图2 LED显示屏解决方案框图
2.无线通信L E D显示屏电路
虽然LED显示技术已经相当成熟,但由于其显示和更新信息往往需与微机连接通信,其应用范围受到限制。图3为一种采用无线通信更新信息的LED 显示屏系统框图。
(1)驱动控制电路
电子显示屏上的LED驱动电路采用数据串行传输方式,如图4所示。
一个行地址由4/1 6译码器译码后输入到一个射极跟随器中,当输出为低电平时,该行的LED 处于有效状态,同时使用一条数组传送指令将数据传送过来完成一行的显示。也就是说,当16行中的某一晶体管基极为低电平时(平时是高电平),这个晶体管就处于要导通的状态。在1 28列中,哪一列是低电平,哪一列的LED导通发光,这样就完成一列的显示。为防止某一列的128个点可能都发光使驱动晶体管电流过大而烧坏,选用电流为5A 的达林顿器件TIP 1 27,这样即使电路发生了静态现, 也不会使晶体管烧坏。
显示亮度的控制通过改变LED 发光和不发光的数量比值来实现,采用PWM可以控制LED显示屏的亮度等级。
(2)单片机控制电路
单片机作为整个电子显示板的控制、驱魂、接收/发送数据和整个电路协调的中央处理单元,担负着重要的任务。系统中的单片机部分主要由复位电路(开机复位和按键复位两种结合方式)、1 2MHz 的晶体管振荡器、存储扩展电路(扩展为32KB )构成。单片机的通信方式为串行异步通信方式,接收来自计算机发送的信号,比特率为2 400bit/s。
图4显示板行、列驱动电路
(3)发射/接收模块
DF数据发射模块电路如图5所示。发射模块的频率为315MHz,当环境温度为-25~+85 °C时,频率漂移仅为3 x 10-6/°C发射电路的工作电压为 3~12V。当发射电压为3V时,在空旷地的传输距离为20~5 0m ;当电压为5V时,传输距离为1 00~200m;当电压为 9v时,传输距离为300~500m;当电压为12V时,传输距离达700~800rn ,此时的发射电流为60mA,发射功率为500mW。
DF数据发射模块采用ASk调制方式,以降低功耗。当数据信号停止时,发射电流降为零。为保证发射模块正常工作,数据信号与模块输入端之间应用电阻而不是电容耦合。
图5发射模块电路
接收模块电路如图6所示。这种超外差接收模块采用RX33 10A无线遥控及数据传输ASIC和316.8MHz PfJ F表面波谐振器。超外差接收机对天线的阻抗匹配要求较高,外接天线的阻
2.5 显示屏电路
本设计显示屏以显示2行4列字符为例,每个字符由1个16×16 LED点阵模块显示,每行由4个16×16LED点阵模块组成,共8个16×16 LED点阵模块。扩展时,如每行需增加1个字符显示,则每行增加1个16×16 LED点阵模块;如需增加1行字符显示,则增加1行N个16×16 LED点阵模块;并与扩展的列驱动相应电路连接。2行4列字符显示屏如图6所示。
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3 程序设计
整个系统程序主要由显示程序和通信程序组成。显示程序采用动态扫描方式,实现汉字、字符、数字、图像等信息的控制及显示功能。显示程序设计方法:
(1)从P0.1输出行扫描信号;
(2)从P0.6串行输出第1行汉字16行LED中某行点阵数据,从P0.7串行输出第2行汉字16行LED中某行点阵数据,从P0.3输出移位脉冲,从P0.4输出锁存脉冲,点阵数据串行输入74HC595,并经串/并转换后的并行数据锁存于74HC595中;
(3)从P0.5输出列数据输出使能信号,显示字符的点阵数据并行输出到显示屏各行字符16×16 LED点阵模块的2×N×16列,形成列驱动信号,与行扫描信号一起点亮各行字符相应LED行的有关LED;
(4)延时1~2 ms,此时间受闪烁频率的限制,不能太大,应保证扫描1行字符所有16行LED(即一帧数据)所用时间之和在40 ms以内;
(5)重复上述操作,输出各行字符的下一行LED点阵数据,直到所有16行LED全部扫描显示一次,即完成一帧数据的显示;
(6)重新扫描显示各行字符的第1行LED,开始下一帧数据的扫描显示,如此不断地循环,即可完成相应的画面显示;
(7)要更新画面时,只须将新画面的点阵数据由PC机串口送到单片机存储在存储器中即可;
(8)可实现上下、左右移动等多种显示方式。
一、寿命10万小时
LED材料厂家出具的技术资料表明LED发光体的寿命为理想状态下1O万小时.理想状态指在实验室中恒压恒流状态下LED发光体从发光到完全不发光的时间,1O万小时折合11年。
一个木桶的盛水的多少是由的木板决定的,LED显示屏目前使用的为民品级别的器件,使用寿命不超过8年。作为显示屏的功能是观看,当显示屏亮着只有晚上才能看清楚时是无法说明它是合格的、具备使用价值的。
一辆汽车可以开15年,如果闲置3年则报废。使用的环境和方法对产品的寿命影响很大。
二、遵守国标
LED显示屏通用规范为1995年的部颁标准。至今还有许多公司号称符合国家标准,在科技发展的8年以后再看当时的标准,已经不是标准了.比方说失控点,国标为万分之三,以φ3.75室内双基色显示屏为例。一般做640x480标准分辨率的显示屏为7平米,每平米为43264点,按国标可以有90个失控点。这样的显示屏在今天谁还买单。
外延片的生产制作过程是非常复杂,展完外延片,接下来就在每张外延片随意抽取九点做测试,符合要求的就是良品,其它为不良品(电压偏差很大,波长偏短或偏长等)。良品的外延片就要开始做电极(P极,N极),接下来就用激光切割外延片,然后百分百分捡,根据不同的电压,波长,亮度进行全自动化分检,也就是形成led晶片(方片)。然后还要进行目测,把有一点缺陷或者电极有磨损的,分捡出来,这些就是后面的散晶。此时在蓝膜上有不符合正常出货要求的晶片,也就自然成了边片或等。不良品的外延片(主要是有一些参数不符合要求),就不用来做方片,就直接做电极(P极,N极),也不做分检了,也就是目前市场上的LED大圆片(这里面也有好东西,如方片等)。
半导体制造商主要用抛光Si片(PW)和外延Si片作为IC的原材料。20世纪80年代早期开始使用外延片,它具有标准PW所不具有的某些电学特性并消除了许多在晶体生长和其后的晶片加工中所引入的表面/近表面缺陷。
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