LED控制卡显示屏控制技术

TAG：，，

摘 要：本文提出了一种点阵屏实现256级灰度显示的新方法。详细分析了其工作原理。并依据其原理，设计出了基于FPGA 的控制电路。
引言
    点阵屏在很多领域越来越显示出其广阔的应用前景，本文提出一种新的控制方式，即逐位分时控制方式。随着大规模可编程逻辑器件的出现，由纯硬件完成的高速、复杂控制成为可能。逐位分时点亮工作原理所谓逐位分时点亮，即从一个字节数据中依次提取出一位数据，分8次点亮对应的像素，每一位对应的每一次点亮时间与关断时间的占空比不同。如果点亮时间从低位到高位依次递增，则合成的点亮时间将会有256 种组合。定义点亮时间加上关断时间为一个时间单位。如果定义数据位“1”有效(点亮)，“0”无效(熄灭)，则数据从00H到FFH时的不同点亮时间。数据每增1，点亮时间增加T/128。根据点亮时间与亮度基本为线性关系的原理，从0~255T/128的点亮时间则对应256级亮度。当然，这个亮度是时间上的累加效果。如果把一个点阵屏所有像素对应的同一数据位点亮一遍称为一场的话，那么8位数据共需8场显示完，称为“8场原理”。理论上讲，8场即可显示出256级灰度，即使数据为FFH时，在8T时间内也只是点亮了255T/128时间。关断时间可接近6T，点亮时间仅为总时间的约25%，因此，8场原理虽也能实现 256级灰度显示，但亮度损失太大。为了提高亮度，可采用“19场原理”，即8位数据分19场显示完，其中D7位数据连续显示8场，D6位连续显示4场，依次递减。各位的点亮与关断时间。可推导出数据从00H~FFH范围的总点亮时间。在19T时间内，最大点亮时间可达近16T， 占总时间的84.21%，远大于“8场原理”的25%。数据每增1，点亮时间增加了T/16 ，该值大于“8场原理”的T/128。所以 ，“19场原理”较“８场原理”的对比度更明显，图像层次分明、表现力强。
电路设计
    点阵屏通常要具有能远程同步实时显示计算机视频信号的功能，涉及到的电路包括：数字视频信号的采集、数字信号的格式转换及非线性校正、远程传输及接收、灰度显示电路、LED点阵显示电路等。本文重点讨论“显示电路”的设计，控制对象以红、绿双基色LED点阵屏、1/16扫描显示电路为例。因为被控对象为 1/16扫描显示电路，所以显示屏每16行只需要一路数据信号即可。DRout1、 DGout1即为第一个16行的红、绿基色输出信号；DRout2、DGout2 为第2个16行的红、绿基色输出信号。以此类推。Ha、Hb、Hc、Hd的二进制编码，定义当前的数据输出应是16行中的哪一行。CP信号为数据串行输出的同步移位脉冲。LE信号为一行串行数据输出 结束后的锁存脉冲, LE每有效一次，Ha、Hb、Hc、Hd 二进制编码状态增1。EA为灰度控制信号，其宽度为在一个时间单位T内LED的点亮时间。当然, 不同的数据位其宽度不同。一个时间单位T即一行串行数据的传输时间，也即LE信号的周期，其大小取决于屏宽的像素点数量和CP信号的频率。DRin1~8 和DGin1~8 为红、绿数据输入信号，分别对应第1个16行点阵区到第8个16行点阵区。Cpin为同步脉冲，一个脉冲对应一位数据，8个脉冲对应一个像素点的8位数据 输入。H信号为行同步脉冲，一行数据输入结束，H信号有效一次。V为帧同步脉冲，一帧(16行)数据输入结束，V信号有效一次。上述信号均为前级系统提供的信号。
    北京禹风时代信息技术有限公司提供的LED控制卡、LED条屏控制卡等适合现在LED显示屏显示的各项模式规格，应用广泛、稳定。