LED显示屏驱动设计原理及发展趋势
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基于STM32的全彩LED显示屏系统的设计引言:全彩LED显示屏系统基于STM32是一种新型的显示技术,它能够呈现丰富多彩的图像和动画效果,具有较高的分辨率和刷新率,被广泛应用于户外广告、体育场馆、舞台演出等领域。
本文将介绍基于STM32的全彩LED显示屏系统的设计原理和实现方法,包括硬件设计和软件开发两个方面。
一、硬件设计1.硬件平台选择选用STM32系列单片机作为硬件平台,它具有较高的运算能力和丰富的外设接口,能够满足全彩LED显示屏系统的要求。
同时,根据具体的需求还可以选择适当的型号和封装。
2.LED显示屏的选型根据实际应用场景的需求,选择合适的LED显示屏。
关注显示屏的分辨率、亮度、可视角度、防水性能等指标,并确保与STM32单片机的接口兼容。
3.电源设计为了保证系统的稳定运行,需要设计合适的电源电路。
可以选择直流稳压电源芯片或者使用外部稳压电源模块,以提供所需的电源电压和电流。
4.通信接口设计在全彩LED显示屏系统中,通常采用串行通信接口来控制显示屏的显示内容。
根据具体的通信协议选择合适的串行通信接口,如SPI、I2C或UART,并设计相应的接口电路。
5.控制芯片选择及驱动设计LED显示屏通常包含一个或多个控制芯片,用于控制LED的亮度和颜色。
根据显示屏的类型和规格选择合适的控制芯片,并编写相应的驱动程序。
二、软件开发1.系统初始化在STM32单片机上搭建全彩LED显示屏系统的软件平台,需要进行系统初始化设置。
包括时钟配置、外设初始化、中断配置等。
通过配置寄存器和调用相应的函数,使得系统能够正常工作。
2.数据传输和显示控制通过串行通信接口将待显示的数据传输到LED显示屏上,并控制LED 的亮度和颜色。
编写相应的程序,实现数据的传输和显示控制功能。
3.图像和动画显示为了实现丰富多彩的图像和动画效果,需要编写相应的图像和动画处理程序。
例如,实现图像的解码和显示、动画的播放和切换等功能。
4.驱动调试和优化在软件开发过程中,需要对驱动程序进行调试和优化。
LED显示屏设计毕业论文标题:LED显示屏设计及其应用研究摘要:本文通过对LED显示屏的设计原理、结构及其应用进行研究,探讨了LED显示屏在户外广告、舞台演出、体育赛事等领域的广泛应用。
首先,介绍了LED显示屏的基本结构和工作原理,着重讲解了常见的点阵LED显示屏和全彩LED显示屏;其次,分析了LED显示屏的设计要点包括像素点密度、亮度、色彩饱和度等方面,以及电源供应和控制系统的设计;最后,结合实际应用,论述了LED显示屏在不同行业的应用状况和未来发展趋势。
本文旨在为从事LED显示屏设计及应用工作的相关研究人员和工程师提供参考和借鉴。
关键词:LED显示屏;设计原理;应用领域;像素点密度;亮度;色彩饱和度一、引言随着科技的不断发展和应用领域的拓展,LED显示屏作为一种新型的显示技术,广泛适用于户外广告、交通指示、舞台演出等领域。
LED显示屏以其高亮度、高清晰度、低功耗等优势,成为人们生活中不可或缺的重要工具。
因此,对LED显示屏的设计和应用进行深入研究,对推动科技发展和广告行业的创新具有积极意义。
二、LED显示屏的结构和工作原理1.点阵LED显示屏的结构与工作原理点阵LED显示屏是由许多点阵组成的,其中每个点阵都是一个独立的发光元件。
通过点阵的组合排列,可形成图像或文字显示。
点阵LED显示屏的工作原理是当电流通过发光元件时,发光元件会发出红、绿、蓝三种不同颜色的光,通过这三种颜色的光的叠加,可以呈现出各种颜色的图像。
2.全彩LED显示屏的结构与工作原理全彩LED显示屏由红、绿、蓝三种颜色的LED灯珠组成,每个灯珠都可以单独发出不同颜色的光。
全彩LED显示屏可以通过控制每个灯珠发光的亮度和色彩,来呈现出丰富多样的图像和视频。
