LED大屏幕显示屏
摘要
随着电子、光电等技术的发展，人们对各种信息的需求量不断增加，中、大型LED显示屏作为信息载体广泛应用在银行、保险、车站、港口等公共场所。用来向人们传递信息。LED点阵式显示屏分两种，一种是显示固定信息(含循环显示)，其特点是显示内容固定，结构简单，价格低廉，适合于路标等信息较少且不变化的场合。另一种是显示动态信息和图形(象)，其特点是显示内容经常改变，既可显示动态信息，也可在线地编辑修改显示内容。
本文所设计的LED显示屏控制系统，在查阅了大量相关文献的基础上，具体分析了LED显示驱动方式，给出了LED显示屏系统的具体设计方案，该方案包括硬件部分跟软件部分。其中硬件部分采用AT89C51为主控制器，一片74HC154四-十六译码器和三片74LS04六非门芯片来控制行选信号，两片级联的74HC595串入并出锁存器来控制列选信号。
软件部分采用汇编语言，节省了使用传输数据的CPU取指和译指时间，并设计了在日常生活中LED显示屏常见的上下滚动显示和平移显示以及单字替换显示。
关键词：LED 显示屏控制
Abstract
Along with the technicald evelopment,in electricity and photo elec- tricity in etc people increase continuously to the need of the infor- mation，large LED display screen conduct and actions the information carries the extensive applying in the public place in bank,in surance,station, port https://www.doczj.com/doc/bb12543148.html,e to deliver to people the information.The LED latticy display divides two kinds, one is display of stationary information(contain cyclic transformation display),displaying stationary contents, simple construction and cheap price is its characteristics，suitable for signpost etc. information less and invariable situ- ation.Another is display of dynamic information and the graphics(image), displaying the contents to usually changes is its characteristics, not only display the dynamic information, but also edit the modification display contents on line.
Based on plenty of literature related,the paper detailedly presents the control system design of LED display composed of the display screen,screen controller and also the control module of character input and display scan.
The system software adopts assemble language to realize the display function and at the same it saves the instruction reading and interpreting time of CPU when the data are transferring.
第一章绪论
1.1 LED显示屏技术概述
1.1.1 LED显示屏简介
LED(Light Emitting Diode)显示屏是通过一定的控制方式，用于显示文字、文本、图形、图像和行情等各种信息以及电视、录像信号并由LED器件阵列组成的显示屏幕。
1.1.2 LED显示屏的特点
显示屏的主要特征是控制LED点阵中各发光器件的通断，即控制每个点的开关，当该点导通时可发光，反之不发光。条形显示屏常用于显示简短明确的信息，一般采用滚动的方式来显示较多的信息。平面显示屏多用来显示比较复杂的信息，其实平面显示屏的基本原理同条形显示屏是一样的，只是大小上稍有区别。也就是说把若干个条屏按一定的顺序组合在一起，便构成了平面显示屏。
采用点阵方式组成图形或文字显得非常灵活，可以根据自己的需要进行任意的组合变化，只要设计好合适的数据文件，就能获得所需的显示效果。因而采用点阵式图文显示屏对于需要显示经常变化的信息，是非常有效的。
LED显示屏作为现代信息发布的重要媒体，在金融证券、体育、教育、交通、旅游、工业、商业、电力、电信、仓储、矿山、广告宣传和国防军事等许多领域得到了广泛的应用。LED具有亮度高、电压低、功耗小、可靠性高、响应速度快、颜色鲜艳和内容灵活等特点，能胜任各种场合实时性、多样性、动态性的信息发布任务[1]。
LED显示屏其主要原理是将要显示的图文信息首先进行数字化处理，使图文信息转换成相应的数字化视频信号，经过数字通信系统将数字视频信号传输到比D显示屏显示缓存中，由显示单元控制电路读取相应的显示信息进行显示。由于LED显示屏在进行图文显示时，其显示方式丰富多变，因此其相应的视频控制模块也十分复杂，一般分为单色显示屏和彩色显示屏两大类。
随着科学技术的发展以及制造工艺的进步，L印显示屏也在不断的进步和完善。高新技术使LED显示系统与以前相比有了更为优异的性能。当前的LED显示系统主要有以下特点[2]:
(l)在总体设计上采用较为先进的集散控制(DCS)理论困
由于集散控制理论的应用使LED显示系统软件设计实现模块化，硬件在结构上形成一个松藕合的多处理机系统，它的分散的子系统自治性强。各个微处理机都可以有自己的局部操作系统，所以系统配置十分灵活。如果要扩大或缩小系统规模，只须按需要在系统中增加新单元，或拆去某个单元，系统完整性不会受到影响。
(2)在局部设计上采用模块化设计
电路设计按功能分成不同的模块，每个模块之间只需要极少的联系，极大的提高了系统的稳定性、可靠性。调试难度、维护难度大大降低。
(3) 先进的分布式扫描技术
显示部分的扫描采用扫描控制技术，显示部分被分成不同的单元，独立进行扫描。每个单元间的信号采用信号锁存技术进行同步控制，显示的稳定性大大增强。
(4)高性能的通信接口
显示屏与控制微机之间一般可靠的通信距离大于100米，可抗高电压的静电放电击穿。采用RS一485或RS一42工业总线.
