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LED电子显示屏系统设计方案1. 简介本文档旨在介绍LED电子显示屏系统的设计方案。
LED电子显示屏系统是一种广泛应用于室内和室外场所的信息展示设备，常见于商业广告、体育场馆、交通指示等场景中。
本设计方案将涵盖硬件设计、软件开发和系统集成等方面。
2. 系统概述LED电子显示屏系统由以下几个主要组件组成：•LED显示屏：采用高亮度的LED模块作为显示单元，能够实现高清晰度的图像和文字展示。
•控制器：负责接收和解析输入信号，并将数据传输给显示屏进行显示控制。
•传输介质：用于将控制器和显示屏之间的数据信号进行传输，常见的传输介质包括网络、串口、无线通信等。
•软件系统：包括显示内容的编辑和管理软件，以及控制器的固件程序。
3. 硬件设计LED电子显示屏的硬件设计主要包括LED模块的选型和安装、控制器的选择和连接方式等。
3.1 LED模块选型和安装LED模块是显示屏的核心组件，其选型需要考虑以下因素：•像素密度：根据需要展示的内容和观众的距离来确定像素密度需求。
•显示效果：LED模块的亮度、色彩还原度和观看角度等参数对显示效果有影响。
•耐用性：需要选择具有较长寿命和稳定性能的LED模块，并保证其适应各种环境条件。
LED模块的安装需要考虑模块间的间距、模块与控制器之间的连接方式以及散热等问题。
3.2 控制器选择和连接控制器是对LED模块进行数据传输和控制的核心设备，其选择需要考虑以下因素：•接口类型：根据传输介质的选择，确定控制器的接口类型，常见的接口类型有网口、RS232、WiFi等。
•控制方式：控制器应支持多种常见的显示控制方式，如静态显示、滚动显示等。
•稳定性和可靠性：控制器的稳定性和可靠性对整个系统的正常运行至关重要。
控制器需要与LED模块之间进行连接，可以通过标准接口进行有线连接，也可以通过无线方式进行连接。
4. 软件开发软件开发是LED电子显示屏系统的关键环节，主要包括显示内容的编辑和管理软件的开发，以及控制器的固件程序开发。
LED显示屏及信息发布系统技术方案一、主要的系统特点硬件特点：（一台服务器可控制5000块LED屏。
如超过5000块屏，增加服务器即可。
）1、YC-LC508高清同异步双模发送卡具有同步异步任意切换的功能。
同步播放时可以接入视频处理器及电脑等设备。
切换为异步时会自动播放硬盘或SD卡内的媒体文件。
可通过定时切换、实时切换、硬件按钮切换。
2、YC-LC508高清同异步双模发送卡与YC-LC106/107接收卡级联，最大带载1920*1080分辨率（200万像素）。
3、YC-LC508高清同异步双模发送卡可与3G、4G、wifi、ADSL、光纤等网络连接，实现互联网远程集中控制。
4、YC-LC508高清同异步双模发送卡具有美国进口的高端全高清硬解码处理芯片，支持高清视频源硬解码播放，支持立体声音频输出。
5、YC-LC508高清同异步双模发送卡具有超大存储扩展功能。
内置1G韩国三星存储芯片。
也可以扩展SD卡、U盘和硬盘。
SD卡与U盘最大支持32G。
硬盘最大支持1T（1000G）。
6、YC-LC508高清同异步双模发送卡具有PWM高刷新技术。
可以将LED显示屏刷新率提高4到8倍。
系统特性：1、工业级系统稳定性：YC-LC508高清同异步双模发送卡与接收卡级联控制LED大屏幕。
完全取代工控机。
