会展用大屏幕LED显示系统的设计与实现

摘要：LED显示系统是半导体技术的一种典型且广泛的应用。文中设计了一种适合会展用的LED显示系统，该显示系统分为硬件系统和软件系统，在由输入信号的控制下，完成数据的储存与更新、画面显示、动画处理等功能。设计的大屏幕LED显示系统，只需要辅以简单的外围电路即可满足会展时大屏幕LED的使用，增强了LED大屏幕的普适性。实际应用表明该设计稳定可靠，具有较强的实用性。

LED显示技术又称为LED技术，因其具有寿命长、高亮度等优点，故受到了广泛关注，当前大屏幕LED显示屏被广泛应用于会展、体育场、车站等场所，并主要用于显示动画、文字等内容。LED技术是当前炙手可热的一种半导体技术，其有着良好的发展前景，为此本文针对会展中使用的大屏幕LED显示系统进行研究，并详细介绍了LED显示系统的设计与实现。

1 LED显示系统

会展中使用的大屏幕LED显示系统，由两部分组成，分别是控制系统和显示系统，其中显示系统则是由多个LED显示驱动器组合而成的，为了确保LED显示系统的显示效果，在显示系统设计的过程中，这些显示驱动器需要选择相同的电路，由此来避免因电路的不同，导致显示系统的显示效果受到一定影响。

在整个大屏幕LED显示系统设计的过程中，显示系统和控制系统起着关键性的作用，根据LED显示系统的显示原理，设计的LED显示系统结构如下图所示。LED显示系统显示的是文字、动画等内容，所以需要将其存储器中的信息不断更新，以帮助显示系统进行相关信息的更新。

大屏幕LED显示系统是显示和控制同步进行的系统，将接收到的信号、信息，通过网络传输到LED系统的接收端，并在大屏幕上显示出来。

LED显示系统中有不同的显示模块组成，例如由16个显示模块组成的显示单元，而在每个显示单元，纵向和竖向的向像素均不同。此外，显示电路中还含有其他的组成部分，共同的构成LED显示系统。

LED显示系统的控制系统结构如图2所示，在LED显示系统的控制结构中，单片机为控制核心，在每个单片机内均含有Flash存储器，便于使用，同时可进行程序的加密，并为系统设计的知识产权进行保护。有着强大的功能和作用。

2 大屏幕LED显示系统设计

从LED显示系统的发展中进行分析，LED显示屏的尺寸越大，需要的画面像素则越多，且所需的数据量也就越大，在进行数据显示的过程中，若需要采用多种显示方法进行信息的显示，则需要的数据量成本也在不断增加，按照以往的处理方法，一边进行数据处理一边进行信息的显示，则会中断数据显示，对于小速度的单片机而言，无法承受。因此在大屏幕LED显示系统中应用，产生的显示画面，会不平滑，不仅难以满足需求，且还容易遭到破坏，故显示缓冲区的容量需要增加，在信息显示前，将需要进行处理的数据，在一定的显示要求下，进行完整的处理，并将这些处理过的信息放入显示缓冲区，即方便显示，同时也将数据处理所占用的时间进行了缩减。

大屏幕LED显示系统，在工作的过程中，需根据信息的数量逐一进行信息的扫描，同时也需要对显示屏的尺寸和像素等进行扫描，大屏幕LED显示系统的显示屏扫描、刷新速

度较慢，占用的时间过长，在扫描刷新的过程中，还会出现图像的闪烁。为此需要对大屏幕LED显示系统进行单元化设计，例如大屏幕显示器有256行，将其分为8个单元进行扫描，每个单元只需要扫描32行便可，而各个单元之间具有良好的通用性，因此扫描速度得以加快。而数据传输中的速度，对LED显示系统的扫描刷新速度也会产生影响，其也是重要的影响因素之一，在大屏幕显示系统设计的过程中，需考虑到这一问题，为了将其数据传送所花费的时间进行缩减，可适当的将显示系统中的时钟在电路的频率进行提高，但需注意的是这种提高不能超过相关阈值，否则将造成LED显示系统的不稳定。

在大屏幕LED显示系统设计的过程中，硬件系统的结构和工作流程均需要进行关注，软件系统设计的过程中，也会产生众多问题，小屏幕LED显示系统，在设计的过程中为了可以实现多种方式的显示，在显示程序设计的过程中，会采用同时进行数据处理和显示，但对于大屏幕LED显示系统的设计而言，该种方法则完全不适用。因大屏幕LED显示系统设计中，需要处理的数据较多，需花费较长的时间进行处理，进而造成显示画面不平滑等问题的产生，所以在对其进行的设计过程中，需要对此进行改进。

此外针对在大屏幕LED显示系统设计的过程中，除了以上需要考虑的问题之外，还需考虑通信距离等问题，为大屏幕LED显示系统的设计与实现提供先决条件。

3 会展用大屏幕LED显示系统设计

大屏幕LED显示系统的设计，需从硬件设计和软件设计两方面进行：

1)硬件设计

大屏幕LED显示系统的硬件设计，显示电路的具体结构如图3所示。

因显示系统中的数码管较多，故需要对数码管的分布进行设计，若数码管数量为30个，可进行5x6的排布。在驱动器驱动的过程中，数码管可采用静态或动态的方式进行显示，而所需显示的数据，可通过单片机、数码管进行传输。

2)软件设计

为了更好的保证大屏幕显示系统的显示效果，需采用一定的措施对显示驱动进行有效的处理，在硬件设计中的数码管阵列中建立一个显示缓冲区，对需要进行显示的数据，在显示缓冲区内，进行缓冲，在显示驱动器驱动中断发生时，可将显示缓冲区的缓冲字符、信息等进行输出，便可完成显示。

3)电路设计

LED显示系统采用的驱动控制器具有较高的适应能力，可使用各种电源进行供电，其输出的电压在可控制范围内。而电路的设计需较为简单，且成本低，其电路设计如图4所示。

由图中可看出，电路由全波和滤波电容两部分组成，以完成整个电路的电流输出。在整个电路中各个元件均有各自的作用，例如电感器L1，在LED显示系统工作的过程中，为驱动电路提供电流，保证整个电路中电流的均衡，促进LED进行工作。经实际测试证明，该系统运行正常稳定，且由于外围电路设计简单，便于在会展等对可移动性要求较高的户外场合应用。

4 结束语

随着科学技术的发展，今后LED电子屏的功能将更加的完善，运行更加安全和稳定，大屏幕LED显示系统的设计，将会不断的更新，显示屏也会越来越大，而需要处理的数据则会越来越多，为此在LED显示系统设计的过程中，需要根据显示屏的特点和要求进行设计，以满足日常使用需求，通过其来扩展LED显示系统的功能和作用。