(5)可视性好
采用高性能L印晶片构成的显示屏具有高亮度、色彩鲜艳、视角大，寿命长(不少于5000小时)，稳定性高，响应速度快等特点。
(6)易于安装
采用显示单元板或显示单元箱体，可根据用户要求和应用场所要求任意组装成所需要的显示屏尺寸，并且便于安装和维护。
总之，LE D显示技术作为一种电子信息显示技术，它是建立在光学、化学、电子学、机械学、声学等科学技术的基础上的具有某种程度综合性的技术。相信随着各种科学技术的发展，LED显示系统以其优异的性能将会有更为广阔的发展前景。
1.1.3 LED显示屏的技术特点
(1) LED器件。LED显示屏的性能首先与LED器件有很大的关系。LED器件的特点为:
①工作电压低。LED器件可以用电池供电或直接与集成驱动电路
相连，驱动电路简单。
②发光响应快。LED的发光响应速度非常快，可达1ns(ns为时间单位，1
10 秒)。这有利于实现动态显示。
ns=1*9
③体积小且亮度高。目前各色LED的亮度都超过了1cd (cd为光强单位)，最小直径点阵模块己经可以达到2mm。
④寿命长且耐冲击。LED亮度半衰期达十万小时以上，有很强的耐电流冲击
能力。
LED的上述优点使之在显示屏产品中迅速应用起来。LED器件分为单点塑封管式、数码管式、模块点阵式及像素管式四种形式。其中单点塑封管为早期使用的显示器件，目前主要应用于室外屏:点阵式及数码式器件为目前流行的室内LED 显示屏显示器件，其中每种形式的显示器件按不同的制作工艺又分成具有不同等级亮度的LED器件。
(2)LED的驱动方式。LED显示驱动方式分为静态驱动和动态驱动两种方式。采用静态驱动方式时，在工作时间内，流经LED的电流保持一定数值。这种方式不管是指示灯、字符或图形显示，都能得到稳定和亮度较高的显示效果;但缺点是驱动电流太大，容易使显示元件或显示板发热降低发光效率，特别是LED显示单元较多时，要求驱动的元件多，驱动电路必须提供较大的功率，这使得电路的复杂性与成本都增高了。人眼的亮度感觉不会因光源的消失而立即消失，总有一个延迟时间。正是由于视觉的这种特性，在电路中可以采用扫描的驱动方法。人眼所能分辨的临界闪烁频率大约为24Hz，只要采用高于24Hz的刷新频率，人眼看到的图形即为连续的。由于条屏自身大小的限制，显示的内容有限，所以就要采用滚动的方法来显示较多的内容。滚动可以分为上下滚动、左右滚动等，它们的显示效果虽然不一样，但这两种方式的原理是一样的，都是定时的更新显示数据。其中左移滚动是通过把所有列的数据都向左移动来完成的，这种显示方法比较费时，多用于显示汉字少的条屏。上移滚动是定时的改变行号，这种显示方法比较省时，适合于显示汉字较多的大屏幕。
(3)LED显示屏工作方式。LED显示屏的工作方式基本上分为两种:扫描方式和锁存方式，其中，扫描方式又分为八分之一、十六分之一及三十二之一扫描方式等几种。扫描工作方式是室内显示屏普遍采用的工作方式，特点为应用的器件较少，电路结构简单，故障率低，但显示屏的亮度低。锁存工作方式是室外显示屏普遍采用的工作方式，特点为应用的器件较多，电路结构复杂，故障率高，但显示屏的亮度高。
1.1.4 LED显示屏显示方式
显示屏的颜色可以是单色、双色和多色几种，最常用的是单色显示屏。单色显示屏是有1种颜色（最常用的是红色）的8×8点阵快构成，双色显示屏和多色显示屏是由2种和2种以上颜色的8×8点阵快构成。
人眼的亮度感觉不会因光源的消失而立即消失，总有一个延迟时间。正是由于视觉的这种特性，在电路中可以采用扫描的驱动方法。人眼所能分辨的临界闪烁频率大约为24Hz，只要采用高于24Hz的刷新频率，人眼看到的图形即为连续的。由于条屏自身大小的限制，显示的内容有限，所以就要采用滚动的方法来显示较多的内容。滚动可以分为上下滚动、左右滚动等，它们的显示效果虽然不一