不仅成本低，而且稳定性远远高于工控机和电脑。
杜绝死机、重启、高温等不稳定现象。
2、系统安全性：YC-LC508高清同异步双模发送卡全部采用linux操作系统，IP全部采用自动获取。
完全提高系统安全性，防止黑客侵入。
控制软件具有播放文件的管理员审核、及管理员级别权限。
有效防止播放不安全的内容。
3、系统终端的辨别性：YC-LC508高清同异步双模发送卡具有硬件mac地址。
服务器与所有LED显示屏进行控制时都会通过硬件mac地址识别和寻找每一块LED屏。
播放终端的辨别性既方便可靠，又安全稳定。
4、广告计费功能：亿彩天虹自主研发的NMIDS信息发布系统可以轻松管理及控制所有联网的LED显示屏。
第一章LED 控制系统硬件部分第一节概述1.1.1 同步系统快速使用流程图解◆外置式同步控制系统连接示意图：◆进入控制软件：◆设置LED 控制设备对话框具体描述：◆发送卡设置部分【屏体显示】调整屏体的亮度，范围1-256。
【图像输出区域】调整显示器模式，根据显示器的分辨率选择。
指定显示器上的内容的区域要在LED 大屏上显示。
【屏体旋转】显示器上的显示内容在LED 大屏上旋转，旋转角度分别为0℃，90℃，180℃，270℃。
【定时指令】指定时间进行相应的操作。
◆接收卡设置部分在进入接收卡的设置之前，先了解接收设置界面上的各项内容是非常必要的，能让用户更好的了解控制系统，从而使操作更简单，快捷。
【屏幕选项】设置单块接收卡的基本参数。
【LED驱动芯片】接收卡所带LED 屏体驱动芯片型号。
主要支持的驱动芯片型号为：MBI5026/TB62726, MBI5027, MBI5030, MBI5039, 74HC595, LPD6803,DM413, MBI5042, MBI5020 【帧同步模式】可以使电脑与LED 显示屏有相同的刷新率。
【上屏时钟】驱动屏体驱动芯片的CLK，范围4-255，即时钟频率范围是490KHZ-31.25MHZ【占空比】是指移位时钟的占空比，改变此数据，可以使扫描移位时钟能上更高时钟。
一般设为50%。
【灰度等级】一般来说，双色显示屏选256级即可，全彩户内选4096级，户外选16384级。
当然也可以根据显示屏的要求提高灰度，灰度越高图片层次越好。
级数分别为4，8，16，32，64，128，256，512，1024，2048，4096，8192，16384，32768，65536。
【灰度效果】与灰度等级改变屏体显示图片动画的层次感。
效果分别为最佳灰度，灰度佳，灰度较佳，中等灰度，灰度较好，灰度一般，基本灰度。
灰度等级越高灰度效果越好，则刷新率越低，单元接收卡所带的屏尺寸越小。
【刷新率】 LED显示屏更新图片的速率，刷新频率越高，频率图像越稳定，如果要用照相机拍摄画面时无波纹无闪烁，刷新率应设置在600hz 以上。
LED显示屏异步控制卡串口协议（名称SCV01）
通讯的发送包及接收包类型说明
LED显示屏异步控制卡(简称控制卡)和电脑串口相互连接时，电脑端为通讯的主方，控制卡为通讯的从方。
通讯总是由主方端发起，即控制卡不会主动发送数据（日志信息除外）。
包的指令格式如下：
第1个字节为同步头，固定为0x97
第2个字节为地址选择，对于485通讯的为实际的地址，对于其它通讯的为0x68。
第3个字节为长度，指示整包除同步，地址及校验码外的长度，为第三个字节到n-1个字节的长度。
第4个为发送的命令类型
第n个为校验码，为从第1个到第n-1个字节相加之和。
n最大为64.