三、LED显示屏的设计要点1.像素点密度的设计像素点密度决定了显示屏的分辨率和图像的清晰度,高像素点密度可以呈现出更细腻的图像。
因此,在设计LED显示屏时,应根据实际需求确定合适的像素点密度。
一、LED结构以及发光原理LED(Light Emitting Diode),发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。
LED的心脏是一个半导体的晶片,即发光二极管。
晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。
半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子。
但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个P-N结。
当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED发光的原理。
而光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N结的材料决定的。
最初LED用作仪器仪表的指示光源,后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用,产生了很好的经济效益和社会效益。
以12英寸的红色交通信号灯为例,在美国本来是采用长寿命,低光效的140瓦白炽灯作为光源,它产生2000流明的白光。
经红色滤光片后,光损失90%,只剩下200流明的红光。
而在新设计的灯中,Lumileds公司采用了18个红色LED光源,包括电路损失在内,共耗电14瓦,即可产生同样的光效。
汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。
对于一般照明而言,人们更需要白色的光源。
1998年发白光的LED开发成功。
这种LED是将GaN芯片和钇铝石榴石(YAG)封装在一起做成。
GaN芯片发蓝光(λp=465nm,Wd=30nm),高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光射,峰值550nm。
蓝光LED基片安装在碗形反射腔中,覆盖以混有YAG的树脂薄层,约200-500nm。
LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收,另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合,可以得到得白光。
现在,对于InGaN/YAG白色LED,通过改变YAG荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度,可以获得色温3500-10000K的各色白光。
led高压线性方案在现代社会中,LED高压线性方案被广泛应用于各种照明和显示领域。
它不仅具有节能环保、寿命长等优点,还具备高亮度、良好的色彩表现和柔和光线等特点。
本文将介绍LED高压线性方案的原理、应用以及未来发展趋势。
首先,我们需要了解什么是LED高压线性方案。
简单来说,它是一种将高压电源与线性电流调节器相结合的LED照明方案。
与传统LED驱动方案相比,LED高压线性方案具有更高的功率因数和更低的谐波含量,可以有效降低能耗和对电网的干扰。
同时,采用高压线性方案可以减少电路的复杂性,降低成本和体积。
LED高压线性方案的应用非常广泛。
首先是室内照明领域。
LED高压线性灯具具备高亮度和照明均匀性,可以广泛应用于办公室、商场、会议室等场所。
其次是户外照明领域。
由于LED高压线性灯具的寿命长、抗冲击能力强以及耐高温、耐低温等特点,它适用于道路照明、景观照明、广告牌照明等户外环境。
此外,LED高压线性方案还可以应用于液晶显示屏、汽车照明以及工业照明等领域。
虽然现在LED高压线性方案已经得到了广泛应用,但是仍然存在一些挑战需要解决。