样，但这两种方式的原理是一样的，都是定时的更新显示数据。其中左移滚动是通过把所有列的数据都向左移动来完成的，这种显示方法比较费时，多用于显示汉字少的条屏。上移滚动是定时的改变行号，这种显示方法比较省时，适合于显示汉字较多的大屏幕
1.2 LED电子显示屏技术发展状况
发光二极管作为一种半导体显示器件是在二十世纪六十年代未才发展起来的。七十年代，随着半导体材料合成技术、单晶制造技术和P一N结形成技术的研究进展，发光二极管在发光颜色、亮度等性能得以提高并迅速进入批量化和实用化。进入八十年代后，LED 在发光波长范围和性能方面大大提高，并开始形成平板显示产品即LED显示屏。在使用LED技术设计和制造大尺寸显示屏幕这一领域，SAC0SMARTVISION公司处于世界领先地位。该公司推出的LED显示屏采用数百万个分散的红、绿、蓝LED制造而成:提供的分辨率和观察视角要远远好于任何一种投射或者层叠大尺寸显示器。该公司为纽约时代广场制造的纳斯达克全彩屏最为闻名，这台超级显示屏面积为120 英尺x90英尺，由190万只超高亮度的蓝、绿、红色LED组成，该屏不仅具有巨大的尺寸，而且具有良好的分辨率和多功能胜。
LED显示屏技术包括半导体光电技术、电子电路技术、集成电路技术、图像信息处理技术、信息传输技术、计算机网络技术以及电子产品制造和电子产品安装工程相关的技术。
国外对LED显示屏的研究起步较早，20世纪8O年代就开发出走字屏、大规模彩色LE D显示系统。目前，研究较多的集中于LED的色彩、亮度、材料及生产工艺等方面。日本的Toshiba、Sharp、美国的Cree、德国的Aixtron等公司在此方面都有深入的研究。
我国LED显示屏产业自90年代以来，在规模迅速发展的同时，产品技术也推陈出新，一直保持了在该领域内比较先进的水平。早在90年代初，国产的LED 显示屏就具备了成熟的16级灰度、256色视频控制技术和无线遥控等，代表了当时的国际先进技术水平。近几年，在全彩色LED显示屏、256级灰度视频控制技术、集群无线控制、多级群控技术等方面，均有居国内外先进技术水平的产品出现。在LED显示屏控制专用大规模集成电路方面，国内企业也有开发生产并得到了实际应用。
在LED显示屏的可靠性及工作性能评定方面，中国科学院长春物理研究所进行了较深入的研究。他们用元器件记数法对LED显示屏的可靠性进行预计；用重要度分配法对双基色LED图文显示屏的可靠性指标进行分配；利用模糊综合评价方法，从新的角度——模糊失效准则出发，对LED显示屏的工作性能进行模糊评价。
1.3 LED显示屏技术研究方向
现阶段以下几种LED显示屏技术不断提高并受到广泛关注和重视，也是当今对LED显示屏技术研究的热点[3]。
1.3.1 颜色、亮度和视角
基础半导体工业的迅猛发展，带动了发光二极管制造材料以及制作工艺的改进，使发光二极管在颜色与亮度方面都有了质的飞跃。高亮度的蓝色及纯绿色发光二极管已产业化并得到了应用。LED显示屏的亮度和视角等性能指标是高度相关的，同时又与显示屏的分辨率(点阵密度)有很大关系，很难单纯地以其中的某一项指标进行评价。一般室外显示屏要求亮度高达5000～8000cd／m ，视角大多为70?～90?。分辨率从1000～10000点／m 不等。
采用表贴的LED器件，显示屏可以获得更好的视角和亮度，目前已在高密度、全彩色室内显示屏中得到应用。但目前表贴LED器件的成本较高，未来，随着器件成本的降低，会有较大的市场潜力。为了降低全彩色LED显示屏的成本，国内有厂家推出了所谓的“伪像素全彩色”LED显示屏，也有较好的动态显示效果，取得了一定的市场。但在显示静态画面时效果较差。