通讯从方必须在100ms内做出回应。
如果从方忙可回应忙指令。
#define ACK 0x01
#define NAK 0xff
注意:1) 校验错误则直接丢弃
2) 双字节的高字节在前
注意：如果打开了日志功能，系统会返回以’?’开头的文本日志信息，用户软件需要过滤日志和控制命令。
单击此处在此操作之前，请确保电脑和LED屏之间的连接线正解，现在提供的控制板有三种通信方式：网线通信、COM口通信、U盘通信，现在我们以标准的网线通信方式进行操作指导（网线水晶头接线方式为485B）。
输入密码：8881：软件默认是一块显示屏，看现场情况而定。
我们这里以两块做说明，先选显示屏1，屏2从上面添加方式生4：根据自己定制的屏的大小来定。
目前我们定的是11块*11块和9块*9块的单元板屏，而单元板的规格是320*160mm 的大小，厂家提供的点数是32点*16点，所以我们在这里就可以填上：（屏1）横向是11*32=352，纵向是11*16=176.6：点击此处（前提是电脑已经和屏上的控制板已经连接好了）2：根据采购的型号，在得到供货商确定之后填上去，“通讯方式”这在下拉选项里我们在这里选“网络通信”，下面的“串口设置”里就不用设置了5：选“反向”3：软件默认是“192.168.1.236”我们这里为了区分控制1屏和2屏，所以将1屏设置成“192.168.1.235”.1：点击此处一下之后就出现“2-显示屏”，这个时候再选定下面的“2-显示屏”，就可以对后面的一些参数进行修改了，修改方法和“1屏”是一样的。
2：选定“2-显示屏”1：此选项很重要，如果不进行扫描设置的话，屏只会出现花屏的，无法显示出正常的字幕，2：根据采购的屏样式选择扫描方式，我们在这里用的是“室外P10双色”，所以在下拉选项中选该项。
3：在这14项的扫描方式中，根据选购的屏选不同的方式，我们现在选“2.4……”，如果选其它的话就出现乱码或花屏。
4：屏灯闪烁频率选项，也是根据屏的规格选择相应的频率，我们这里选“4.0M”。
5：完成以上操之后点击此处2屏的设置同1屏是一样一样的。
1：2：因为我们现在是对两块屏同时进行控制，所以在这里选第二项，如果只有一块屏的话就选第一项。
8。
LED大屏幕操作说明
一、准备工作：
1.确保LED大屏幕的供电正常，插头是否插好。
2.检查视频源设备，如电脑、摄像机等是否连接正常。
3.打开LED大屏幕的控制台，通常是一个控制盒或者控制器。
二、连接视频源：
1.将视频源设备的输出端口（如HDMI、VGA等）连接到LED大屏幕的
输入端口。
2.确保连接稳固，插头插入相应的插座。
三、打开LED大屏幕：
1.按下LED大屏幕控制台上的电源开关，通常是一个按钮或开关。
2.确保LED大屏幕的电源指示灯亮起，表示设备已经打开。
四、设置显示模式：
1.进入LED大屏幕的设置菜单，通常通过控制台上的菜单键或者遥控
器来实现。
2.根据需要选择不同的显示模式，如全屏、分屏、滚动等。
3.通过控制菜单中的设置选项，调整亮度、对比度、色彩等显示参数。
五、播放内容：
1.打开视频源设备，如电脑上的媒体播放器、摄像机上的录像功能等。
2.根据具体情况选择需要播放的内容，如图片、视频、PPT演示等。
3.开始播放内容，LED大屏幕会自动显示相应的画面。
六、操作注意事项：
1.LED大屏幕具有一定的亮度，尽量避免直接面对屏幕观看，以免对
眼睛造成损害。
2.在长时间使用LED大屏幕时，应注意设备散热，避免过热引起故障。
3.定期检查和清洁LED大屏幕，保持设备的正常运行。
4.遵守LED大屏幕的使用规定和安全操作指南，确保设备的安全使用。
LED文字屏信息发送系统使用说明一、概述系统用于对LED文字屏信息的发送控制，用计算机将文本文件或图形文件进行处理，并发送到LED文字屏中，让其显示。
二、环境硬件需要有一个空（没的任何设备使用）的串口，软件要在32位Windows（如Windows 98、Windows 2000）系统下使用。
