LED設(shè)計(jì)規(guī)范參考word

1、第一章 設(shè)計(jì)的技術(shù)特點(diǎn)和標(biāo)準(zhǔn)一、LED全彩色顯示屏技術(shù)特點(diǎn) 1)、視頻反校正：因視頻信號(hào)中已有校正，在CRT管上顯示時(shí)匹配，但在LED上顯示時(shí)須進(jìn)行反校正，使顯示畫面的各個(gè)層次得到完整的反映，細(xì)微變化清晰呈現(xiàn)，從而提高畫面質(zhì)量。2)、人眼生物功能校正：根據(jù)人的視覺特點(diǎn)和LED顯示特性，采用一種非線性校正，即在低亮度區(qū)級(jí)差小，增加級(jí)數(shù)，逐步到高亮度區(qū)時(shí)增大級(jí)差，造成視覺效果上的“級(jí)差一致性”。3)、白平衡匹配校正：全彩色顯示屏是由紅、綠、藍(lán)三種LED發(fā)光二極管組成的，當(dāng)三種管按照亮度比例都點(diǎn)亮?xí)r，發(fā)出的光應(yīng)是白光，即白平衡。這可通過選擇LED三種管的參數(shù)配合及白平衡校正技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。4)、環(huán)境亮度

2、校正：因環(huán)境亮度是在不斷的變化，使屏幕亮度跟隨變化。如當(dāng)環(huán)境亮度增大時(shí)，應(yīng)使屏幕的低亮度區(qū)提升，反之亦然。這樣便具有更佳的視覺效果。 5)、視頻動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展：提高視頻動(dòng)態(tài)頻帶寬度，使在LED顯示屏上顯示出來的圖像更鮮艷、逼真，沒有朦朧的感覺。 6)、為了使顯示屏最終達(dá)到一個(gè)較好的顯示效果，亮度的均勻性是非常重要的，福光映彩LED顯示屏控制軟件對(duì)單個(gè)模組內(nèi)LED材料本身進(jìn)行參數(shù)測(cè)試，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后輸入到顯示屏LED材料參數(shù)庫，對(duì)相應(yīng)的像素點(diǎn)（或單元板）進(jìn)行二次數(shù)據(jù)校正，實(shí)現(xiàn)逐點(diǎn)（或單元板）亮度調(diào)節(jié)，解決LED顯示屏亮度不均勻的問題。7)、嵌入式設(shè)計(jì)：福光映彩顯示屏采用嵌入式電腦控制，提高了系統(tǒng)的

3、集成度，簡(jiǎn)化了驅(qū)動(dòng)電路，提高了系統(tǒng)的可靠性。8)、二級(jí)Gamma校正技術(shù)：在控制電路采用一級(jí)Gamma校正技術(shù)同時(shí)，對(duì)與發(fā)光材料的離散性而產(chǎn)生的不一致或灰度的不準(zhǔn)確性，在控制系統(tǒng)中進(jìn)行第二次Gamma校正。9)、專業(yè)音視頻處理系統(tǒng)：福光映彩顯示屏采用獨(dú)立的音視頻處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻信號(hào)的處理，從傳統(tǒng)的多媒體卡級(jí)上升為專業(yè)視頻信號(hào)處理級(jí)，首先從信號(hào)處理上保證了質(zhì)量，使得播放高保真的圖像信號(hào)成為可能。10)、綠色環(huán)保技術(shù)：采用PWM脈寬調(diào)制技術(shù)以及靜態(tài)恒流驅(qū)動(dòng)，進(jìn)一步提高了顯示元件的發(fā)光效率，具有明顯的節(jié)能效果。此外，亮度調(diào)節(jié)技術(shù)的使用也能起到節(jié)能的作用。二、設(shè)計(jì)和制造的依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn) 1) 深圳市華遠(yuǎn)

4、祥科技有限公司檢驗(yàn)規(guī)范2) SJ/T11281-2003 LED顯示屏檢測(cè)與分類方法3) SJ/T11141-2003 LED顯示屏通用規(guī)范（部頒行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）推薦精選4) GB9813-88計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)條件 5) GB4943-95信息技術(shù)設(shè)備的安全 6) GB6388-86運(yùn)輸包裝收發(fā)貨標(biāo)志 7) GB2421電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境實(shí)驗(yàn)規(guī)則總則 8) GB2422電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境實(shí)驗(yàn)規(guī)則名稱術(shù)語 9) GB2423.1電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境實(shí)驗(yàn)規(guī)則低溫實(shí)驗(yàn)方法 10) GB2423.2電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境實(shí)驗(yàn)規(guī)則高溫實(shí)驗(yàn)方法 11) GB8898-88電源供電的家用和類似一般用途的電子及有關(guān)