1.3.2 灰度控制技术
LED显示屏在进行图文显示时，对同一基色采用级差间隔亮度来实现颜色的组合，一般可做到16级、64级、256级灰度。为使显示效果更符合人眼的视觉特性，开发了非线性级差调灰技术，即在低亮度区级差小，随着亮度的增加级差逐渐增大，形成视觉效果上的“级差一致性”。目前LED显示屏的灰度控制一般都在256级，通过采用非线性调灰技术，显示效果比较理想。也有公司称灰度控制在1024、4096级甚至更高，但实际上，受数据、图像信号源的制约，单纯追求大数量级的灰度控制，其实际使用价值值得商榷。
1.3.3 驱动电路
显示屏驱动电路的主要作用是接受来自控制系统的数字信号，将发光二极管点亮，实现信息显示。
采用通用IC设计的驱动电路，在室内外单色、双基色显示屏方面的应用比较成熟，目前仍然是主流驱动电路。近年，恒流驱动IC的发展较快，并受到重视和广泛应用。恒流驱动技术根据LED器件的发光与驱动电流高度相关的特点，大大提高了LED显示的均匀性，同时，减少了显示驱动电路的阻容元件，降低了故障点，使LED显示屏更可靠、亮丽。
国内外LED显示屏制造商纷纷投入力量，研制开发设计适合自己产品发展需要的大规模或超大规模专用LED驱动IC。国外厂商在9O年代便有使用，国内厂
家近年在全彩色显示屏的制造上也有使用。这类LED专用的IC相对复杂，功能较强，一般至少可以同时驱动8个独立的发光像素。
1.3.4 系统控制技术
显示屏的控制系统包括输入接口电路、信号控制、转换和数字化处理电路及输出接口电路等，涉及的具体技术很多，其中为业内关注并研究开发和应用的关键技术包括以下几项。
1.3.4.1 串行传输与并行传输
串行和并行传输是LED显示屏数据传输的两种主要方式。目前普遍采用串行控制技术，显示屏单元内部的不同驱动电路和各级联单元之间，每个时钟仅传送一位数据。采用这种方式的驱动IC种类较多，不同显示单元之间的联线较少，可减少显示单元的数据传输驱动元件，因而可以提高系统可靠性，使具体工程实现较为容易。
1.3.4.2 动态扫描与静态锁存
系统控制实现显示信息的刷新技术有动态扫描和静态锁存。一般室内显示屏多采用动态扫描技术，即若干行发光二极管共用一行驱动寄存器。室外显示屏基本上采用静态锁存技术，即每一个发光二极管都对应有一个驱动寄存器，无需时分工作，从而保证了每一个发光二极管的亮度占空比为100％
1.3.4.3 γ校正技术
由于LED显示屏本身不具有CRT的γ特性，因此，全彩色显示屏通常需要对输入的视频信号进行校正处理。所谓y校正就是对色度曲线的选择，不同的色度曲线对图像颜色、亮度、对比及色度有极大影响。在不同情况下，适度调整色
度曲线可以使画面达到最佳质量。γ校正一般有模拟校正和数字校正两种处理方法。
1.3.4.4 输入接口技术
目前，显示屏的信号输入接口可以满足全数字化信号、模拟信号、数字化信号和模拟信号二者兼容的输入以及高清晰度电视信号输入等多种输入方式。
全数字化信号输入方式接受外部全数字化输入信号，在使用多媒体卡的显示屏系统中，控制系统的输入接口即为全数字化信号输入方式。
模拟信号输入方式只能接受外部模拟输入信号，显示屏需增加模／数转换电路，将视频信号或来自计算机显卡的模拟信号转换为全数字信号后进行处理。在显示视频图像时效果很好，但显示计算机信息时，可能出现局部拖尾。
数字化信号和模拟信号二者兼容的输入方式是两种输入方式优势的有机结合，能接受模拟输入信号以及全数字化输入信号，在显示视频图像和计算机信息
