基于LED显示屏结构与电路设计研究

彭银松

摘 要：新型的显示器载体就是LED显示屏，在集成电路大规模发展和计算机水平不断提高的影响下，LED显示屏也被广泛的使用。本文主要分析了LED显示屏的基本内容，如结构和功能要求，并详细论述了LED显示屏的电路设计工作，并从两个方面展开了分析研究。

关键词：结构;功能;LED显示屏;电路设计

引言

LED显示屏的广泛应用为人民的生活工作带来了诸多的便利，想要更好的掌握LED显示屏就应当对其基本情况以及电路设计方面有所了解，这样才能够推动LED显示屏的发展和进步。

一、LED显示屏内部结构内容

平板显示器其中的一种类型就是LED显示器，事实上，平板显示器也是有很多LED模块面板共同构成的，从而可以显示出相关的信息，如文字、视频、图片等等。LED显示屏相对于传统液晶显示器来说其面积延展方面更加优秀，在规定的条件范围内可以做到任以的延展和无缝对接，以确保高质量的显示图像信息。除此之外，LED显示屏中LED显示元件的光通量的效率和质量会缓慢的下降，因此，它的使用周期会更长，并且利用其互动的技术将广告的媒介与观众连接在一起。

LED显示屏的内部结构主要包含以下几个方面，即箱体结构、模块结构以及显示屏钢结构。箱体结构在不同的环境下会被分为室内箱体和户外箱体两种结构，二者之间的区别就室内箱体相比于户外箱体来说，其对于防水能力的需求更少，也会根据不同的安装方法分为固定安装箱体和吊装箱体两种。钢结构则是室内、室外安装工作中都需要的，在显示屏的角度分析，钢结构只是一个支撑件，客户如果想要对箱体的安装工作进行了解，那么利用显示屏供应商家的图纸就可以实现。然而，实际上，想要真正的了解钢结构，还要求计算一系列负荷，如风力负荷、地震负荷，除此之外，还需要了解并掌握当地的基本情况，例如地形地质、天气变化、水文变化等等。LED显示屏的基本组成部分就是模块结构。LED显示模块是由电路和安装结构确定的独立单元，其主要的功能就是显示。一般情况下，工厂的半成品通常以显示模块为基础，这主要是为了后续的组装工作提供便利，这就需要相关的工作人员把显示驱动与多个显示模块结合起来形成模组，这主要是室外的称呼方式，在室内也叫单元板，除此之外，工作人员还需要把一些模块与电源、壳体和风扇组合以形成“箱体”，以供大型的全彩屏使用。

二、LED显示屏的功能

随着科技技术的发展和进步，LED显示屏的功能也不断的创新，例如，现阶段的LED显示屏主要使用的是模块化的设计方式，通过大量的模块来组成这些显示屏，另外对于同一个类型的模块来说，可以完成互换，从而为后续的安装以及维护工作的开展提供了便利条件。另外，对于外部结构所使用的材料主要是铝合金，并采取了相应的喷塑工作，从而降低其外部结构的腐蚀性。随着高科技技术的应用，显示屏也具备了语音功能，能够及时的进行语音提醒。除此之外，在不同的授权等级的影响下，其所能控制的功能也是不同的。还具有双网线热备份的功能，接收卡的A和B端口可以用作同时控制屏幕的两台计算机的输入端口或输出端口。当计算机故障时，另一计算机自动替换其完成后续的工作，并可用于双重网络控制。当一条网线出现问题时，另一条线路自动更换，从而优化显示屏幕的正常操作。另外，LED显示屏还具有多屏同步及组合的功能，支持传输卡的操作状态，包括多个显示器面板，该面板可以任意组合、同步显示、独立播放等。

三、LED显示屏的电路设计

1.控制电路设计

其主要的组成部分包括AT89C51单片制成的控制器和包括16点X16点的4个LED模块的显示器，其中每个LED模块16点X16点，每个LED模块4个LED模块8点X8点，用户可酌情将任何其他LED模块扩展到16点X16点中。LED模块8点X8点和它的名字一样是由8行、8列共同组成的，每个行列之间的交叉点上有发光二极管，总共有64个。如果存在一列高一列弱的情况，那么这个二极管就会发出光亮。对于单片机来说，其引脚接串入应该与移位寄存器的串行数据输入相连接，一般情况下，4个16点X16点会与8个锁存器的数据输入端口相连接，在这个点阵中，每一行的模块都是独立存在的。

2.电路系统抗干扰设计

事实上，LED显示显示屏也会受到一些干扰因素的影响，因此，相关工作任以就建立了一个专门的电路用来识别密码，也就是说，在每次数据传输之前，发送加密数据部分以通知接收到的密码电路，需要打开数据传输路线并允许单片数据接收，由于对密码路径的认证不一致，操作期间的干扰信号会关闭单片接收数据的端口。

3. LED显示屏常规驱动电路的设计

LED显示驱动电路的设计通常分为两大类：动态扫描驱动和静态锁存驱动。动态扫描驱动模式包括在显示屏幕上共享一组四行、八行、十六行发光二极管的柱驱动寄存器，这些柱驱动寄存器按时间分布在线路驱动管上。因此，每个照明空间的电极线相当于总照明时间的1n，如果每行的刷新速率超过50赫兹，则可以使用人眼睛的视觉保持效应看到完整的文本或图像。常规驱动电路通常设计成以串行输入和输出的通用集成电路芯片（例如74HC595或M C14094）作为列锁定，并与诸如8050的低功率N-PN晶体管作为列控。

4.LED 显示屏恒流驱动电路的设计

在一个定向电流操作范围内，其光照大致与通过其的电流成比例，并且属于电流控制装置。因此，只要在每个LED发光管中循环的电流是恒定的，就能保证每个LED发光管的亮度。常规驱动电路的操作原则表明，由于其行和列在饱和状态下运行，因此无法控制电流大小。例如，附加电源电压的波动、线路扫描驱动管压力下降的变化等，会对LED发光管的电流造成之间的影响，从而导致它的亮度发生了变化。只有柱驱动管从饱和状态转变为线性放大状态，则可以消除这些因素造成的屏幕亮度不规则。这种柱流恒定驱动方法可以降低线路驱动管的压力，可以改变直流电源电压，而不受LED管在一行中的照明次数的影响。LED显示器的亮度均匀性通过在每个LED发光二极管中循环的电流恒定而得到保证。

四、结束语

通过上文的分析，我们可以了解到，LED显示屏在动态显示方面效果比较好，而且不容易出现故障，所需要的能耗量也比较少，可以长期的使用。同时显示的内容范围比较广泛，因此，LED显示屏在日常的工作生活中使用非常频繁，本篇文章主要对LED显示屏的内部结构功能以及对其电路的设计展开了具体的分析和研究，LED显示屏通过不同的模块，以及结构共同组成，并且还包含了很多的学科技术，例如计算机技术和电子技术软件技术等，有利于提高提高LED显示屏的系统，稳定性和质量，使得LED显示屏能够更灵活更便利的方式应用于各行各业中。

参考文献：

[1]张齐，郑金辉，李登红，陈雷. 基于FPGA的LED显示屏逐点检测系统的设计与实现[J]. 液晶與显示（5）：605-610.

[2]何杰.基于远程LED显示屏控制系统开发的实验室建设与管理改革[J]. 幸福生活指南， 2018（10）：0125-0125.

[3]杨楠. 基于LED点阵显示屏的实践教学设计%LED dot matrix display design based on comprehensive practice[J]. 电子设计工程， 2015， 000（017）：175-178.