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LED顯示屏亮度和顏色的調整方法
作者:管理員    發布于:2011-05-16 15:58:07    文字:【】【】【

    目前,雙基色發光二極管(LED)顯示屏的生產制造數量比較多,其技術也相對成熟。各個企業制造的顯示屏的結構、原理基本相似,有些專業生產顯示多媒體卡,因此,提高顯示屏的技術性能、降低成本是各個企業競爭的關鍵所在。現在,市場上銷售的LED顯示屏的價格基本相同,但是,不同的企業生產的顯示屏的質量不同,其原因是多方面的,主要有:①LED顯示??櫚鬧柿?、亮度、亮度均勻性、封裝等技術;②數據的通訊傳送方式,抗干擾能力;③顯示掃描電路電流的多點調整,控制每一點的電流。經過多點調整的顯示屏不僅均勻性比較好,而且顯示圖像的亮度、顏色效果更好,專用顯示掃描電路具有比較好的顯示效果,但是價格相對較貴。
現在,市場上銷售的LED顯示屏是很多企業利用相同的設計技術、方法、顯示??檣?,但其性能差別比較大。顏色配比的不同,產生圖像效果差別就很大;??櫚納杵德?、工作電流既影響亮度,又涉及到使用壽命等問題。因此,正確地確定各項技術參數是制造顯示屏的關鍵所在,也可以說是技術經驗的體現。

2  顯示掃描原理

各個企業制造的LED顯示屏的控制結構有所不同,但是,顯示屏的顯示掃描電路基本相同。雙基色LED顯示屏的顯示掃描電路如圖1所示。在圖1中,IC1、IC2是數據鎖存器電路74HC595,分別鎖存紅色、綠色數據,它們的性能是:①串行輸入8位并行輸出;②數據鎖存、數據清除功能;③輸出具有比較強的驅動能力。電阻RPB1、RPB2是限流電阻,根據顏色和??櫚牧煉壤囪≡袼塹氖?。ML1是雙色LED顯示???,共有8行X8列=64個LED,其中,8個引腳是紅色信號輸入端,8個引腳是綠色信號輸入端,8個引腳是行控制輸入端,共有24個引腳。三極管  Q0,Q2,…Q7是行選通、驅動作用。IC3是3-8地址譯碼電路74HC138,8個選通輸出端分別控制相應的行。圖中電路是顯示屏的原理電路,其數據傳送方式是數據傳送與行信號異步進行:首先,同時傳送8位紅、綠顏色數據到電路IC1、IC2并將數據鎖存,然后再傳送.掃描電路板的設計要求具有比較低的生產成本,因此,許多企業都設計成雙面電路板,這樣可以節省約三分之一的電路板成本。在顯示??櫚南嚶Τ嘰綬段?,要安放上圖中的全部元器件,其對應的雙層印刷電路板編制具有較大難度,所以IC1電路特別適合點陣掃描原理的LED顯示??櫚那?。顯示掃描電路都是采用串行方式傳送數據,這樣既可以節省電路板的位置,又適合顯示屏與計算機之間的數據傳送。

3  工作狀態分析

顯示掃描電路的原理是動態掃描方式,不能靜態測量其工作電流,因此,要計算出工作電流,就要分析動態參數。圖2是一個LED的工作電路圖。電路中Q8是驅動電路,正端接電源,控制端接74HC138的輸出,輸出端接LED發光二極管D,與限流電阻連接,電阻接74HC595的數據輸出端。LED的點亮方式是:控制74HC138的片選信號無效,為不選通,之后74HC595輸出電平,低電平為點亮信號,再選通74HC138,控制輸出選通信號,此時,有電流I0從Q8輸出,流過D、R1后,進入74HC595的數據輸出端。
在圖中,Vab是加在LED上的電壓,紅、綠色高亮度發光二極管的壓降均約2~3V,Vbc是加在限流電阻兩端上的電壓,通過調節限流電阻的數值,就可以改變電路的工作電流I0,當電阻R1=0時,電路依靠74HC595的輸出有源電阻作為限流電阻。
在掃描電路中可以看出,電路結構比較簡單,合理地調整各個部分工作參數就能夠使電路工作在最佳狀態。在選擇電路時,還要準確掌握各個公司電路的性能,以及之間的技術參數的差別。不同型號的器件技術參數也有所區別,表1是74HC595的技術參數,表中給出了Texas  Instru-ments,ST,PhiliPs公司的74HC595的技術參數。在表中可以看出不同的公司生產的電路略有不同,因此,一塊顯示屏盡量要使用同一公司的電路器件,以免由于參數的差別影響顯示屏的顯示效果。
在表1中,Iik為輸入尖峰脈沖電流,Iok為輸出尖峰脈沖電流,I0為連續輸出電流,Vcc為最高供電電壓,fmax表示在25℃時的最大工作頻率(隨著負載電容的不同,工作頻率也不同),ta為工作溫度。表中元件SN74HC595、M74HC595、74HC595對應公司是Texas  Instruments,ST,Philips。

4  亮度和顏色的調整

4.1  亮度和顏色的調整
制造大屏幕時,首先要按照亮度指標選擇LED或者顯示???,其次是根據選擇的產品紅、綠、藍顏色的亮度比來確定哪一種顏色為基準,一般是將亮度比例低的一種作為亮度基準,當基準的一種已經達到最大亮度時,調整另外一種(雙色)或兩種(全彩)。顯示屏幕是雙色時,大多數情況下以綠色為基準,調整紅色二極管的工作電流。一般是降低工作電流,以平衡顏色黃色為調整標準,這樣就要減小整個顯示屏幕的亮度。顯示屏的顏色調整至最佳平衡狀態,則會使屏的亮度降低。如果顯示屏幕為了達到亮度要求,將每一種顏色都達到最大的亮度,那么就失去了顏色的平衡,例如:雙色屏幕的黃顏色偏紅,或者偏綠。
TTL輸出低電平約為0.4V,若作灌電流輸入,正常的最大灌入電流為35mA,當超過此電流時,輸出低電平升高,隨著電流的增加,輸出低電平不斷升高,即有輸出電壓大于0.4V電路仍工作正常。在顯示掃描電路中,工作電流為20mA可以滿足控制紅色的要求,因為紅色LED的亮度比較高;綠色LED的工作電流要高于20mA,電流約在30~50mA之間,此時,74HC595的輸出電壓也要增加,其原因是74HC595有輸出電阻,而且是非線性變化。

4.2  掃描頻率調整
掃描電路以動態掃描、靜態驅動的方式工作。顯示屏的掃描頻率受到顯示??榻峁溝南拗?,每個??橛校浮粒父觶蹋牛?,整個顯示屏??櫚男惺萑看?,更新一次數據時間比較長,當掃描頻率為100Hz時,整屏的亮度就會降低。若降低屏的掃描頻率,顯示亮度降低。實驗證明,描掃頻率與顏色的關系比較小。

5  結論

經過對雙色LED顯示屏的設計和分析,有效地調整了電路的技術參數,得到比較好的顯示效果。事實證明,合理地分析電路的技術特性,使電路處于最佳的工作狀態,將能達到理想的顯示效果。選擇不同公司的74HC595電路,顯示效果有區別,在一塊顯示屏中,盡量要選擇相同的電路,避免由電路參數不同影響顯示效果。
顯示屏的設計和制造的重要條件是生產成本,因此,在選擇元器件的過程中,在滿足要求的情況下,選擇價格低的。在本文的技術設計和分析的基礎上,將顯示屏的電路調節到最佳效果,制造出性能/價格比高的顯示屏,具有市場競爭力。

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