时均能达到理想的显示效果。
1.3.4.5 自动检测、远程控制技术
LED显示屏的构成复杂，特别是室外显示屏，供电、环境亮度、环境温度条件等都直接影响显示屏的正常运行。在LED显示屏的控制系统中，可根据需要对温度、亮度、电源等进行自动检测控制，也可根据需要，远程实现对显示屏的亮度、色度调节、图像水平和垂直位置的调节以及工作方式的转换等[4]。
1.4 本设计的主要工作
论文在查阅了大量有关文献的基础上，详细的分析了LED的驱动方式，给出了LED显示屏控制系统具体的设计方案。整个系统分为硬件部分和软件部分。1.4.1 硬件部分
LED显示屏接口电路设计硬件部分是采用8051单片机作为显示屏的控制核心进行了数据写入、动态扫描、驱动显示等外围电路的设计，实现了显示信息在单片机的系统中的快速读取。显示电路的LED显示屏由1块16*16LED点阵模块构成，采用逐行动态扫描的方式工作，LED显示的行、列驱动分别74LS154和74HC595控制实现。
1.4.2 软件部分
软件部分其软件设计采用了汇编语言，底层基本驱动及功能由汇编语言实现，节省了使用传输数据的CPU取指和译指时间。
第二章 LED显示屏的结构
2.1 LED显示屏的基本组成
典型的LED显示系统可以分成屏体和控制器两大部分,控制电路可以是嵌入于LED显示屏的单片机系统、独立的微机系统、微机／单片机主从控制系统、红外遥控系统、传呼接收与控制系统等等。其任务是存储（或生成）显示数据，安排控制信号的定时与顺序、与上位机进行通讯等。
屏体的主要部分是显示点阵和行列驱动电路。显示点阵现多用8×8单色或双色显示单元拼接而成，一个汉字由16×16的点阵组成。
2.2 LED显示屏的工作原理
LED显示屏由多个发光二极管排列而构成。采用逐行(或逐列)动态扫描的工作方式，行扫描电路主要由译码器构成，用于循环选通LED阵列行。列驱动电路多为三极管阵列，给LED提供大电流。移位寄存器／锁存器由串人并出寄存器和锁存器(或带锁存功能的移位寄存器)构成。待显示数据就绪后，控制系统首先将第一行数据打人移位寄存器并锁存，然后由行扫描电路选通LED阵列的第一行，持续一定时间后，再用同样方法显示后续行，直至完成一帧显示，如此循环往复。在高速动态显示时，LED的发光亮度与扫描周期内的发光时间成正比，所以，通过调制LED的发光时间与扫描周期的比值(即占空比)可以实现灰度显示，不同基色LED灰度组合后便调配出多种色彩。
2.2.1 LED器件发光原理
半导体发光器件包括半导体发光二极管(简称LED)、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏(简称矩阵管)等。事实上，数码管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管。
发光二极管是由III-IV族化合物，如GaAs(砷化镓)、GaP(磷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等半导体制成的，其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光，如图2-1所示。
图2-1 LED显示原理
假设发光是在P区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心(这个中心介于导带、介带中间附近)捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在PN结面数um以内产生。
理论和实践证明，光的峰值波长入与发光区域的半导体材料禁带宽度Eg有关，即
