡才能准确的还原真实色彩，换句话说， LED的白色必须是白色，而不是粉红色。如果红绿蓝都处于最高亮度，混合出的色彩通常

21、不是白色，为 了得到白色(通常称为6500K色温)，红绿蓝中须有一个或两个的亮度调低，为了获取 正确的白色，必须反复测量调整亮度，这个过程称白平衡。8.可视距离( Viewing Distance ) 对于各种显示器件来说，最佳的观察距离应该是人眼无法分辨出象素的最小距离，这 个距离大约是点间距的 3400 倍。电视和电脑的观测距离通常要小于这个要求，但可接 受的距离不能小于点间距的 1700倍。9.灰度等级( Grey Levels ) 也称色彩深度，指不同亮度的数量，红绿蓝有各自的灰度，在全彩色系统中一般是 256 级灰度，可以产生256X256X25& 16,777,216种颜色，在PC

22、中称为24位色，在LED显 示系统中称为8位系统。LED显示屏能表现的色彩数量取决于 RGB三色的灰度等级，在 标准的全彩显示屏中为256级灰度，对于体育场馆的LED全彩系统，256灰度是不够的， 无法准确的恢复还原色彩。10.刷新率( Refresh Rate )显示屏画面更新的速率，通常用赫兹表示(Hz)。与帧频是不同的。11.帧频(Frame Rate)显示屏每秒显示的图像帧的数量，通常取决于输入的信号 (25 fps for PAL, 30 fps forNTSC)12.场频( Field )PAL和NTSC勺一半帧，因为PAL和 NTSC是隔行扫描，每次刷新只显示半帧图像13.纯绿(

23、 Pure green )和真绿( true green )过去30年，各种颜色LED被相继开发出来，首先是红色，黄色，黄绿色，蓝色 LED和纯绿LED在 90年代相继被日亚工程师发明。至此,制造LED全彩色显示屏成为可能。播 放视频的LED显示屏必须用纯绿，如果用黄绿来做，颜色肯定不真实，如果一个象素里 绿管的数量很多，比红管和蓝管的数量多，那肯定是黄绿管，因为黄绿的亮度不够，必 须用多个，但黄绿LED价格低廉。该种显示屏俗称伪彩屏。14.GAMMA正(gamma correction )这是一种通过变换函数来减少灰度数量，从而产生一个更接近真实环境的色彩和对比 度，全彩屏实际表现的颜色受到

24、很多限制，当夜晚时，必须降低屏体亮度，此时能够显 示的色彩就会减少，因此，数字 RGB!示的色彩肯定少于16M色，为了解决这个问题， 需要更高层次的灰度， 1Bill 色的系统(红绿蓝各 1024级色)可以表现更真实的色彩， 因为从 256级灰度扩大到 1024级，极大的丰富了可表现的色彩数目。15.虚拟象素技术( Virtual Resolution )也称共享象素或动态象素， 将 4倍于物理象素的象素快速的按奇偶列和奇偶行分 4次送 到物理象素上显示，其效果相当于将间距缩小一半，其成本与传统做法基本相比，基本 没增加，但可以做到原来 4倍的分辨率。16.一致性( Uniformity )整

25、个画面的质量很大程度上取决于 LED的一致性。一致性的问题是LED固有的问题，当 LED生产时。他们的亮度，视角，还有其它的特性实际上都不统一，这些参数分布在某 一范围，制造商工艺控制的越好，这个范围越小，选用优质厂商提供的 LED可以减少调试的工作量，人眼对颜色和亮度的敏感度相当高，对于 LED之间的差别很容易察觉，特别在高亮的显示系统中，这种差别更大，设计者必须采用各种技术来消除这种差别，增 加一致性。17.色差( Colour Shift )LED显示屏由红绿蓝三色组合来产生各种颜色，但这三种颜色由不同材料做成，视角是 有差异的，不同LED的光谱分布都是变化的，这些能被观测的差异称为色差

26、。当偏过一 定角度观察LED时，其颜色发生改变，人眼判断真实画面的色彩的能力(比如电影画面) 比观测计算机产生的画面要好。18.单元板规格( Cell board size )指单元板的尺寸，通常用单元板长乘以宽的表达式表示，以毫米为单位。( 488X 244)19.单元板的解析度( Cell board pixels ) 指一块单元板有多少个像素，通常用单元板像素的行数乘以列数的表达式表示。(如：64 X 32）20.像素密度（Lattice density ）也称点阵密度，通常指每平方米显示屏上的像素个数。21.每平方米最大的功耗（Consumption per sqm）每平方米每小时的最

