LED显示屏知识大全.docx
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LED显示屏知识大全.docx
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LED显示屏知识大全
一. LED 显示屏的分类
分类方式品 种说 明
室内 LED 显示屏室内 LED 显示屏在室内环境下使用,此类显示屏亮度适中、视角大、
混色距离近、重量轻、密度高,适合较近距离观看。
使用环境
防护等级高、防水和抗紫外线能力强,适合远距离观看。
红色、绿色、橙色等。
显示颜色
双基色 LED 显示屏 双基色 LED 显示屏由红色和绿色 LED 灯组成,256 级灰度的双基色显
示屏可显示 65,536 种颜色(双色屏可显示红、绿、黄 3 种颜色)。
全彩色LED显示屏 全彩色 LED 显示屏由红色、 绿色和蓝色 LED 灯组成,可显示白平衡和16,777,216 种颜色。
图文 LED 显示屏
(异步屏 )
图文 LED 显示屏可显示文字文本、图形图片等信息内容。
可联网脱机
显示。
显示功能
视频 LED 显示屏
(同步屏 )
视频 LED 显示屏可实时、同步地显示各种信息,如二维或三维动画、
录像、电视、影碟以及现场实况等多种视频信息内容。
二. LED 显示屏的基本构成
1、异步屏:
1
2、同步屏:
三. LED 显示屏涉及的名词概念
1、像素:
是 LED 显示屏的最小成像单元。
俗称“点”或“像素点”。
上图所示由 2 红 2 绿组成 1 个显示像素点
2、显示模块:
由若干个显示像素组成的,结构上独立的组成LED 显示屏的最小单元。
・ 室内屏用的是 8x8 的显示模块,即每个显示模块有64 个像素
2
・ 室外屏使用的是单个的灯珠,通常由1-3 个相同或不同颜色的灯珠组成模块的一个像素点。
如上面右图的室外屏模组就是由2 个红色灯珠组成 1 个显示像素点
3、显示模组:
由电路及安装结构确定的并具有显示功能的组成LED 显示屏的独立单元。
简单说就是为便于组装和
显示,出厂的半成品通常是以显示模组形式提供的,将多个显示模块加显示驱动做在一起。
室内屏俗称
“单元板”;室外屏俗称“模组” ,再将若干个模组加上机箱、风扇、电源等构在一起成为“箱体”,多
用于大型的全彩屏。
・ 室内屏单元板通常有64x32(64 列 32 行、由 32 个模块组成)、 64x16
(64 列 16 行、由 16 个模块组成)等。
下图是一个64x16 的单元板:
室内屏单元板正面室内屏单元板背面
・ 室外屏模组通常有 64x32、 32x32、32x16、 16x16、16x8 多种
上图为 16x8(2 红) 的室外屏模组。
加了防水结构用于全户外,我们可以看到塑料壳体,最右侧是它
3
的整个结构刨图:
显示板上插的是灯珠、背板上是显示驱动电路,这是分体结构的,也有的是将显示板
和显示驱动电路做在一块电路板上的整体结构的,下面的两个图我们可以看到区别。
面板、后壳其实是
一个塑料罩壳,面板上对应灯珠位置开有孔,以使灯珠漏出头,后壳上有用于安装的螺丝孔或磁柱,使
模块便于组装。
模块的前面灌有显示屏专用的防水胶。
室外屏模块正面
室外屏模组背面室外屏模组背面
(显示板和驱动板为分离结构)(显示板和驱动板为整体结构)
大型室外全彩屏所用箱体通常由若干个模组 +机箱 +风扇 +电源组成
4、 LED显示屏屏体:
将单元板 /模组 /箱体按一定方式拼接在一起,加上控制卡/控制系统、电源和框架等就构成为LED 显
示屏。
4
室内屏:
显示单元板 +控制卡 +电源 +铝型框架
室外屏:
显示模组 +控制卡 +电源 +铝型框架
全彩屏:
显示箱体 +控制系统 +计算机 +通讯网络 +架体等组成
5
5、 点距:
就是 2 个像素点之间的距离。
主要是取决于观看者的距离。