5、設(shè)備的安全要求 12) GB9366-88計(jì)算機(jī)站場(chǎng)地安全要求 13) GBJ65-88工業(yè)與民用電力裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范 14) GBJ79-85工業(yè)企業(yè)通信接地設(shè)計(jì)規(guī)范 15) SDJ-98電力設(shè)備接地設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 16) GB50057-94建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范 17) GB50174-93電子計(jì)算機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范 18) YD5003-94電信專用房屋設(shè)計(jì)規(guī)范 19) JG/T16-92民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范 20) CCITT藍(lán)皮書K11建議“過電壓和過電流防護(hù)的原則” 21) CCITT“通信電路和通信設(shè)備的防雷手冊(cè)” 第二章 顯示屏系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)一、視頻顯示功能1)、通過顯示卡的DVI（數(shù)字

6、視頻接口）輸出，直接實(shí)現(xiàn)VGA與Video的信號(hào)轉(zhuǎn)換；2)、顯示屏可執(zhí)行多窗口顯示，窗口位置可任意設(shè)定；3)、各窗口的顯示內(nèi)容均可為不同的文字、圖像或時(shí)間信息（如世界其它城市時(shí)間）；4)、多種時(shí)鐘的顯示方式，既可由文字表示，也可由軟件實(shí)現(xiàn)表盤方式表示等。二、視頻播放功能實(shí)時(shí)顯示彩色視頻圖像，實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)播，轉(zhuǎn)播廣播電視及衛(wèi)星電視；高保真播放錄像機(jī)、影碟機(jī)等視頻節(jié)目；可定時(shí)循環(huán)自動(dòng)播放（只要將顯內(nèi)空、顯示方式、信號(hào)源可由用戶方便任意編排，隨時(shí)修改，制作好的節(jié)目每天開機(jī)后全自動(dòng)播放），播放時(shí)既可單步播放，也可隨時(shí)暫停，并可從暫停處重播，可隨時(shí)插播任何信息；可在文藝表演時(shí)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)播，或播放背景畫面等；具

7、有電視畫面上疊加文字信息等功能。可實(shí)現(xiàn)：推薦精選1)、多窗口同時(shí)播放不同比例的畫面及文字；2)、播放錄像機(jī)、影碟機(jī)（VCD、DVD、LD）等標(biāo)準(zhǔn)視頻節(jié)目；3)、播放AVI、MOV、MPEG、DAT、VOB等各種格式的視頻圖象文件；4)、通過軟件調(diào)節(jié)亮度、對(duì)比度、飽和度、色度；5)、具有圖象降噪、增強(qiáng)及運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償功能；6)、具有重疊（VGA+Video）、影像（Video）、VGA三種顯示模式；7)、具有水平/垂直位置補(bǔ)償功能。三、計(jì)算機(jī)信息功能1)、采用IPC（嵌入式計(jì)算機(jī)）控制系統(tǒng)，具有計(jì)算機(jī)顯示終端功能，播放軟件集圖形、圖片、文字、二、三維動(dòng)畫片播放等功能于一體；2)、各項(xiàng)顯示信息可由用戶進(jìn)

8、行自由組合編輯，并支持節(jié)目表方式，將常規(guī)顯示內(nèi)容進(jìn)行排列，每一顯示內(nèi)容可單獨(dú)編輯，可自動(dòng)定時(shí)播放或循環(huán)播放、自動(dòng)切換等，也可由控制中心進(jìn)行插播干預(yù)；3)、可顯示中文（含繁體字）、英文、數(shù)字等多種文字和多種字體，并支持其它外文文字的顯示，如日文、西班牙文、德文、法文、希臘文、拉丁文、俄文、韓文等外文；有多種字體和字型可供選擇，除支持Windows提供的所有文字的字型、字體和圖形外，還支持自造字、自造標(biāo)志圖案的顯示；對(duì)文字可以進(jìn)行無級(jí)放大、縮小、變形等操作；4)、具有豐富的播放方式，畫面和文字播出方式有單行左移、多行上移、左右拉、上下推、旋轉(zhuǎn)、縮小、放大等多種方式，提供畫面和文字的滾動(dòng)、移動(dòng)、中開