27、大耗电量，通常是指显示屏全白色工作情况下的耗电量。因为在电 源设计上我们采用了增容设计，所以在显示屏满负荷情况下，也不会达到电源的最大功 率，对显示屏起到了很好的保护作用。22.重量（Kg）通常指每平方米屏体的重量（含电源、边框等），但不包括框架的重量。23.通讯距离（Communication distanee ）操作平台（电脑）与屏幕之间的距离。通常8芯网线传输不大于130米，光纤传输在500 米一1300米。24.支持模式（Support mode）VGA的英文全称是 Video Graphic Array ，即显示绘图阵列，通常说的显卡接口。 VGA支持在640X480的较高分辨率下同

28、时显示16种色彩或256种灰度，同时在320X240分 辨率下可以同时显示256种颜色.肉眼对颜色的敏感远大于分辨率，所以即使分辨率较 低图像依然生动鲜明。VGA由于良好的性能迅速开始流行，厂商们纷纷在 VGA基础上加以扩充，如将显存提高至1M并使其支持更高分辨率如800X600或 1024X768,这些扩充 的模式就称之为 VESA（ Video Electronics Standards Association ，视频电子标准协会）的Super VGA模式，简称SVGA现在的显卡和显示器都支持 SVGA模式。不管是VGA 还是SVGA使用的连线都是15针的梯形插头，传输模拟信号。五、控制L

29、ED亮度的方法：1.一种是改变流过LED的电流，一般LED管允许连续工作电流在20毫安左右，除了红 色LED有饱和现象外， 其他LED亮度基本上与流过的电流成比例；2.另一种方法是利用人眼的视觉惰性，用脉宽调制方法来实现灰度控制，也就是周期性改 变光脉冲宽度（即占空比），只要这个重复点亮的周期足够短（即刷新频率足够高），人 眼是感觉不到发光象素在抖动。由于脉宽调制更适合于数字控制，所以在普遍采用微机 来提供LED显示内容的今天，几乎所有的LED屏都是采用脉宽调制来控制灰度等级的。LED 的控制系统通常由主控箱、扫描板和显控装置三大部分组成。主控箱从计算机的显示卡中获取一屏象素的各色亮度数据，然

30、后重新分配给若干块扫描板，每块扫描板 负责控制LED屏上的若干行（列），而每一行（列）上 LED的显控信号则用串行的方 式传送。目前有两种串行传送显示控制信号的方式：一种是扫描板上集中控制各象素点 灰度，扫描板将来自控制箱的各行象素的亮度值进行分解（即脉宽调制），然后将各行 LED的开通信号以脉冲形式（点亮为1 ，不亮为0 ）按行用串行方式传输到相应的LED 上，控制其是否点亮。这种方式使用器件较少，但串行传输的数据量较大，因为在一个 重复点亮的周期内，每个象素在 16级灰度下需要16个脉冲，在256级灰度下需要256个脉冲，由于器件工作频率限制， 一般只能使LED屏做到16级灰度。另一种方法

31、是扫描板串行传输的内容不是每个 LED的开关信号而是一个8 位二进制的亮度值。每个LED都有一个自己的脉宽调制器来控制点亮时间。这样，在一个 重复点亮的周期内，每个象素点在16级灰度下只需要4个脉冲，256级灰度下只需 8个脉冲，大大降低了串行传输频率。用这种分散控制 LED灰度的方法可以很方便地实现256级灰度控制。六、LED屏的各种计算方法：1点间距计算方法：每个像素点到每一个相邻像素点之间的中心距离。每个像素点可以是一颗 LED灯如：PH10（1R）、两颗LED灯 女口： PH16（2R）、三颗led 灯如：PH16（2R1G1B）,P16的点间距为：16mm; P20的点间距为：20mm; P12的点间距 为：12mm2.长度和高度计算方法：点间距X点数 =长/高女口： PH16长度=16 点 X 1.6 cm =25.6 cm 高度=8 点 X 1.6 cm=12.8 cmPH10长度=32 点 X 1.0 cm =32 cm 高度=16点 X 1.0 cm=16 cm3.屏体使用模组数计算方法：总面积宁模组长度宁模组高度 =使用模组数女口： 10个平方的PH16户外单色led显示屏使用模组数等于：10 平方米十 0.256 米十 0.128 米=305.17678305 个更加精确的计算方法：长度使用模组数X高度使用模组数=使用模组总数女口：长5米、高2米的