通常点距的概念用于室外屏, 有 P6、P7.62、
P8、P10、P12、P16、P20 等,以毫米 mm 为单位。
室外屏观看距离一般在30 米内,采用不大于 P16 16mm)
的模组。
点距越密,显示出来的字笔画越细腻,单位面积像素点越多,显示屏成本越贵。
6、扫描方式:
通常对于室外屏模组还有一个扫描方式的问题。
扫描方式决定了模组之间连接的形式,扫描方式有1/16、1/8、 1/4、1/2、静态这几种。
因为 LED 显
示屏是逐行刷新显示的,扫描方式也就决定了显示刷新的方式,如1/16 就是每次刷新 1 行, 16 行为一
个扫描周期,需 ABCD 四个信号控制; 1/8 就是每次刷新 1 行,8 行为一个扫描周期,需 ABC 三个信号
控制;其它依次类推。
如果采用相同的LED 灯, 1/16 扫的亮度要比 1/8 低,静态( 1/1)的亮度是最高
的。
户内的屏一般采用 1/16 扫,户外和半户外的一般采用1/16 或者 1/8。
对于放置在屏经常受到猛烈阳
光照射的环境,就最好用1/4 扫描。
扫描方式走线描述图示
1/16 ( 十 六 分 之
一)扫描16.0:
直行走线,一路数据带16 行。
8.0:
直行走线,一路数据带8 行。
1/8(八分之一)
扫描
8.1:
上蛇行,一路数据带 16 行, 8
行折列。
8.2:
下蛇行,一路数据带16 行, 8
行折列。
6
4.0:
直行走线,一路数据带4 行。
4.1:
上蛇行,一路数据带16 行, 8
行折列。
1/4(四分之一)
扫描
4.2:
下蛇行,一路数据带 16 行, 8
行折列。
4.3:
上蛇行,一路数据带8 行, 8 行
折列。
4.4:
下蛇行,一路数据带8 行, 8 行
折列。
四. LED 显示屏的两种常规组装方式
1、框架结构
在屏幕较小时,是在工厂组装成整屏;屏幕较大时,按单元板发货。
由工程人员在现场组装。
组装
时,先将单元板和电源分别固定在板筋背条上,进而拼装成屏体。
7
2、箱体结构
箱体与箱体之间采用秘密窃取的方法定位销定位、锁紧机构拉紧,都能使安装更加精密、准确,保
证箱体上下、左右之间的LED 间距在实际误差要求范围之内,从整体上保证了整个屏体的显示效果。
五. LED 显示屏显示原理
下面是一个 8x8 的点阵 LED结构
从图上看, 8X8 点阵共需要 64 个发光二极管组成,且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉
点上,当对应的某一行置高电平,某一列置低电平时,则相应的二极管就亮。
8
将许多这样的模块组合在一起,就是我们通常说的单元板/ 模组,而驱动其显示需要显示驱动电路
和诸如单片机之类的智能控制芯片。
通常我们的单元板/ 模组是带有显示驱动电路的,我们还需要带有
单片机的控制卡才能将我们所需要显示的文字/ 图形显示在屏幕上。
电路原理图示如下:
六.单元板 / 模组认识
室内屏、室外屏、全彩屏等其显示原理都是一样的,而最大的区别就在于显示板的不同,下面我们分
别来认识不同的显示单元板 /模组。
1、室内单元板:
2、半户外模组:
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3、全户外模组:
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七.显示板芯片简介
认识显示板元件工作原理也是对于组装和维修的基础
驱动芯片主要是 74HC595 74HC245/244 74HC138 4953 。
74HC245 的作用:
信号功率放大
单元板 /模组是由多块串接在一起的,而控制信号是比较弱的,在信号传递过程中需要将它的功
率进行放大
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第 1 脚 DIR,为输入输出端口转换用, DIR=“1”高电平时信号由“ A”端输入“ B”端输出, DIR=“0”