三、安装和卸载将软盘中的程序目录复制到本地磁盘，卸载时将这个目录删除。
四、软件使用1、界面双击“thgf.exe”，出现下面的界面2、功能简介“发送\文字屏排版”在内容编辑栏内输入要发送的内容，也可将现有的文件载入到其中进行编辑。
编辑完成后，请先按“存盘”将编辑栏内的内容保存到一个文本文件中，如下：在“文件名”内输入要保存的文件名，如：send.txt。
点击“保存”。
保存完后，“发送”按钮将变成可操作状态，单击“发送”，则可将输入的内容发送到条屏上。
现对窗口中的其它参数进行说明：时间状态：选中显示时间广告类型：要发送的内容作为什么样的广告发送，点击向下箭头，你将会发现有4种广告类型，其中：常驻广告：将广告内容写入Flash中，可常久保存在LED文字屏中。
暂住广告：在不断电的情况下，其内容可保存在LED文字屏中。
引入方式：要发送的广告是以什么样的方式出现。
有多种方式提供选取。
引出方式：要发送的广告是以什么样的方式消失。
有多种方式提供选取。
停留时间：要发送的广告在LED文字屏上显示多长时间，指每一幕。
如果为滚动方式为滚动速度。
屏号：系统可以控制多个屏，第个屏都有一个编号。
它后面有四个参数：地址：指屏号对应LED文字屏的物理地址。
列数：指屏号对应LED文字屏有多少列。
颜色：指屏号对应LED文字屏是多少色。
这四个参数都不可编辑，要在配置中将其配置好。
另：在文件编辑时可在其中加入几个参数用于改变字体的颜色和大小。
参数说明&r 默认值，小红字体&R 大红字体&g 小绿字体&G 大绿字体&y 小黄字体&Y 大黄字体&h 小花字体&H 大花字体“发送\BMP文件发送”在“发送“下有一个”BMP文件发送“，打开它：在此用户可以发送所要显示的BMP文件（只能是单色或16色）。
LED显示屏异步控制系统使用说明控制卡电源输入(+5V GND)一般情况下，电源在负载增加时，输出电压降低，负载减少时，输出电压升高，为达到稳定的输出电压，电源内部有反馈回路跟踪输出电压以调整其实际输出。
好的电源，反应快，调整时间很短，差的电源则调整时间长。
若一个电源同时接了显示板和控制卡，那么在显示板突亮和突灭的情况下，电源输出的电压将产生很大的突变，尤其在变低的情况下，若调整时间长，可能导致控制卡局部工作失常。
因此，请尽量单独用一个电源给控制卡供电，或者，使用反馈调整快的高质量电源。
若供给控制卡的电源基本正常，电源接线座右边电源指示灯(PWR)会点亮。
若电源电压超过5.5V左右，则电源指示灯PWR 熄灭，过压指示灯OVR会点亮，提示用户检查电源电压。
串行通讯口COM1:RS232控制卡的出厂的设置为：地址码0，COM1,38400速率。
COM1是主串口，仅能工作于RS232模式。
当有数据收发时，对应COM1的通讯指示灯会闪亮。
标有‘T'的指示灯闪亮表示有数据从控制卡向外发出，标有‘R'的指示灯闪亮表示计算机或其它装置有数据发送给控制卡。
COM1可工作在2400,4800,9600,19200,38400,57600或115200七种速率。
设置方法请参看通讯设置一章。
RS232三线串口线序PIN2: 数据接收PIN3：数据发送PIN5: 地线；串行通讯口COM2:RS232/RS422/RS485(SCL2008C)COM2可通过短路跳线选择RS232或RS422/RS485工作模式，有一个单排三针的模式选择跳线。
若该跳线短路在232一侧，则COM2工作在RS232模式，接口的PIN2,PIN3和PIN5有效，定义与COM1一致；若跳线短路在422一侧，则COM2工作在全双工的RS422模式，信号为PIN5: GNDPIN6: T-PIN7: T+PIN8: R+，PIN9: R-若将PIN6与PIN9短路，PIN7与PIN8短路，则COM2工作在半双工的RS485模式。
