LED显示屏的构成及工作原理

本文简单地讲LED显示屏就是由若干个可组合拼接的显示单元(单元显示板或单元显示箱体)构成屏体，再加上一套适当的控制器(主控板或控制系统)。所以多种规格的显示板(或单元箱体)配合不同控制技术的控制器就可以组成许多种LED显示屏，以满足不同环境，不同显示要求的需要。 

一、LED显示屏的主要构成(以较为复杂的同步全彩屏为例)

1、金属结构框架,其作用是构成内框架，搭载显示单元板或模组等各种电路板以及开关电源

2、显示单元：是LED显示屏的主体部分，由LED灯及驱动电路构成。户内屏就是各种规格的单元显示板，户外屏就是模组箱体。

3、扫描控制板：该电路板的功能是数据缓冲，产生各种扫描信号以及占空比灰度控制信号。

4、开关电源：将220V交流电变为各种直流电提供给各种电路。

5、传输电缆：主控仪产生的显示数据及各种控制信号由双绞线电缆传输至屏体。

6、主控制仪：将输入的RGB数字视频信号缓冲，灰度变换，重新组织，并产生各种控制信号。

7、专用显示卡及多媒体卡：除具有电脑显示卡的基本功能外还同时输出数字RGB信号及行，场，消隐等信号给主控仪。多媒体除以上功能外还可将输入的模拟Video信号变为数字RGB信号(即视频采集)。

8、电脑及其外设

图1 LED显示屏系统组成

二、主要功能模块分析

1、视频播出

通过多媒体视频控制技术和VGA同步技术，可以方便地将多种形式的视频信息源引入计算机网络系统，如广播电视和卫星电视信号、摄像视频信号、录像机VCD视频信号、计算机动画信息等，因而可以实现下列功能：

支持VGA显示，显示各种计算机信息、图形、图像。

支持各种输入方式；支持PAL、NTSC等各种制式。

实时显示彩色视频图像，实现现场转播。

转播广播电视、卫星电视及有线电视信号。

电视、摄像、影碟等视频信号的即时播放（VCR、VCD、DVD、LD）。

具有同时播放左右不同比例的画面及文字的功能

2、计算机播出

图文特技显示功能：具有对图文进行编辑、缩放、流动、动画功能。

显示各种计算机信息、图形、图像及2、3维计算机动画并叠加文字。

播出系统配有多媒体软件，可以灵活输入及播出多种信息。

有多种中文字体和字型可供选择，同时还可输入英文、西班牙文、法文、德文、希腊文、俄文、日文等多种文字。

有多种播出方式，如：单/多行平移、单/多行上/下移、左/右拉、上/下拉、旋转、无级缩放等。

通知、通告、公告和新闻的编辑、和播放即时发布，并有多种字体供选择。

3、网络功能

配有标准网络接口，可与其它标准网络连网（信息查询系统、市政宣传网系统等）。

采集播出各数据库实时数据，实现远程网络控制。

通过网络系统可以进入Internet网

具有声音接口，可接入音频设备，达到声像同步。

4、屏幕控制机

屏幕控制机控制其对应的显示屏显示效果。它可以自动运行一个不断循环的程序，根据给定的节目单去服务取得相关的显示数据，也可以人工干预，产生屏幕上的显示效果。屏幕上像素和屏幕控制机显示器相应区域上的像素——对应，直接映射。

通过屏幕控制机可以手动调节显示屏的亮度，选择适合当前环境的灰度非线性校正数据，屏幕控制机也可以通过网络系统根据环境亮度自动调节显示屏亮度和选择不同的灰度非线性校正数据。

通过屏幕控制机可以调节图像显示的对比度、色度等。屏幕控制机将要显示的信息传送到视频处理和控制单元进行视频处理。

5、视频处理和控制单元

视频处理和控制单元完成显示数据的图像处理，这些处理包括：

第二级灰度非线性校正，可以自动或手动调节。

自动或手动无级亮度调节。

灰度级控制系统可以控制显示屏显示每基色各8位的24位数据，即各基色256级灰度。

图像降噪处理，保证图像更加干净和平滑。

图像增强技术，图像边缘增强技术。

运动补偿技术，色度调节功能。

6、视觉处理

在系统中，可以分别调整单个模组每基色的亮度，调整色平衡，基本消除马赛克现象，所有模组和显示模块亮度一致性好，单色显示无视觉差。

视频处理和控制单元将处理好的显示信息传送到通信模块以便长距离传送到显示屏上。

7、通信模块

通信模块保证屏幕控制机的显示内容准确无误地长距离传输到显示屏上。通信模块对传输的信息进行编码解码处理，进行长距离传输和接收数据处理。通信模块将显示信息传送到数据分配和扫描单元上。

三、显示屏主要工作原理

LED显示屏通常由主控制器、扫描板、显示控制单元和LED显示屏体组成，主控制器从计算机显示卡获取一屏各像素的各色亮度数据，然后分配给若干块扫描板，每块扫描板负责控制LED显示屏上的若干行（列），而每一行（列）上的LED显示信号则用串行方式通过本行的各个显示控制单元级联传输，每个显示控制单元直接面向LED显示屏体。 主控制器所作的工作，是把计算机显示是配卡的信号转换成LED显示屏所需要的数据和控制信号格式 。 显示控制单运的作用，和图像显示屏的情况类似，一般由带有灰度级控制功能 的移位寄存器锁存器构成。只是视频LED显示屏的规模往往更大，所以应该使用集成规模更大的集成电路。 扫描扳所起的作用正所谓承上启下，一方面它接受主控制器的视频信号，另一方面把属于本级数据传送给自己的各个显示控制单元，同时还要把不属于本级的数据向下一个级联的扫描扳传输。视频信号和LED显示数据，在空间、时间、顺序等各方面的差别，都需要有扫描板来协调。