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全彩LED顯示屏同步系統投計

發布時間:2020-06-09 12:39人氣:
全彩LED顯示屏


       科技的發展,顯示屏與電腦等相關設備的連接使用成為一種必須。為了方便場合的應用,顯示屏的應用分為同步和異步,同步與異步,故名思義:同步即為控制設備與顯示屏實時進行通訊,異步為控制系統與全彩LED顯示屏獨立運行。基于同步顯示方式較為常用,下面同步顯示做一個介紹。

一、系統總體設計
系統硬件分為三個部分。首先,通過顯卡顯示信息實時提取電路從顯卡中實時提取出VGA單色數字視頻信號、像素時鐘、行同步、幀同步,經過處理后由輸出介質傳輸過去;第二部分是

CRT視頻信號到信號轉換電路,該電路把傳輸介質傳送過來的圖像信號經選擇、存貯、讀取、分配,轉換成為對應于LED點陣屏的顯示信號;第三部分是LED驅動板,它接收轉換后的LED

顯示信號,并分配給LED點陣屏對應的像素點,驅動LED顯示。
二、顯卡顯示信息實時提取電路
  在VGA方式下,當在VGA上顯示某種顏色時,首先由視頻存貯器輸出一個顏色號,該顏色號實際上是用于選擇調色板寄存器的,被選中的調色板寄存器又產生一個八位索引地址,用來選擇

數字模擬轉換器(DAC顏色寄存器),DAC顏色寄存器共有256個,每個寄存器由18位組成,當選中某個顏色寄存器時,同時將其中的18位數字信號進行模數轉換,轉換成為模擬紅、綠、藍三色

信號,送模擬監視器,實現掃描顯卡。
  當VGA工作在顯示模式18時,即十六色模式的時候,調色板寄存器輸出的八位索引地址的低四位(從P0到P3)實際上就是數字視頻信號藍、綠、紅以及亮度信號,我們可以利用VGA的這一

特點,直接提取單色數字視頻信號。在實際電路中,通過顯卡26芯特征插座來實現這一功能。其中P0到P7為八位索引地址,17腳、21腳、23腳分別為像素時鐘、行同步、場同步。特征插座一

方面把這些信號送往顏色寄存器反模擬監視器,另一方面可以對外輸出,所以,我們從顯卡26芯特征插座上直接提取出一路單色視頻信號,經八位串轉并變換后經長線傳輸出去,同時提取出

像素時鐘、場同步信號、行同步信號,用于以后的信號轉換及顯示。八位串/并轉換是基于兩方面的原因:一是因為在VGA圖形模式下,一個像素由八位組成,八位并行輸出實現了一個像素一

個像素的傳輸;二是八位串/并轉換降低了數據傳輸速率,便于長線傳輸。
  VGA掃描時序與LED發光字燈串掃描時序有所不同,因此,必須把VGA視頻信號轉換成為對應于LED大屏幕的顯示信號,這主要通過對兩片SRAM
  (SRAM1和SRAM2)的讀寫來完成。兩片SRAM交替處于讀寫狀態,假設在某一場時,SRAM1處于寫狀態,SRAM2處于讀狀態,這時,SRAM1的寫信號有效,讀信號無效,同時,寫地址發生器產

生的寫地址被選通輸入SRAM1,這樣,就把數字視頻信號寫入SRAM1;對于SRAM2,寫信號無效,讀信號有效,同時,選通讀地址輸入SRAM2,從而讀出SRAM2中前一場已寫入的數據,用于分配、傳輸

和顯示。
  (一)VGA視頻信號的選擇
  VGA視頻的分辨率與LED大屏幕不同,在本系統中,我們實現的LED大屏幕的分辨率為256×128,而VGA工作于18模式時,其分辨率為640×480,這樣,LED屏幕不能完整顯示整個視頻圖像,而

只能選取其中一部分進行同步顯示。VGA視頻圖像的選擇,是通過寫地址發生器和讀地址發生器來完成的。寫地址發生器在產生寫地址的同時,產生一個寫控制信號,該控制信號在一幀中選定

行期間有效,其余時間無效,從而僅被選擇行的數據寫入SRAM中,完成了對于行的選擇;同理,讀地址發生器在產生讀地址的同時產生一個讀控制信號,它控制讀移位信號僅在選定列期間有

效,即只移位讀出選定列的數據,從而完成了對VGA視頻信號列的選擇。
  (二)SRAM數據的讀出、分配
  SRAM中存儲的數據,需要按一定的順序讀出、分配,使它對應于LED大屏幕,這里,我們采用分區電路的方式,即把整個LED大屏幕按16的倍數分區,LED大屏幕共有256行,所以分為十六

個分區。數據的讀出分配按下面的順序進行:首先是第一分區第一行第一個像素,然后是第二分區第一行第一個像素,……第十六分區第一行第一個像素,接下來是第一分區第一行第

二個像素……按這樣的順序下去,讀出的數據經八位移位寄存器并轉串輸出,從而使十六個分區對應位置的數據同時傳輸。
  采用分區電路有兩方面的優點:第一,將LED大屏幕分為十六分區后,數據的傳輸速率降低為原來的十六分之一,便于數據傳輸;第二,發光二極管余輝時間短,要求屏幕刷新頻率高,如

果整頻刷新,則需要的時間長,會產生閃爍現象,采用分區電路后,十六個分區同時刷新,這樣,在不增加硬件復雜程度的基礎上,克服了屏幕閃爍現象。
三、驅動電路
  轉換電路輸出的數據進入LED驅動電路板,圖像數據必須被準確地傳送并分配到對應的LED點陣像素處,系統采用動態逐行掃描的方式驅動LED顯示。因為各分區數據同時傳輸,所以各分區

的數據傳輸分配及LED驅動是一致的。本系統中,采用的LED模塊是8×8dot行共陽、列共陰模塊,采用行共陽驅動方式,即圖像數據輸入陰極,通過在共陽極施加高電平驅動LED顯示。圖像數

據的輸入是通過八位移位寄存器595,每一個595芯片對應一個LED模塊,一場開始時,首先,移位信號控制第一行數據輸入,當一行數據全部移位進入后,出現一個鎖存信號,數據鎖存輸出到

LED模塊,同時,第一行共陽極輸入一高電平,點亮第一行;在第一行點亮期間,同時移位輸入第二行數據,第二行全部移位進入后,又出現一個鎖存脈沖,同時第一行共陽極高電平消失,第

和二行共陽極輸入高電平,驅動第二行顯示,第一行熄滅……即每次點亮前一行的同時,移位輸入第二行數據,保持畫面連續。

  由上述三部分硬件,實現了VGA視頻與LED顯示屏的同步顯示,使全彩LED顯示屏跟蹤VGA視頻顯示。
同步系統不受環境影響,在實現高亮度同時,還可以根據顯示屏幕的大小來做選擇播放分辨率,大大的降低了因異幕尺寸不同而造成的屏幕不共用性。



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