LED大屏幕控制系统发送板串口接收和E2PROM存储方案设计
研发部刘邦2013年11月14日一、串口简介
典型地，串口用于ASCII码字符的传输。
通信使用3根线完成：（1）地线，（2）发送，（3）接收。
由于串口通信是异步的，端口能够在一根线上发送数据的同时在另一根线上接收数据。
其他线用于握手，但是不是必须的。
串口通信最重要的参数是比特率、数据位、停止位和奇偶校验。
对于两个进行通信的端口，这些参数必须匹配：
a，比特率：这是一个衡量通信速度的参数。
它表示每秒钟传送的bit的个数。
例如300波特表示每秒钟发送300个bit。
当我们提到时钟周期时，就是指比特率，例如如果协议需要4800波特率，那么时钟是4800Hz。
这意味着串口通信在数据线上的采样率为4800Hz。
通常电话线的比特率为14400，28800和36600。
比特率可以远远大于这些值，但是波特率和距离成反比。
高比特率常常用于放置的很近的仪器间的通信，典型的例子就是GPIB设备的通信。
b，数据位：这是衡量通信中实际数据位的参数。
当计算机发送一个信息包，实际的数据不会是8位的，标准的值是5、7和8位。
如何设置取决于你想传送的信息。
比如，标准的ASCII码是0～127（7位）。
扩展的ASCII码是0～255（8位）。
如果数据使用简单的文本（标准ASCII码），那么每个数据包使用7位数据。
每个包是指一个字节，包括开始/停止位，数据位和奇偶校验位。
由于实际数据位取决于通信协议的选取，术语“包”指任何通信的情况。
c，停止位：用于表示单个包的最后一位。
典型的值为1，1.5和2位。
由于数据是在传输线上定时的，并且每一个设备有其自己的时钟，很可能在通信中两台设备间出现了小小的不同步。
因此停止位不仅仅是表示传输的结束，并且提供计算机校正时钟同步的机会。
适用于停止位的位数越多，不同时钟同步的容忍程度越大，但是数据传输率同时也越慢。
d，奇偶校验位：在串口通信中一种简单的检错方式。
有四种检错方式：偶、奇、高和低。
当然没有校验位也是可以的。
对于偶和奇校验的情况，串口会设置校验位（数据位后面的一位），用一个值确保传输的数据有偶个或者奇个逻辑高位。
例如，如果数据是011，那么对于偶校验，校验位为0，保证逻辑高的位数是偶数个。
如果是奇校验，校验位为1，这样就有3个逻辑高位。
高位和低位不真正的检查数据，简单置位逻辑高或者逻辑低校验。
这样使得接收设备能够知道一个位的状态，有机会判断是否有噪声干扰了通信或者是否传输和接收数据是否不同步。
二、串口工作原理
2.1 串口的数据帧格式
图1 串口数据帧格式
图1为串口数据帧格式，串口模块可分为串口接收模块和串口发送模块，两个互相不影响，独立工作。
由此我们可以把串口模块分为RX_module和TX_module两个模块。
TX_module 的功能是对一字节数据，包装后以一帧的格式发送出去。
至于要不要加入“校验位”，设置不同“数据位位宽”，或者设置不同的“停留位位宽”，视目的而定。
普通的应用下有1个起始位，8个数据位，1个校验位和1个停止位。
如果没有什么特别的要求，校验位可以随便填。
在发送卡给接收卡发送的数据中有三种类型的数据包，分别是控制 LED 屏体参数的控制参数数据包、远程更新 FPGA 程序的远程配置数据包、LED 屏体显示用的视频流数据包。
其中控制 LED 屏体参数的控制参数数据包与远程更新 FPGA 程序的远程配置数据包是通过串口传输的，以下依次对两种数据类型来进行讨论。
①控制参数数据包
控制参数数据包的主要作用是屏体上电初期，通知接收卡确定板卡编号，然后按照各板卡的编号用户设置的相关屏体信息发送给接收卡。
控制参数数据包的格式如图 2 所示。
图 2 控制参数数据包帧格式
控制参数数据包帧头：控制参数数据包同步信息，8 字节长度，起到识别作用，通知接收卡此帧数据为控制参数的相关信息。