λ= 1240/Eg(mm)
式中Eg的单位为电子伏特(eV)。若能产生可见光(波长在380nm紫光～780nm 红光)，半导体材料的Eg应在3.26～1.63eV之间。比红光波长长的光为红外光。现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管，但其中蓝光二极管成本、价格很高，使用不普遍。
2.2.2 LED器件的驱动方式
从LED器件的发光机理可以知道，当向LED器件施加正向电压时流过器件的正向电流使其发光。因此LED的驱动就是要使它的PN结处于正偏置，同时为了控制它的发光强度，还要解决正向电流的调节问题。具体的驱动方式有直流驱动、恒流驱动、脉冲驱动和扫描驱动等，本论文LED器件的驱动方式为扫描驱动方式[5]。
(1)直流驱动方式
直流驱动是最简单的驱动方法，由电阻R与发光二极管LED串联以后连接到电V上。如图2-2所示:
源
CC
DC
图2-2 LED的直流驱动
连接时只要使LED的阴极接电源负极，阳极接电源正极，保证LED处于正偏置，发
V、光二极管与电阻的位置是可以互换的。直流驱动时，LED的工作点由电源电压
cc
串联电阻R和LED器件的伏特性共同决定。
直流驱动方式适合于LED器件比较少、发光强度恒定的情况，例如目前有的公交车上用于固定显示“K89”字样的显示器上，就可以用这种驱动方式。一方面它显示的字数很少，另一方面它的显示内容固定不变。因此只要在需要显示字样的笔画上排列LED发光灯就可以了。采用直流驱动可以简化电路，降低成本。
(2)恒流驱动方式
由于LED器件的正向特性比较陡，加上器件的分散性，使得在同样电影电压和同样的限流电阻的情况下，各器件的正向电流并不相同，引起发光强度的差异。如果能够对LED正向电流直接进行驱动，只要恒流值相同，发光强度就比较接近(同样存在着法光强度与正向电流之间各个器件的分散性，但是这种分散性没有伏安特性那么陡，所以影响也就小得多)。晶体管输出特性具有恒流性质。所以用晶体管驱动LED。
图2-3 LED灯恒流驱动
(3)扫描驱动方式
扫描型驱动是指显示屏中的n行发光二节管共用一组驱动寄存器，通过行驱
动管的分时工作，使得每行LED的点亮时间占总时间的1/n，只要扫描频率大于一定值，利用人眼的视觉惰性，人们就可以看到一幅完整的画面了。此驱动的优点是，节省了元器件及成本，但却牺牲LED的亮度。本课题采用的是扫描型驱动。
LED发光管一般排成阵列结构，如图2-4所示，习惯上把横向称为行，纵向称为列。
图2-4 LED扫描驱动电路
采用扫描方式进行显示时，每行有一个行驱动器，各行的同名列共用一个列驱动器。由译码器给出的行选通信号，从第一行开始，按顺序以此对各行进行扫描（把该行与电源的一端接通）。另一方面，根据割裂锁存的数据，确定相应的列驱动器是否将该列与电源的另一端接通。接通的列，就在该行该列点燃相应的LED；未接通的列所对应的LED熄灭。当一行的扫描持续时间结束后，下一行又以同样的方法进行显示。全部各行都扫过一遍之后（一个扫描周期），又从第一行开始进行下一个周期的扫描。只要一个扫描周期的时间比人眼1/25秒的暂留时间短，就不容易感觉出闪烁现象[6]。
2.2.3 LED点阵单元
LED显示屏以发光二极管为像素，由LED点阵显示单元拼接而成。最常见的LED 点阵显示单元有5x7,7x9,8x8结构，前两种主要用于显示各种西文字符，后一种常用于显示各种汉字字符，8*8LED点阵的外观及等效电路图如图2-5所示。
图2-5 8*8LED点阵显示单元
2.3 LED显示屏的显示方式
2.3.1 从显示的实时性分
