LED點陣是公共信息的一種重要顯示終端，其中大屏幕LED點陣顯示屏在許多場合得以應用。大屏幕顯示技術比中小屏幕顯示難度更大，因為其屏幕大，LED點數多， 而又要在極短時間內刷新每個點，這就要求其掃描速率必須非常高，此外，大屏幕作為信息發布的重要媒介，對其穩定性、可靠性以及可擴展性要求都很高，只有設計合理的控制電路才能滿足上述要求。本文著重討論LED大屏幕設計中控制電路的幾種設計方法，針對不同的設計要求給出了不同的解決方案。

　　1 LED大屏幕系統的工作原理

　　典型的LED大屏幕顯示系統主要由信號控制系統﹑掃描和驅動電路以及LED陣列組成，系統結構如圖1所示。目前大多數LED顯示屏的屏幕設計采用的是模塊化的結構，它的基本單元是LED顯示單元模塊，屏幕大小和形狀可靈活改變，顯示屏的安裝和維護也十分方便。

圖1 系統原理框圖

　　信號控制系統是微機系統﹑單片機系統﹑微機Z單片機主從控制系統﹑可編程邏輯器件控制系統、紅外遙控系統﹑傳呼接收與控制系統等等。信號控制系統的任務是生成或接收LED顯示所需的數字信號，并控制整個LED顯示系統的各個部件按一定的分工和時序協調工作。行驅動電路多為三極管陣列，給LED提供大電流。列驅動由串入并出移位寄存器和鎖存器（或帶鎖存功能的移位寄存器）構成。

　　待顯示數據就緒后，控制系統首先將第一行數據送入移位寄存器并鎖存，然后由行掃描電路選通LED陣列的第一行，點亮一段時間后，再以同樣方法顯示后續行，直至完成一幀的顯示內容，如此循環往復。根據視覺暫留的原理，能夠實現24f/s的顯示才能夠讓肉眼沒有明顯的停頓感，相當于響應時間要達到，40ms以下。當LED顯示屏面積很大時，傳輸的數據量也非常大，從而增加了顯示系統的響應時間引起閃爍，為提高視覺效果，可以分區并行顯示。

　　在高速動態顯示時，LED的發光亮度與掃描周期內的發光時間成正比，所以通過調制LED的發光時間與掃描周期的比值（即占空比）可以實現灰度顯示。

#p#分頁標題#e#　　2 LED大屏幕控制電路的設計

　　控制電路的設計是大屏幕系統設計的核心，控制電路設計包括信號控制系統、掃描電路和驅動電路的設計，控制電路的設計一般由數據存儲器、數據緩存器、計數器﹑同步控制器﹑讀寫控制器﹑主從控制器、地址控制器、幀存儲器﹑數據選擇器、灰度調制器、移位寄存器等構成。目前來說，LED顯示屏控制電路設計廣泛采用兩類器件作為其控制核心來實現，一類是單片機控制系統，另一類是可編程邏輯器件。

　　2.1 基于單片機的控制電路設計方案

　　基于單片機的控制電路主要有兩種方案，一種是一片單片機作為主控器件控制和協調大屏幕整個顯示系統的顯示，一種是多片單片機構成多處理器，其中一片作為主CPU，其它作為子CPU 一起控制大屏幕的顯示。

　　圖2 是采用單片CPU 設計的控制電路機構示意圖，用89C52單片機作為控制核心。單片機接收從PC機或其他信息源發送來的顯示數據，存儲在Flash中，同時用RAM 6264作為場顯示緩存區，以實現不同顯示播出方式。89C52控制切換開關C1，C3和C2，C4同時對幀存儲器A，B交替進行數據的讀寫操作，將讀出的數據進行并行5串行轉換送給顯示屏進行顯示刷新。其中，自動地址生成器由4個計數器串聯構成，并配以振蕩電路提供計數時鐘，對于一個M×N個像素的單色屏，當刷新頻率為60Hz時，計數頻率為M×N×60Hz對于多灰度級彩色大屏幕，數據送到顯示屏之前要進行灰度調制重現圖像的色彩，對數據的處理速度要求更高，采用單片機控制可能在速度上無法滿足要求。

圖2 單片CPU控制電路結構示意圖