低电平时信号由“ B”端输入“ A”端输出。
第 2~9 脚“ A”信号输入输出端, A1=B1、、、、、、 A8=B8,A1 与 B1 是一组,如果 DIR=“1”G=“0”
则 A1 输入 B1输出,其它类同。
如果DIR=“0”G=“0”则 B1 输入 A1 输出,其它类同。
第 11~18 脚“ B”信号输入输出端,功能与“A”端一样,不再描述。
第 19 脚 G,使能端,若该脚为“ 1”A/B 端的信号将不导通,只有为“0”时 A/B 端才被启用,该脚也就
是起到开关的作用。
第 10 脚 GND 电源地。
第 20 脚 VCC,电源正极。
74HC138 的作用:
八位二进制译码器
74HC138 的作用是用来选择显示行,一个74HC138 可以选择 8 行中的一行,所以单元板 /模块上有
2 块 74HC138 ,这样就可以在 16 行中选择 1 行显示
第 8 脚 GND 电源地。
第 15 脚 VCC,电源正极
第 1~3 脚 A、B、C,二进制输入脚。
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第 4~6 脚片选信号控制, 只有在 4、5 脚为“ 0”6脚为“ 1”时, 才会被选通, 输出受 A、B、C信号控制。
其它任何组合方式将不被选通,且Y0~Y7输出全为“ 1”。
通过控制选通脚来级联,使之扩展到十六位。
例:
G2A=0,G2B=0, G1=1, A=1,B=0,C=0,则 Y0 为“ 0”Y1~Y7为“ 1”,详情见真值表。
74HC595 的作用:
LED 驱动芯片, 8 位移位锁存器
用于驱动显示列,每片74HC595 可以驱动 8 列,多片 74HC595 串接
在一起,串行列数据信号RI(DATA )、锁存信号 STB 、串行时钟信号 CLK 都在这个芯片上
第 8 脚 GND 电源地。
第 16 脚 VCC,电源正极
第 14 脚 DATA,串行数据输入口,显示数据由此进入,必须有时钟信号的配合才能移入。
第 13 脚 EN,使能口,当该引脚上为“ 1”时 QA~QH 全部为“ 1”,为“ 0”时 QA~QH的输出由输入的数
据控制。
第 12 脚 STB,锁存口,当输入的数据在传入寄存器后, 只有供给一个锁存信号才能将移入的数据送QA~QH
口输出。
第 11 脚 CLK,时钟口,每一个时钟信号将移入一位数据到寄存器。
13
第 10 脚 SCLR,复位口,只要有复位信号,寄存器内移入的数据将清空,显示屏 不用该脚,一般接 VCC。
第 9 脚 DOUT 串行数据输出端,将数据传到下一个。
第 15、1~7 脚,并行输出口也就是驱动输出口,驱动LED。
4953 的作用:
行驱动管,功率管
每一显示行需要的电流是比较大的,要使用行驱动管,每片4953 可以驱动 2 个显示行
其内部是两个 CMOS 管, 1、 3 脚 VCC ,2、4 脚控制脚, 2 脚控制 7、8 脚的输出, 4 脚控制 5、6 脚
的输出,只有当 2、4 脚为 “ 时, 7、8、5、6 才会输出,否则输出为高阻状态。
TB62726 的作用:
LED 驱动芯片, 16 位移位锁存器
有些单元板 /模组使用 TB62726 代替 74HC595 ,一片 TB62726 可以驱动 16 列,仅此而已
第 1 脚 GND ,电源地。
第 24 脚 VCC ,电源正极
第 2 脚 DATA ,串行数据输入
第 3 脚 CLK ,时钟输入
第 4 脚 STB ,锁存输入
第 23 脚输出电流调整端,接电阻调整
第 22 脚 DOUT ,串行数据输出
第 21 脚 EN,使能输入
其它功能与 74HC595 相似,只是 TB62726 是 16 位移位锁存器,并带输出电流调整功能,但在并