首先是热管理问题。
由于高亮度LED的发光效率较低,会导致较多的功率转化为热量,因此需要设计有效的散热结构来保证LED的性能和寿命。
其次是驱动电路的稳定性和可靠性。
高压线性方案涉及到高压驱动和电流调节,必须在电路设计和材料选择上保证其稳定性和可靠性,以防止因电路故障导致的灯具失效。
未来,LED高压线性方案有着广阔的发展前景。
首先是技术的进一步成熟和突破。
随着技术的发展,LED高压线性方案将更加高效、稳定、可靠。
其次是设计的创新和个性化需求的增加。
人们对照明和显示的需求越来越多样化,因此,未来LED高压线性方案将更加注重设计创新,提供更多个性化的产品。
最后是市场需求的增长。
随着能源紧张和环境污染的加剧,人们对节能环保产品的需求也在不断增加,因此,LED高压线性方案作为一种节能环保的照明方案将有着广阔的市场。
LED显示屏工作原理及工程技术工作原理LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。
由于它具有发光率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点,自20世纪80年代后期开始,随着LED制造技术的不断完善,在国外得到了广泛的应用。
在我国改革开放之后,特别是进入90年代国民经济高速增长,对公众场合发布信息的需求日益强烈,LED显示屏的出现正好适应了这一市场形势,因而在LED显示屏的设计制造技术与应用水平上都得到了迅速的提高。
LED显示屏经历了从单色、双色图文显示屏,到图象显示屏,一直到今天的全彩色视频显示屏的发展过程。
无论在期间的性能(提高亮度LED显示器及蓝色发光灯等)和系统的组成(计算机化的全动态显示系统)等方面都取得了长足的进步。
目前已经达到的超高亮度全彩色视频显示的水平,可以说能够满足各种应用条件的要求。
其应用领域已经遍及交通、证券、电信、广告、宣传等各个方面。
我国LED显示屏的发展可以说基本上与世界水平同步,至今已经形成了一个具有相当发展潜力的产业。
应该指出的是,我国LED产业不但在应用技术上取得了巨大的成功,而且在创新能力上有出色的表现,例如北京中庆数据设备公司研制的 ZQL9701超大规模芯片,就代表了当前LED显示屏控制电路的国际水平。
与国内LED显示屏产业的迅速发展相比,目前关于LED显示屏的图书资料显得太少,不便于设计制造人员及运用维护人员的工作,由此萌发了编写一本 LED 显示屏技术用书的想法,适逢电子科技大学出版社之邀,斗胆动笔草就本书。
书中分别就LED显示屏的概况、LED显示器件、图文显示屏、图象显示屏、视频显示屏等有关技术问题进行了叙述,以期使从事各类LED显示屏工作的读者能够从本书中得到一些有用的材料。
由于LED显示屏是多种综合应用的产品,涉及光电子学、半导体器件、数字电子电路、大规模集成电路、单片机及微机等各个方路及方法还要花较大篇幅进行介绍,容易冲淡主题。
led显示屏工作原理
LED显示屏工作原理:
LED显示屏是一种使用发光二极管(LED)作为显示元素的显示设备。
LED是一种半导体器件,具有正向电压时放出光线的特性。
LED显示屏由很多个LED组成的一个矩阵,每个LED 称为像素。
LED显示屏的工作原理是通过在LED之间施加不同的电压,控制LED的亮灭状态从而显示出不同的图像或文字。
LED显示屏通常由以下几个核心组件组成:
1. LED模组:包含多个LED组成的一个模块,每个LED模组通常由一个红、绿、蓝三个LED组成,称为RGB颜色值。
2. 驱动电路:负责产生不同的电压以控制LED的亮灭状态。
通常使用行列扫描的方式分别控制每个LED点的亮度。
3. 控制系统:通过控制电脑或其他设备发送信号给驱动电路,以实现显示不同的内容。
LED显示屏的显示原理是利用人眼对光的视觉暂留效应。
通过不同LED的亮灭组合,形成图像或文字,因为人眼在短时间内无法感知到LED点的亮灭变化,从而形成连续的图像或文字显示效果。