9、、中合、閃爍、淡變、飛動(dòng)顯示、反白、百頁窗飄雪等三十不同的顯示方式； 四、系統(tǒng)控制功能1）、亮度可調(diào) ：除256級(jí)軟件調(diào)節(jié)外，接收板有8級(jí)亮度調(diào)節(jié)接口，可對(duì)顯示屏進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)亮度調(diào)節(jié)。2）、可實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇的自動(dòng)開啟和關(guān)閉，過熱的自動(dòng)保護(hù)，并能自動(dòng)恢復(fù)，無需人去維護(hù)。3）、當(dāng)電源系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重錯(cuò)誤時(shí)能自動(dòng)關(guān)閉、報(bào)警，保證系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的安全性和可靠性。4）、顯示屏的工作電源系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程控制功能，可遠(yuǎn)程報(bào)警和查詢電源工作情況，在控制室直接開、關(guān)顯示屏。五、現(xiàn)場(chǎng)圖象反饋系統(tǒng) 該系統(tǒng)為我公司特有的方便用戶使用的系統(tǒng)。一般情況下，LED電子顯示屏和控制計(jì)算機(jī)都不在一處，如果沒有現(xiàn)場(chǎng)圖象反饋系統(tǒng)，操作播放人員無法

10、看到LED電子顯示屏，在播放、編排、調(diào)試新的節(jié)目時(shí)無法直觀的看到現(xiàn)場(chǎng)的播放情況，需要1人在LED現(xiàn)場(chǎng)觀看并用對(duì)講機(jī)或電話通知播放調(diào)試人員，給使推薦精選用、維護(hù)、保養(yǎng)帶來很大的麻煩。本系統(tǒng)能夠把LED電子現(xiàn)場(chǎng)的播放情況直觀的反饋到播放控制室，使播放控制人員清楚的看到現(xiàn)場(chǎng)及LED屏的圖象，為播放、編排、維修、保養(yǎng)提供了很大的便利。六、其它功能1)、通過IPC的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口（RJ-45）和TCP/IP通訊協(xié)議等，提供支持以太網(wǎng)接入功能，既可以實(shí)現(xiàn)顯示數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)采集，又為遠(yuǎn)程控制提供了條件；可與內(nèi)部信息網(wǎng)相聯(lián)，共享網(wǎng)絡(luò)資源、播出網(wǎng)絡(luò)信息、接受網(wǎng)絡(luò)控制；2)、通過IPC的AUDIO實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)的接入和輸

11、出，可實(shí)現(xiàn)聲音信號(hào)和圖象信號(hào)的同步，并可與現(xiàn)場(chǎng)的廣播系統(tǒng)相連接；3)、通過硬件映射技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)同步控制：顯示屏顯示內(nèi)容與計(jì)算機(jī)VGA顯示輸出的關(guān)系為像素一一對(duì)應(yīng)，同步顯示。第三章 LED顯示屏的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及說明LED顯示屏的控制系統(tǒng)以嵌入式計(jì)算機(jī)為控制中心，通過視頻采集卡接收視頻信號(hào)，根據(jù)編排進(jìn)行節(jié)目編輯及播放視頻內(nèi)容；其它格式文件（文本、圖片、動(dòng)畫及視頻，如TXT、BMP、JPG、GIF、AVI、MPEG、FLC、TIFFT等等）通過以太網(wǎng)接入，根據(jù)編排進(jìn)行節(jié)目編輯及播放。顯示屏的顯示內(nèi)容通過硬件映射技術(shù)實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)VGA顯示輸出同步，即兩者的像素一一對(duì)應(yīng)（不論是二、三維動(dòng)畫片、視頻及文本，還

12、是局域網(wǎng)傳輸來的信息），同步顯示在LED顯示屏上，即見即顯；采用DVI顯示卡，可獲得DVI和VGA兩種顯示輸出，其中的DVI輸出可作為顯示屏的數(shù)據(jù)源，所有在顯示屏上播出的顯示數(shù)據(jù)信息均從顯示卡的DVI輸出中直接獲取，由屏體控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)ED顯示屏相對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)控制計(jì)算機(jī)（IPC）到LED屏幕的同步映射。整個(gè)顯示屏的控制系統(tǒng)包括：顯示屏體、控制計(jì)算機(jī)（IPC）、傳輸單元（視頻、以太網(wǎng)、RS232/485/422等接口）、供電單元（包括電源控制）、軟件（掃描控制、數(shù)據(jù)接口、編輯和播出等）、固定框架部分組成。在設(shè)計(jì)中考慮到顯示屏使用和維護(hù)的實(shí)際情況，本公司的產(chǎn)品有可以帶電插拔、耐靜電等