从显示的实时性分为同步显示及异步显示两种:
①同步显示
同步显示方式是指LED显示屏能同步显示计算机C盯上的信息，可将LED显示屏当作一个计算机的外接大显示器。
②异步显示
异步显示方式常用于由单片机控制的显示系统中。在信息显示的实时性要求不高的情况下，单片机通过串口按一定的通讯协议接受来自计算机串口的信号，通过处理后，以一定的规律经数据送至显示屏显示。这类显示屏的功能比较单一，只适用于简单的文字及图形显示。
2.3.2 从显示的效果分
从显示的效果可分为无灰度级显示及多灰度级显示两类:
①无灰度级显示是指LED显示屏的每象素点都只有亮与不良两种状态，且全屏点亮的刷新时间一样长。
②多灰度级显示是指LED显示屏的每象素点的亮度是可控的,如16级灰度就
是指每点的亮度从暗到亮可分成16级。无灰度级显示屏能显示文字和简单的图形,而多灰度级的显示屏就能显示丰富多彩的画面
对于以动态扫描方式工作的显示系统，扫描时间的确定较为重要，根据人眼的视觉暂留时，若每秒显示二十四帧以上，便可得到稳定的显示，取每秒二十五帧，即完成对全屏的一次扫描时间为40ms，那么，只要每次完成对全屏的扫描时间不超过该值，将会得到较为稳定的显示。从理论上讲，显示屏的大小是任意的，但从上面的分析可知，显示屏做得越大，即屏幕的点阵规模越大，往显示屏上所送的数据就越多，数据传输与控制的时间也会增加，即完成一屏扫描的时间也将越长，然而，40ms的时间却是固定的，多于40ms会有闪烁感。在设计显示屏的大小时，该因素是必需考虑的。基于动态扫描方式的显示屏设计电路比较简单，使用
元件较少，成本较低，但由于是分时工作，使得每行LED的点亮时间减少，是LED 的亮度有所下降。这种驱动方式一般用于室内LED显示屏。
2.4 常见显示驱动电路及控制方式
2.4.1 常见显示驱动方式
方案一：串行控制驱动，这种方式的好处是单元内的线路连接简单，给印刷电路板的设计带来方便，减少了布线的密度，方便以后的制作与调试，而且相对提高了每个单元的可靠性。
方案二：并行控制驱动，将显示数据通过并行(一般为8位)方式送入驱动电路，这样的好处是：相对于串行控制而言，数据的刷新速度快，在处理同等数量的数据时，对处理速度要求可以大大降低，从而提高了系统的稳定性，但也正因为“并行”使单元内的数据线路的连接更加复杂，布线后的排错难度大大增加。
方案三：采用专用集成电路（ASIC）直接驱动，由于这种专用集成电路是集行控制、列控制和外围驱动于一体，使系统的稳定性更为可靠，特别适合户外的大型或者超大型显示屏。因为这种类型的显示屏对图像显示要求高，不仅要保证图像的一致性，而且要保证图像的稳定、高亮。
本次设计的显示屏仅为16行*16列，更适合采用串行控制这种方式，这样做既省去了并行控制驱动在制版过程中十分复杂的布线，又因为没有采用专用集成电路在一定程度上降低了整个系统的成本。
2.4.2 按控制方式分
(1)集中式:
集中式制系统使之LED显示屏仅受一个控制系统指挥，各个显示单元具有共同的数据信号，外同步信号和特别控制时基信号。采用这种方式，需要处理的整屏信息量大，工作时时钟频率高，控制系统的设计较复杂，但易于管理，系统可靠性高，成本低。
(2)分散式：
分散式控制系统式指显示屏的每一个单元都有自己的控制系统，各显示单元仅有共同的数据信号和外同步信号，而没有共同的特别控制时基信号，采用这种方式，仅需处理一个单元的信息量，其信息量和工作时钟频率都比较低，控制系统的设计也很简单，控制电缆数据少，控制距离可较大，同时在单元的生产过程中基本上完成了整屏的调试。其结构形式大多为半移动式结构，但采用这种方式时，元器件的成本较高[7]。