LED显示屏的颜色显示是通过RGB三原色的不同亮度来混合显示的。
通过控制红、绿、蓝三个LED的亮灭程度,可以产生不同的颜色。
LED显示屏具有亮度高、色彩丰富、能耗低等优点,广泛应用于室内外广告、舞台演出、体育场馆、交通信号等领域。
它成为多种场景下的主要显示设备,满足人们对高质量、高清晰度的显示需求。
低压恒流LED驱动电路原理LED(Light Emitting Diode)作为一种半导体光源,广泛应用于照明、显示等领域。
在LED应用中,为了保证LED的工作稳定性和延长其使用寿命,通常需要采用恒流驱动电路来驱动LED。
低压恒流LED驱动电路是一种常见的LED驱动电路,本文将介绍其原理及工作方式。
一、基本原理低压恒流LED驱动电路的基本原理是通过电路控制实现LED工作电流的稳定输出,从而保证LED的亮度和稳定性。
在低压条件下,LED的电压一般在2V左右,因此低压恒流LED驱动电路主要针对这一特点设计,以满足对LED工作电流的精确控制。
二、电路组成1. 电压稳定器:低压恒流LED驱动电路通常采用电压稳定器作为基础,在输入电压变化时能够提供稳定的输出电压。
2. 比较器:比较器用于检测LED工作电流与设定电流之间的差异,并输出相应的控制信号。
3. 驱动器:驱动器接收比较器输出的控制信号,调节输出电流,以实现LED的恒流驱动。
4. 反馈电路:反馈电路用于将LED电流信息反馈给比较器和驱动器,实现闭环控制,使LED工作电流保持稳定。
三、工作原理低压恒流LED驱动电路的工作原理如下:1. 输入电压经过电压稳定器稳压后,作为驱动器的输入电压。
2. 比较器通过检测LED工作电流和设定电流的差异,生成控制信号。
3. 驱动器根据比较器输出的控制信号,调节输出电流,使LED 工作电流保持恒定。
4. 反馈电路将LED电流信息反馈给比较器和驱动器,实现闭环控制,持续调节输出电流,以保持LED工作电流的恒定。
四、特点及优势低压恒流LED驱动电路具有以下特点及优势:1. 稳定性好:通过闭环控制,能够实现LED工作电流的恒定输出,保证LED的稳定亮度。
2. 效率高:采用恒流驱动方式,可以最大程度利用电能,减少能量浪费。
3. LED保护:在电源波动或其他异常情况下,能够有效保护LED,延长LED的使用寿命。
4. 灵活性强:可以根据实际需求进行设计调整,适用于多种LED应用场景。
显示器驱动原理
显示器驱动是指将计算机中的图像数据转换为显示器能够识别并显示的信号的过程。
其原理主要包括以下几个方面:
1. 视频数据输入:计算机中的图像数据通常以数字形式存储,通过显卡将数字图像数据传输给显示器驱动。
2. 模数转换:显示器驱动首先将输入的数字图像数据进行模数转换,将数字信号转换为模拟信号。
这个过程中,会根据显示器的分辨率以及色彩深度进行相应的转换。
3. 图像处理:在模数转换之后,显示器驱动通常还会对输入的图像数据进行处理,以适应显示器的特性和参数。
这可能包括调整亮度、对比度、色彩饱和度等。
4. 刷新率控制:显示器驱动会控制图像数据的刷新率,即每秒更新图像的次数。
一般来说,刷新率越高,显示的图像越流畅。
5. 信号输出:显示器驱动将处理后的模拟信号转换为显示器能够接受的信号格式,例如VGA、HDMI、DP等,并通过相应
的接口将信号传输到显示器上。
总的来说,显示器驱动通过将计算机中的数字图像数据转换为显示器能够接受的模拟信号,并对图像数据进行一系列的处理和控制,使得图像能够以良好的质量显示在显示器上。
LED点阵显示屏设计简介LED点阵显示屏广泛应用于室内和室外的广告牌、交通信号灯、数字时钟等场合。
它由多个LED灯组成的二维阵列,可以显示文字、图形、动画等内容。
本文将介绍LED点阵显示屏的设计原理、硬件组成和软件控制。
设计原理LED点阵显示屏的设计原理基于LED〔Light Emitting Diode〕发光二极管技术。
它通过控制LED灯的亮灭来实现信息的显示。
在LED点阵显示屏中,每个LED灯都是点阵的一个元素,通过适当的排列组成二维阵列。