13、特點(diǎn)。可以通過軟件對(duì)LED整屏做亮度調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同環(huán)境的需要，并節(jié)約能源。針對(duì)LED驅(qū)動(dòng)電路工作頻率高，諧波分量造成的射頻干擾問題，采用高檔EDA軟件對(duì)PCB進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證了設(shè)計(jì)階段的EMI插入，嚴(yán)格按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)顯示屏做了電磁屏蔽處理；單元板和控制板全部采用表貼器件，4層PCB板的大面積接地，有效解決了電磁輻射與干擾的問題。 LED顯示屏系統(tǒng)由控制計(jì)算機(jī)（IPC）和顯示控制單元組成基本的控制系統(tǒng)，由控制單元、顯示屏體、信號(hào)處理單元、各檢測(cè)單元、電源模塊、框架等部分組成完整的顯示屏結(jié)構(gòu)。 下面對(duì)各部分進(jìn)行說明：推薦精選一、工控式計(jì)算機(jī)（IPC）工控式計(jì)算機(jī)（IPC）作為顯示屏控制系

14、統(tǒng)的中心，對(duì)顯示屏工作的可靠性和穩(wěn)定性起著重要的作用，因此需選用工業(yè)控制級(jí)的產(chǎn)品。IPC的主要任務(wù)是提供對(duì)控制系統(tǒng)的各種支持，如提供對(duì)各軟件應(yīng)用的支持、存儲(chǔ)顯示文件、支持視頻采集、支持節(jié)目表編輯、提供各種字庫支持、提供對(duì)各種格式文件支持、聯(lián)接以太網(wǎng)、提供各種數(shù)據(jù)的軟硬件接口、支持系統(tǒng)檢測(cè)、支持遙控器接口等等。IPC的基本配置將根據(jù)顯示屏的規(guī)格有所不同，但是基本組成是類似的：工業(yè)控制級(jí)主板（集成聲卡、網(wǎng)卡等）、CPU、內(nèi)存、硬盤等。IPC的軟件平臺(tái)為Windows 2000。IPC提供的各種I/0： 1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口（10/100M） RJ-45 3個(gè)串行口 RS/232/485/422 可以

15、由軟件進(jìn)行設(shè)置 Audio I/O USB 鍵盤 鼠標(biāo) DVI VGA鍵盤、鼠標(biāo)、VGA等接口，可用于在顯示屏使用現(xiàn)場(chǎng)對(duì)顯示屏進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)試。二、視頻信號(hào)采集卡和顯示卡視頻信號(hào)采集卡的主要任務(wù)是將需要由LED顯示屏播出的模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。采用專業(yè)視頻多媒體顯示卡(128位圖形加速器)，可以將計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的VGA顯示模式和視頻信號(hào)合成輸出。顯示分辨率可以達(dá)到12801024，并可向下兼容多種顯示模式（1024768、800600，640480等）, 所配視頻管理軟件采用了EST邊緣增強(qiáng)技術(shù)，清晰地再現(xiàn)放大后的圖像。輸出1073兆種顏色，可以運(yùn)行在Windows95/98/2000/XP平

16、臺(tái)。顯示卡提供兩種標(biāo)準(zhǔn)的顯示輸出：VGA格式和DVI格式；其中的DVI輸出支持LED顯示屏數(shù)據(jù)源的需求，由LED顯示屏的掃描控制系統(tǒng)將其還原為圖象信號(hào)；兩種格式的顯示輸出來自同一顯示卡，可以更好的保證LED顯示屏與VGA顯示器的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。由于全彩色顯示屏和雙基色顯示屏的色彩還原能力的差異，我們?cè)谶x擇視頻信號(hào)采集卡和顯示卡時(shí)將區(qū)別對(duì)待（詳見配置與參數(shù)）。三、顯示屏體（含框架）屏體由顯示模組（含像素模塊和驅(qū)動(dòng)控制板）、單元箱體、開關(guān)電源和固定框架組成。推薦精選顯示屏為模塊化結(jié)構(gòu)，若干個(gè)顯示模組和開關(guān)電源固定在一個(gè)單元箱體上，顯示屏由若干個(gè)單元箱體拼裝而成，呈積木式堆疊拼裝；1顯示模組顯示模組由