行输出口上不会出现高电平,只有高阻状态和低电平状态。
74HC595 并行输出口有高电平和低电平输
出。
TB62726 与 5026 的引脚功能一样,结构相似。
14
八.控制信号与显示接口
控制信号的总结:
CLK 时钟信号:
提供给移位寄存器的移位脉冲,每一个脉冲将引起数据移入或移出一位。
数据口上的
数据必须与时钟信号协调才能正常传送数据,数据信号的频率必须是时钟信号的频率的1/2 倍。
在任何情况下,当时钟信号有异常时,会使整板显示杂乱无章。
STB 锁存信号:
将移位寄存器内的数据送到锁存器,并将其数据内容通过驱动电路点亮LED 显示出来。
但由于驱动电路受 EN 使能信号控制,其点亮的前提必须是使能为开启状态。
锁存信号也须要与
时钟信号协调才能显示出完整的图象。
在任何情况下,当锁存信号有异常时,会使整板显示杂乱
无章。
EN 使能信号:
整屏亮度控制信号,也用于显示屏 消隐。
只要调整它的占空比就
可以控制亮度的变化。
当使能信号出现异常时,整屏将会出现不亮、暗亮或拖尾等现象。
RI 数据信号:
提供显示图象所需要的数据。
必须与时钟信号协调才能将数据传
送到任何一个显示点。
一般在显示屏 中红绿蓝的数据信号分离开来,若某数据信号短路到正极或负
极时,则对应的该颜色将会出现全亮或不亮,当数据信号被悬空时对应的颜色显示情况不定。
ABCD 行信号:
只有在动态扫描显示时才存在,ABCD 其实是二进制数, A 是最
低位营销 管理 ,如果用二进制表示ABCD 信号控制最大范围是 16 行( 1111 ), 1/4 扫描中只要
AB 信号就可以了,因为 AB 信号的表示范围是 4 行( 11)。
当行控制信号出现异常时,将会出现
显示错位、高亮或图像重叠等现象。
单元板 /模组上显示接口:
显示接口是用用于连接控制卡和单元板/模组之间连接,已将控制信号传递。
由于存在不同的扫描方式,也就有不同的接口,使用得最多的是08 接口, 12 接口和 04 接口。
不同的接
口主要是信号线的排列顺序不一样,原理是一样的。
室内屏多用 08 接口,室外屏所采用接口非常杂乱,使用12 接口的较多,但 12 接口也不是户外屏的
唯一接口。
选择控制卡和单元板/ 模组时,应尽量选择接口一致的,若买到了不一致的接口,也可以根
据学到的原理进行改线。
接口类型08 接口04 接口12 接口
排列顺序
15
图片
常见于 1/16 1/8扫常见于 1/4 扫常见于 1/4 扫
1、单元板:
单元板是 LED的显示核心部件之一,单元板的好坏,直接影响到显示效果的。
户内条屏常用的单元板规格有(参数)例:
Φ 3.75; 64点宽 x16 点高 ; 1/16扫; 户内亮度 ; 单红 / 红绿双色
参数解释:
发光直径:
指的是发光点的直径,室内屏有Φ5mm Φ 3.75mm、Φ3mm
单元板大小:
64x16 即 64 列 16 行,可显示 16x16 点阵汉字 1 行 4 个
1/16扫:
单元板的控制方式。
户内亮度:
指 LED发光点的亮度,户内亮度适合白天需要靠日光灯照明的环境。
颜色:
单红,最常用,价格也最便宜。
双色一般指红绿,价格高。
如果你想做一个 128x16 点的屏幕, 只需要用 2 个单元板串接起来就可以了。
这样就可以显示 16x16
点阵汉字 1 行 8 个,以此类推。
能够支持多少汉字的显示是由控制卡决定的。
2、电源:
由于 LED显示屏幕属于精密电子设备,所以要采用开关电源,不能采用变压器。
一般采用的开关电
源是 220V输入, 5V 直流输出,功率根据需要选取。
对于1 个单红色户内 64x16 的单元板,全亮的时候,
电流为 2A。
推理出, 128x16 双色的屏幕全亮的时候,电流为8A,所以应该选择 5V/10A 的开关电源。
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3、控制卡:
生产控制卡的厂家很多,控制卡的功能大同小异,可根据易使用、服务好、价格优的原则选择。
下
面这块控制卡可以控制1/16 扫的 256x16 个点的双色屏幕。
该控制卡属于异步卡,就是说,该卡可以断
电保存信息,不需要连接PC都可以显示储存在里面的信息。
采购单元板和控制卡的时候,应注意接口的一致,常用的接口16PIN 08 接口,其它接口还有12 接
口、 04 接口等。
2ABCDG1G2STBCLK16
1NNNENR1R2NN15
解释:
ABCD 为行选信号
STB(LT) 为锁存信号
CLK(CK) 为时钟信号
R1 , R2 , G1 ,G2 为显示数据(组成16 行时用到 R1 、 G1 ,组成 32 行时,下
面 16 行用到 R2 、 G2 ),若是单色只需要R 信号,双色时才用到G 信号
EN 为显示使能,
N 为地( GND )
确认单元板和控制卡的接口一致,就可以直接连接了。
如果不一致,就需要自行制作转换线(转换一下
线的顺序)
4、连线:
分为数据线,传输线,和电源线。
数据线用于连接控制卡和LED单元板的排线,传输线用于连接控
制卡和电脑。
电源线,就是用来连接电源和控制卡,电源和LED单元板。
连接单元板的电源线的铜芯直
径不小于 1mm 毫米)
5、配件制作:
排线 (数据线 )制作 :
排线和电脑机箱里面的数据线类似,只是线的宽度有点差异。
可以在电脑城买到相关的材料。
制作排
线,需要一个工具,就是特殊的钳子(图片),可以大大提高工作效率和良品率。
制作排线的材料有:
排
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线,排线头,排线帽。
这里要注意一下,如果你制作16PIN ( 16 线)的排线,需要购买16PIN 的线和相应
大小的排线头和帽。
制作步骤,把线头用剪刀剪平,然后放头排线头,(注意线和头的平衡),然后放进
压线钳的中央,用力压紧,然后把线绕过来,安装排线帽。
排线帽 很重要,可以有效保护排线,让排线更加结实,不要省。
_
电源线制作 :
电源分为 220V 电源线和 5V 电源线。
220V 电源线用于连接开关电源到市电,最好采用3 脚插头, 可以
在五金店买到。
这里着重讲述5V 直流电的电源线,由于5V 的电流比较大,最好采用铜芯直径在1mm 以上
的红黑对线(务必要红黑)。
有条件的话,最好将线的两头装上金属件。
_
RS232 线制作 :
RS232 线,用于连接电脑和控制卡, 更新屏幕数据。
这里需要用到 DB9 头和网线(可以在电脑城买到) 。
仔细观察 DB9 头,上面有数字的,将5 连接棕,将 3 连接棕白。
将网线夹紧,装好在DB9 头。
(这里很重
要,一定要夹紧,自己用力拉几下,看看是否一拉就断)。
然后用万用表测量一下两头,是否导通。
这里需
要指出, DB9 的头分公头和母头的。
计算机后面的属于母座,所以要买个公插对应。
如果不明白请仔细观察
一下你的 PC 。
现在的笔记本一般没有串口,请购买一条USB 转 RS232 串口的线。
_
6、布线指南:
第一次安装,请严格按照步骤来操作,减少错误发生。
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第 1 步:
检查电源电压,找出直流正负连接开关电源,将220V电源线连接到开关电源,(确认连
接正确后,连接到 AC或者 NL 接线柱)然后插上电。
会发现电源有个灯会亮,然后用万用表,直流档测
量一下 V+ 和 V- 之间的电压,确保电压在 4.8V-5.1V之间,旁边有个旋钮,可以十字螺丝刀调节一下电
压。
为了减少屏幕发热延长寿命,在亮度要求不高的场合,可以把电压调节到4.5V-4.8 之间。
确认电
压没有问题后,断开电源,继续组装其他部分。
第 2 步:
先把电源关闭。
将 V+连接红色线, V-连接黑线,分别连接到控制卡和LED单元板,黑线接