每个LED灯可以分别控制其亮度和颜色,从而实现文字、图形和动画的显示。
硬件组成LED点阵显示屏的硬件组成主要包括LED灯、控制电路、电源和外壳。
LED灯LED点阵显示屏所使用的LED灯可以是单色LED或多色LED。
单色LED通常只能发出单一颜色的光,多色LED那么可以发出多种颜色的光。
在设计LED点阵显示屏时需要根据实际需求选择适合的LED灯。
控制电路控制电路是LED点阵显示屏的核心局部,它负责接收来自软件的控制信号,并通过对LED灯的控制来实现信息的显示。
常见的控制电路包括驱动芯片和控制模块。
驱动芯片负责将控制信号转化为对LED灯的驱动信号,控制模块那么负责提供控制信号。
电源LED点阵显示屏需要稳定的电源来正常工作。
电源可以使用交流电源或直流电源,需要根据实际情况选择适宜的电源类型。
同时,还需要考虑电源的容量和可靠性,以确保LED点阵显示屏能够正常工作。
外壳LED点阵显示屏通常需要在室内或室外使用,因此需要选择适宜的外壳来保护LED灯和控制电路不受环境影响。
外壳应具有防水、防尘、耐高温、抗冲击等特性,以确保LED点阵显示屏的正常工作。
软件控制LED点阵显示屏的软件控制主要包括显示内容的编辑和控制信号的发送两局部。
显示内容的编辑显示内容的编辑通常通过计算机或专用软件完成。
用户可以通过编写文本、图形和动画等内容来定义显示的内容,并将其转化为控制信号发送给LED点阵显示屏。
LED显示屏驱动设计原理及发展趋势一、概述大屏幕一直是LED领域发展重要的组成部分,是大型娱乐、体育赛事、广场主题显示重要组成部分,全彩屏从蓝光LED诞生以来,一直保持高速发展态势。
在装饰显示市场LED将起到积极的作用,市场扩张明显。
我国是全球LED显示屏生产大国,从LED芯片、驱动IC、控制器、屏幕制造等环节完全占据主导地位。
16位移位恒流IC的由来:双色屏主要是以显示文字为主,单片机扫描比较方便,由于LED数量的增加,为了节省O/I资源,采用74HC595移位扫描。
为了更适合LED的应用在此基础上整合了恒流电流设定功能,增加了电流驱动能力,更符合需求及成本需要又封装出16位器件,被目前全彩屏广泛采用。
电流驱动能力不断降低,早前TLC5940高达120mA 单路驱动电流能力,后来TB62726、ST2221、MBI5026电流驱动能力都降低到80-90mA.目前基本上是采用45mA电流驱动能力,比如MBI5024和CYT62726.电流驱动能力降低,主要原因是LED器件发光强度越来越高,为了提升图像质量,静态屏幕设计越来越多采用,对驱动电流能力需求降低。
从IC成本角度可以缩减芯片尺寸,从而降低成本,为此设计出25mA静态屏幕驱动芯片CYT62727.目前全球有80%的LED屏幕采购生产来至中国大陆,普遍采用16通道恒流器件设计,短期内还会继续延续,至少未来5年内不会消失,主要是配套控制技术成熟,产品已经系列化,除非系统控制技术和芯片驱动设计有巨大的飞跃,成本进一步的降低,否则现状不会改变。
近年来,不少公司不断推出新架构,都未来得到市场认可。
最大的问题是通过控制技术,假如改变LED的颜色一致性,新的技术没有大的突破之前,对应用者吸引不大,购买意愿不强。
近几年,大陆芯片设计公司一定会替代性的占领LED 显示屏市场,像士兰明芯稳居主流显示屏LED芯片供应商,原因有出色的品质保证外,良好的直销模式是赢得市场法宝。
未来驱动IC也需要直销模式。
显示屏企业大多是大陆本土企业,和台系IC在分销账期、交货速度和信任度上还需要进一步的改善。
在驱动应用技术上,色彩的矫正技术亟待解决的瓶颈,显示屏衰减一致性问题突出,波长矫正和亮度矫正是下一个重点突破目标,首先是解决亮度一致性问题,再而是波长的一致性矫正。
这是世界性难题,也是当前亟待解决的技术难题。
控制技术发展已经走到世界的前列,但是在新方式控制理念上停滞不前,原因是控制器厂家和IC设计厂家配合不畅,各自相对独立,驱动技术和控制技术不能很好的衔接,采用16通道兼容性设计发展成熟度高,新的控制技术推出很少,更谈不上技术的革新。
