LED显示屏控制系统技术现状及发展
丁铁夫严飞
长春希达电子技术有限公司
一、引言
20世纪90年代以来，LED显示屏的制造技术和应用水平日益提高，在LED器件材料和控制技术方面也不断涌现新的成果，高亮度蓝色LED和纯绿色LED芯片的问世和商品化，使得全彩色LED显示屏成为现实并大量进入市场。LED显示屏经历了单色，双色图文显示屏，到图像显示屏，直到全彩色LED视频显示屏。在此发展过程中，LED显示屏控制系统也经历了从低灰度4bit到高达16bit灰度的发展过程，显示屏的动态显示效果不断提高；从最初简单的模拟通信方式到现在的实时数字信号远距离传输，使显示屏能够快速显示高清晰的画面；从最初几十赫兹的刷新频率到现在高达上千赫兹的刷新频率，使显示屏适用于各种影像拍摄器材而画面无闪烁。LED显示屏控制系统分为异步控制系统和同步控制系统。异步控制系统又称脱机控制系统，早期脱机控制系统主要用来显示各种文字、符号和图形或动画为主。画面显示信息由计算机编辑，经RS232485串行口预先置入LED显示屏具有存储功能的显示控制系统中，然后脱离计算机播放，循环往复，显示方式丰富多彩，效果变化多样。其主要特点是：操作简单、价格低廉、使用范围较广。近年来，由于RISC芯片技术的迅速发展及嵌入式操作系统的广泛应用，脱机控制系统在显示、控制及处理能力方面得到突破，可以支持高分辨率全彩LED屏幕的显示控制和标清、高清视频的播放。同步控制系统，主要用来实时显示视频、图文、信息发布等，用于室内或户外全彩大屏幕显示屏。同步控制系统控制的LED显示屏的工作方式基本等同于电脑的监视器，它以至少60帧秒更新速率点点对应地实时映射电脑监视器或其他视频播放设备上的图像：通常具有多灰度的颜色显示能力，可达到多媒体的宣传广告效果。其主要特点是：实时性、表现力丰富、操作较为复杂、价格高。同步控制系统通过DVI或HDMI等数字接口与PC机的显卡及他具有数字视频接口的播放设备连接获取需要显示的图像信息。DVI接口，最高输出分辨率可达1920×108060Hz，色彩深度为8bit。HDMI接口与DVI接口采用相同的传输技术，因此HDMI接口可以兼容DVI接口。除了DVI接口现有的性能外，HDMI接口还支持音频传输和更高14bit的色彩深度。目前控制系统主要有以下几种方式。（1）以单片机为控制器的LED显示屏，因为受到单片机运算速度及通信速率的限制，动态显示的刷新率不可能太高，对显示效果和移动算法的处理也比较吃力，实际显示效果有明显的闪r