控制卡和电源的 GND 红线连接控制卡的 +5V和单元板的 VCC。
每个单元板 1 条电源线。
完成后,请检查,
连接是否正确。
第 3 步:
连接控制和单元板,用做好的排线,连接。
注意方向,不能接反。
请注意,单元板2 个 16PIN
的接口, 1 个是输入, 1 个是输出,靠近74HC245/244的是输入,将控制卡连接到输入。
输出连接到下一个
单元板的输入。
_
第 4 步:
连接 RS232 数据线,将做好的数据线一头连接电脑的DB9 串口,另一头连接控制卡,将 DB9
的 5 脚(棕)连接到控制卡的GND ,将 DB9 的 3 脚(棕白)连接到控制卡的RS232-RX 。
如果你的 PC 没
有串口,可以到电脑城买条USB 转 RS232 串口的转换线。
19
第 5 步:
再次检查连线,是否正确,黑线连接的是-V 和 GND 红线连接的是 +V 和 VCC +5V。
第 6 步:
接通 220V,正常情况下,电源灯亮,控制卡亮,屏幕有显示。
如果不正常,请检查连线。
或者查看错误检修。
第 7 步:
打开下载的软件,设定屏幕的参数,发送字幕。
具体参照软件使用说明。
7. 外框制作:
外框分类:
支架,简易框,不锈钢边框
支架制作:
根据不同的应用场合,外框要求不一样,我们先讲述内嵌安装的时候,不需要外框,但是需要一个
安装支架。
安装支架一般用铝型材,比较轻便,切割加工容易。
我们也可以用万能角铁(就是有很多孔
的直角形的铁条)。
我们可以看到单元板背面有安装用的铜柱,是用来把单元板固定在支架,支架应该
长一点,预留灯箱的安装孔。
把单元板,控制卡,电源都固定在支架,数据线和220V电源线要绑在支
架上,要绑好,打个结,不要扯几下就掉。
这样一个最简单的屏幕就组装好了。
可以拿去安装在其他设
备上面,如灯箱。
_
简易框制作流程:
我们看到买回来的单元板,会发现亮度不一,或者应用的场合可能有水花,这个时候就需要在屏幕
表面贴一个有机玻璃, 有机玻璃一般采用茶色, 或者暗红色的。
有机玻璃可以在广告和装饰材料店买到,
是按斤买的。
我们采用薄一点的,太薄可能容易弯曲。
这里需要提醒,由于有机玻璃的切割需要技巧,
最好在买的时候,准备好尺寸,让店铺帮你切割。
对于一般场合,需要一个框,我们可以使用铝合金型
材(例如截面是正方形的空心铝条),我们可以去铝合金型材店买到。
如果采用铝合金框的话,屏幕很
小的话,可以把单元板直接固定在外框,强度足够的话,就不需要支架了。
具体外框制作工艺,可以参
考灯箱的制作。
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不锈钢框制作流程:
我们可以看到,很多LED屏幕外框都是不锈钢的。
其实不锈钢的外框,只是在简易边框的基础上,
包一层薄薄的不锈钢皮。
看上去美观,大方,增加附加值。
至于包框的流程需要用到折边机,我们可以
到厨具制作的小五金厂,代为加工。
最好到专业LED外框 * 作店。
专业店,最大的差别就是包边的接缝
的很小。
铝合金外框:
我们可以到铝合金型材的材料店购买到符合屏幕厚度的材料,然后切割组装。
电源及功率计算:
LED屏的功率一般取决于单元板的595 数量,全亮 1 个 595 的最大功率为 0.4A 。
数一下单元板上面
595 的数量就可以计算出功率的。
如果屏只是显示文字,1 个 595 的功率 0.2A 内。
由于现在很多的电源
的最大输出功率并没有标称那么大,也很少出现全亮的情况,所以最大功率等于标称功率基本就OK。
当
然功率选大一点有好处。
这里推荐使用铁壳的 LED专用 5V 电源。
功率从 5V 10A-40A
提示:
如何知道电源功率是否足够?
屏全亮,测量电源的接线柱的电压
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