16通道恒流器件在LED屏幕上采用长达十几年之久,到目前也只不过是减低电流,应对竞争激烈的价格而已,并没有技术上的突破。
先后多家公司推出了系列IC,并没有得到很好的应用,是控制技术的缺失造成的。
在电脑技术飞速发展的今天,可以替代简化控制器的规模,但是技术的移植也需要IC设计厂家的支持,市场缺失控制技术和芯片驱动整合性的方案提供商。
2009年LED显示行业国内市场规模超过300多亿,年产值过亿的企业有30多家,过千万100多家,大小有上千家企业从事显示制造行业。
LED显示屏继续保持15%增长速度,技术日渐成熟。
我国大型赛事工程不断,带动LED 增长强劲。
比如:奥运、世博、亚运会、上海迪斯尼、地铁、高铁等工程赛事。
二、屏幕原理设计文字显示屏,只要内容显示清楚,有足够的的亮度,基本上都会满足客户需要了。
但是对于图像显示屏的显示质量进行评价,问题就复杂得多。
一般是主观方式来评价显示屏图像显示质量。
所谓主观方式评价,就是人为的方式评判,通过观察图像显示质量做出评判。
这样。
评价结果不仅与图像本身显示质量有关,而且与观察者的主观因素也有关系,很难说是公正和确切性的标准。
尽管如此目前还是没有很好的办法,在没有客观的测量方式出现之前,主观方式仍然是最有效、实用的方法。
㈠最大显示色彩数显示器的每个像素的颜色都是由RGB三种基色组成。
低端的液晶显示板,各个基色只能表现6位色,即26=64种颜色。
通过简单的计算,我们可以知道每个独立像素可以表现的最大颜色数是64×64×64=2.62K种颜色;高端液晶显示板利用FRC技术则使得每个基色则可以表现 8位色,即28=256种颜色,则像素能表现的最大颜色数为256×256×256=16KK种颜色。
这种显示板显示的画面色彩更丰富,层次感也好。
目前市面上的液晶显示器此两种显示板都有采用,大家可以留心一下。
表面的照度单位勒克司;将此数值与屏体有效显示面积相乘,得到整个屏体的在最佳视角上的发光强度,假设屏体中每个像素的发光强度在相应空间内恒定,则此数值可被认为也是整个屏体的光通量。
一般室外LED显示屏须达到4000cd/平方米以上的亮度才可在日光下有比较理想的显示效果。
普通室内LED,最大亮度在700~2000cd/平方米左右。
单个LED的发光强度以cd为单位,同时配有视角参数,发光强度与LED的色彩没有关系。
单管的发光强度从几个mcd到五千mcd不等。
LED生产厂商所给出的发光强度指LED在20mA电流下点亮,最佳视角上及中心位置上发光强度最大的点。
封装LED时顶部透镜的形状和LED芯片距顶部透镜的位置决定了LED视角和光强分布。
一般来说相同的LED视角越大,最大发光强度越小,但在整个立体半球面上累计的光通量不变。
当多个LED较紧密规则排放,其发光球面相互叠加,导致整个发光平面发光强度分布比较均匀。
在计算显示屏发光强度时,需根据LED视角和LED的排放密度,将厂商提供的最大点发光强度值乘以30%~90%不等,作为单管平均发光强度。
一般LED的发光寿命很长,生产厂家一般都标明为100,000小时以上,这是在设定的最佳的条件下,实际还应注意LED的亮度衰减周期,亮度衰减周期与LED生产的材料工艺及生产厂商有很大关系,一般在经济条件许可的情况下应选用亮度衰减较缓慢的品牌。
实际使用中,光强计算常常采用比较容易测绘的数据单位或变向使用。
对于LED显示屏这种主动发光体一般采用cd/平方米作为发光强度单位,并配合观察角度为辅助参数,其等效于屏体。
屏幕多采用直插型椭圆形LED,国内的封装技术大多可以满足屏幕设计需要。
LED芯片多采用有Cree或用士兰明芯、厦门三安等国内LED发光芯片封装。
㈡驱动芯片时序CYT62726内部是16位移位寄存器,多颗CYT62726串行数据移位,每个时钟周期CLK移送1位数据SDI,串行数据输入驱动器开/关控制。
施密特缓冲输入。
当其中数据“1”被写入到SDI的开关控制移位寄存器/时CLK的上升沿。
