LED控制系統

隨著led市場需求的不斷擴大，應用場景不斷增多，led顯電子屏行業依舊處于高速發展之中，據相關機構預計，在2021年全球led顯示屏市場價值將達到9173.47億美元，led顯示屏控制系統作為led顯電子顯示屏的核心部位，無疑在推動led顯示屏行業發展過程中發揮至關重要的作用。然而市場上各種各樣的LED顯示屏系統，讓我們眼花繚亂，LED顯示屏控制系統硬件卻有許多的相同之處，產品全彩LED顯示屏，它的控制系統多采用ARM,CPLD，PAG等芯片，全彩屏的成本較高，技術也相對復雜，對硬件的品質的要求也相對要嚴格一些。而單色LED顯示屏則不然，因單色LED顯示屏主要應用在普通門面招牌等處，所以對控制系統的硬件要求比較寬松。 下面由深圳led顯示屏廠家細數LED顯示屏控制系統硬件設計主要有以下幾點：


1.系統工作過程： 軟件控制系統主要完成的任務為圖文編輯、字模提取與保存、圖像預覽與文件傳輸；無線傳輸系統主要完成文件信息由PC機傳輸至LED顯示器，硬件控制系統中LED點陣主要任務是通過電流控制完成信息顯示，通過單片機的掃描驅動方式的控制對LED點陣行列驅動，實現設備的驅動并最終實現接收的圖文顯示功能。


2.計算機軟件模塊分析與設計軟件模塊分為編輯部分和控制通訊部分，編輯部分實現圖文文件的編輯功能，通訊部分通過RS-232C串口通訊完成文件到單片機存儲模塊的傳輸。通訊部分將在第三章做詳細的介紹。 系統設計采用Windows操作系統下，開啟文本編輯窗口，客戶區內像素點采用與實際LED點陣顯示屏像素點相同，功能類似Word文檔編輯工具，包括編輯模塊、繪圖模塊、文字編輯模塊、顏色控制模塊、顯示效果加載模塊、預覽模塊、信息下載模塊。


3.通訊部分：做為一個LED顯示屏控制系統的通訊應該有兩個獨立的通訊端口，即兩個串口。而我選用的單片機只有一個串口，這就要相應的把一個串口做為兩個串口來用，這樣會帶來任務竟爭和分配的問題，本設計中在外部設置了一個硬件開關用發兩個外部任務的切換，一個用于接收外部計算機的數據通訊用。一個用于向外部顯示屏發送數據用。硬件開關使用的是74HC125芯片，74HC125是三態輸出高有效四總線緩沖門，設計見本原理圖中的U6。與外部計算機通訊要進行電平轉換，本設計本著低成本的設計原則測有采用232芯片，而是采用3極管進行電平轉換，只此一項即可節約成本4塊多錢。設計原理見圖中Q1和Q2部分。

4. LED顯示屏輸出部分：這一部分主要負責將從串口發出的數據的發送到led顯示屏上，從一個串口發送數據要發送到顯示屏的每一行上，這就需要相應的譯碼控制電路來完，一般情況下這一部分電路是分兩部分完成的，在控制部分只完成將數據線和時鐘線進行分離，每分離出一對數據線和時鐘線可以控制顯示屏上的16行顯示代碼，而控制每一行的控制線的電路部分則放到顯示屏去做。所以這里主要介紹一下控制系統的控制部分。從單片機出來一對數據然后經過4片74HC125將其分為8對數據線和控制線，這樣本控制系統就可以控制16×8高度的顯示屏。頁16行的譯碼線則只需要從控制系統上引出4根線即可，這4根線到顯示屏上后又會經過譯碼電路譯成16選1行控制線。而向顯示屏引出的還有數據鎖存線和顯示屏顯示使能線。有了這些控制線和數據就可以控制整個LED顯示屏的顯示了。而本控制系統可以控制16×8高度1024點寬度的LED顯示屏。這一部分電路見原理圖中U5，U7，U8，U9，U10。


5. 存儲部分：存儲部分又分為兩部分，一部分用于LED顯示屏的顯示代碼的存儲，一部分用于臨時顯示代碼的存儲。顯示代碼存儲器采用SST39SF040，這是一顆FLASH芯片，掉電后數據不丟失。按一個漢字32個字節進行計算本系統可以存儲16384個漢字。臨時顯示代碼存儲器采用STC62C256存儲器，它是RAM芯片，數據掉電丟失，用于保存顯示當時的數據。這一部分電路見原理圖中U2，U3，U4部分。


6.節能降耗技術：由于采用了陣列式控制系統，故能夠有效降低控制系統用于產生灰度造成的顯示屏亮度的損耗，有利于提高顯示屏的亮度，或者在同樣的亮度條件要求下，降低顯示屏的電流，從而達到節能降耗的效果。集中式控制系統，由于控制范圍大，為了保持一定的刷新率，不得不采用降低掃描次數，減低亮度來形成灰度；由于陣列式控制系統控制范圍小，可以大幅提高掃描次數，亮度損失隨之變小。陣列式系統的掃描次數，可以達到136場以上，而集中式最多能達到42場。


LED顯示屏控制系統硬設計也是源于產品使用環環境要求，全彩LED顯示屏大多用于室內，戶外環境需要面臨著風吹，日曬，雨天或風雪等環境較為惡劣情況，這樣的戶外使用環境使得全彩LED顯示屏控制系統的硬件設計相對嚴格許多，LED顯示屏控制系統硬件的設計也是按照市場的需要而定。根據具體設備通訊要求，采用串口通訊技術，通過介紹端口通訊以及串口通訊協議的相關知識，實現控制系統與硬件設備部分的通訊，完成實現LED顯示屏的文本信息傳輸功能，LED顯示屏的技術控制是決定產品優劣的重要保證。