帧头数据应该与视频流数据分开。
一般来说，视频数据都有较强的相关性，因此，控制参数数据包帧头的信息应选用相关度较小的数据。
本系统中选用的数据是：
FF 00 FF 00 55 AA 55 AA
为 16 进制数据格式。
控制命令：用于指示该帧控制参数数据的具体作用，1 字节长度。
0：指示该帧信息为分配接收板卡的编号。
1：指示该帧信息为接收板卡的相关参数。
2：指示该帧信息为γ参数、亮度信息等 LED 屏体参数控制表。
数据长度：用于指示后面数据内容的长度，2 字节。
校验和：校验作用，除帧头之外前面所有数据累加和的反码。
即除帧头之外，其它段的内容所有数据字节相加的和应为 0。
1）分配接收板卡编号的控制参数帧格式
该帧的工作就是通知接收板卡确定自己的编号，具体数据帧格式如图 3所示。
图 3 分配接收板卡编号的数据帧格式
其具体工作过程是：当发送卡发出该帧数据时，“数据内容”段的数据为 0，即第一块接收卡的板卡编号，当第一块接收板卡收到该帧后，读出“数据内容”（该值是 0）确定自己的板卡编号，并将此数据加 1，传递给第二块接收板卡。
第二块接收板卡收到该帧后，读出“数据内容”（该值是 1）确定自己的板卡编号，并又将该区的内容加 1，传递给下一接收板卡，如此反复。
由于接收板卡采用的是级联的方式，所以每个接收板卡在取的自己的板卡编号后将该编号加 1 传递给下一板卡，这样每个接收板卡就得到了自己唯一的板卡编号。
2）接收板卡的相关控制参数的帧格式
该帧的工作是让每块接收板卡知道自己的相关控制信息，具体帧格式如图 4
所示。
图 4 接收板卡相关控制参数的帧格式
3）控制 r 参数等 LED 屏体参数的帧格式该帧的工作是修改接收板卡上的 r 参数矫正表、亮度、对比度、色温等参数。
具体帧格式如图 5 所示。
图 5 修改参数包的帧格式
②远程配置数据包
该数据帧的功能是让接收板卡上的 FPGA 更新自己的程序，实现远程升级，以适应不同的 LED 屏体。
由于 LED 屏幕厂商众多，各家厂商生产的屏体的走线方式和扫描方式各不相同，没有一个统一的标准，有些是走线方式是四横四折、有些是八横八折；扫描方式又有 1/16、1/8、1/4、1/2、1/1（静态屏）。
要用一块扫描板卡兼容所有类型的 LED 屏体是不太可能的，因此为了提高系统的兼容性，让扫描板卡兼容市场上大多数的 LED 屏体，提出了 FPGA 远程更新程序的方法。
具体做法是：PC 机上的控制软件根据用户设置的屏体信息来决定是否更新接收板卡上FPGA 的程序，如需更新，则选择相应的程序数据通过串口发送到发送卡上，然后发送卡在把这些数据包发送给接收卡，指导接收卡完成更新。
这些程序是事先根据不同的 LED 屏体编写好并按照一定的格式要求存储在 PC 上的。
图 6 为远程配置数据包的帧格式。
图 6 远程配置数据包的帧格式
远程配置数据包帧头：远程配置数据包帧同步信息，8 字节长度，起到识别作用，通知接收卡此帧数据为远程配置数据的相关信息。
该帧头数据应该与视频流数据分开，选用相关度较小的数据。
本系统中选用的数据是：
FF 00 FF 00 EE 11 EE 11
为 16 进制数据格式。
数据包编号：远程配置数据包的帧编号，1 字节长度，第一帧该字节应该为 0，以后的帧该字节的数据依次累加。
接收板卡可以根据该字节来判断自己是否有漏收帧的情况，起到安全作用。
尾帧指示：指示本帧数据是否为远程配置数据的最后一帧，1 字节长度，“0”代表不是最后一帧，“FF”代表是最后一帧数据。
接收板卡通过该字节来判断自己是否收完所有的配置数据。
数据长度：用于指示后面数据内容的长度，2 字节长度。
除了尾帧外，该数据的内容为 1024，尾帧时，该位的数据应该小于或等于 1024。
数据内容：远程配置数据。
校验和：校验作用，除帧头之外前面所有数据累加和的反码。
即除帧头之外，其它段的内容所有数据字节相加的和应为 0。