灰度控制模块仿真波形图CLK 串行数据移位时钟。
施密特缓冲输入,所有的数据/关控制的转变移位是由1位的最高位同步的CLK的上升沿,单路数据移位到SD在同一时间。
CLK的上升沿输入获准后,持续100ns的上升沿。
LE 边沿触发锁存器。
施密特缓冲输入。
当前对应移位寄存器中数据,在此上升沿数据被锁存。
移位锁存仿真波形图OE 所有输出空白。
施密特缓冲输入。
当OE是低电平时,所有恒流输出被执行。
当OE= 1,所有恒流输出控制的开关在数据控制数据/锁存状态。
OE决定执行数据长度时间。
这种时序传输方式是,沿用74HC595通用逻辑数据传输方式,在LED屏幕上已经使用了十多年历史,显得古老而落伍。
LED屏幕亟待新的数据传输格式,简化的、高效的传输方式,从而减低设计复杂度,降低设计成本和提高屏幕可靠性。
数据和时钟需要协调一致,可是在线路设计中,数据采用串行传输,而时钟则是并行传输,势必数据延时会造成输出错位。
这是4线传输格式最大的缺点,数据和时钟不能很好的同步,级联性较差,控制器成本高。
落伍的数据传输格式,控制器产生灰度等级,屏幕刷新率低,传输数据量大,是LED屏幕目前发展瓶颈。
㈢驱动芯片方框图CYT62726内部线路相对比较简单,电阻通过电流镜比例调节输出电流值,芯片是统一设定16通道电流值的,所以在屏幕设计时通常是单颗IC驱动单一颜色,3片IC组成16个像素。
这样可以通过LED分选获得亮度一致性,3颗IC设定不同的驱动电流值,组成合适的16像素白平衡。
芯片恒流误差显得很重要,电流误差参数也同时影响LED白平衡水平。
移位寄存器负责数据的队列,按照时钟时间,移动数据队列。
正确的数据被锁存讯号存储,这里可能就是二进制的1或0,执行的灰度长度由使能讯号决定,灰度等级的表现是使能的倍数,使能数据宽度决定最小灰度等级。
三、LED屏线路设计㈠驱动周边器件选择在屏幕设计大约在3-6片CYT62726分布的PCB范围内,设置1000uF左右容量电容器,在选择滤波电容时,应用采用低ESR电容器,以最大限度的减小输出波纹,这是与其它电介质相比,这些材料能在较宽的电压和温度范围内维持其容量不变。
在电源和地之间连接着去耦电容,它有三个方面的作用:一是作为本集成电路的蓄能电容;二是滤除该器件产生的高频噪声,切断其通过供电回路进行传播的通路;三是防止电源携带的噪声对电路构成干扰。
对于设计LED点彩产品,灯点内部增设滤波电容非常重要,主要在于越是色彩的变化丰富供电波动更会增加,滤波电容在这里显得比设计在任何产品中都要重要。
对于大多数高的电流设计,推荐采用一个470至1000uF容值。
这里设计不能没有这颗电容。
见下图,通常我们设计线路时,会在IC输入设计去耦电容:一方面是本集成电路的蓄能电容,另一方面旁路掉该器件的高频噪声。
数字电路中典型的去耦电容值是0.1uF.这个电容的分布电感的典型值是5uH,0.1uF的去耦电容有5uH的分布电感,它的并行共振频率大约在7MHz左右,对于10MHz以下的噪声有较好的去耦效果。
去耦电容的选用并不严格,可按C=1/F,即10MHz取0.1uF.对于大多数高的电路设计,在输入采用一个0.01至0.1uF电容就足够了。
这里设计不能没有这颗电容。
在VCC电源供电中建议串接一只10Ω电阻,LED屏幕工作时内容波动比较大,会超过10V以上。
建议VCC还是需要电阻减少冲击,主要是减小电压波动带来的波峰,特别是LED显示,Vp-p会高出数倍。
IC电源输入端也是最易受到冲击地方,电阻的存在同时也会提高电容滤波效果,这里也可以考虑增加一颗4.7uF的电容提高电压的稳定性。
16位恒流器件VCC耐压并不高,和输出恒流端口耐压是不一样的,在这里增加一颗电阻非常重要,后面还会介绍结合PCB设计,分开供电的方式避免波峰值冲击。
在设计产品时需要确定输出电流值,CYT62726第23管脚是为方便设置电流而设计,外设电阻选择按前章节公式计算,也可以按下表选取,参考设计910Ω大概在20mA电流值。