17、若干個(gè)像素和驅(qū)動(dòng)控制板組成。全彩色顯示屏每個(gè)像素為2紅、1純綠、1純藍(lán)LED組成，在單色灰度為256級(jí)時(shí)，可以顯示16.7兆種顏色；平均無故障時(shí)間大于10000小時(shí)，壽命大于十萬小時(shí)。福光映彩的顯示屏模組驅(qū)動(dòng)電路所有的元器件均采用進(jìn)口表面貼封裝器件,其中關(guān)鍵的LED驅(qū)動(dòng)器件選用臺(tái)灣聚積公司產(chǎn)品MBI5026，其它IC為MOTOROLA或PHILIPS產(chǎn)品；所有的LED均為恒流驅(qū)動(dòng),靜態(tài)掃描設(shè)計(jì)。PCB板采用臺(tái)灣生益一級(jí)產(chǎn)品，厚度為1.6mm；LED像素在PCB板上的定位誤差小于0.1mm，模組經(jīng)專用平臺(tái)進(jìn)行整理，不平整度小于1mm。2單元箱體單元箱體是拼裝顯示屏的基本單位，既要保證安裝的精度，

18、又要具有可靈活方便進(jìn)行拼裝和拆卸的結(jié)構(gòu)；既要承載精密的電子設(shè)備，又必須能夠適應(yīng)環(huán)境變化的要求，保證顯示屏的散熱。因此單元箱體設(shè)計(jì)的合理性是保障顯示屏正常工作的重要環(huán)節(jié)。本公司顯示屏的單元箱體采用優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板制造，使用數(shù)字化設(shè)備進(jìn)行折彎沖壓及激光定位手段加工成型，大大地提高了機(jī)械加工精度，箱體加工誤差小于0.2mm；箱體鋼件經(jīng)過酸處理后再進(jìn)行陽極電泳工藝的表面處理，使箱體內(nèi)外均有相同的防腐防銹能力； 3開關(guān)電源顯示屏采用常州創(chuàng)聯(lián)顯示屏專用開關(guān)電源，在規(guī)定的條件下（50Hz2Hz，220V15%）具有輸出穩(wěn)定、可靠性高及空載、短路、過熱保護(hù)等特點(diǎn)。4屏體骨架(詳細(xì)圖紙請(qǐng)見附件)屏體骨架的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如

19、圖1所示，我們把它看成由固定架、邊框架、維護(hù)架三部分構(gòu)成。固定架：屏體正面部分，用于連接和固定顯示單元。邊框架：屏體四周部分，用于支撐屏體、并與固定面連接。箱體架邊框架維護(hù)架維護(hù)架：位于屏體內(nèi)部，用于維護(hù)的方便。骨架是整個(gè)顯示系統(tǒng)的筋骨，設(shè)計(jì)施工中我們將把握如下幾點(diǎn)：推薦精選骨架的剛性連接強(qiáng)度連接孔尺寸與位置精度表面防腐性能四、顯示屏控制單元顯示屏控制單元由本公司自主設(shè)計(jì)的分布式控制系統(tǒng)，分布式控制系統(tǒng)安裝在顯示屏屏體部分。雖然顯示屏的工作以計(jì)算機(jī)為中心進(jìn)行編輯和控制，但是顯示屏的掃描控制系統(tǒng)承擔(dān)著圖象及色彩還原、亮度調(diào)整、畫面刷新以及各種校正功能等的實(shí)現(xiàn)任務(wù)，是顯示屏極為重要的組成部分。1主

20、控系統(tǒng)：主控系統(tǒng)采用超大規(guī)?，F(xiàn)場(chǎng)可編程、平臺(tái)級(jí)FPGA芯片，作為控制核心部件。系統(tǒng)所需的大容量高速SRAM也是采用BGA封裝的高可靠性、低功耗、高速芯片，SRAM的結(jié)構(gòu)為雙BANK式，其中一個(gè)BANK寫入時(shí)，另外一個(gè)BANK讀出。良好的器件封裝形式、6層高頻PCB工藝，有利于提高控制系統(tǒng)的工作頻率和穩(wěn)定性。FPGA是采用美國(guó)Xilinx公司Spartan IIE系列0.13um工藝的超低功耗工業(yè)級(jí)器件，器件容量為10萬門，在不改變PCB設(shè)計(jì)的前提下，可采用50萬門的同類型器件，為系統(tǒng)以后升級(jí)提供技術(shù)保證，其工作核心電壓僅1.8V，SRAM采用美國(guó)ISSI公司的高速低功耗型工業(yè)級(jí)器件，整個(gè)主控制

21、板的功耗小于3.3W，正常工作時(shí)所有器件沒有明顯的溫升，達(dá)到了工業(yè)級(jí)的可靠性要求。主控系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)源發(fā)送的顯示數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)接收的可靠性，直接影響到LED顯示屏的圖像質(zhì)量和內(nèi)容的正確性。其工作頻率的高低，也影響到數(shù)據(jù)源的選取。高頻工作的主控系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)帶寬較高，可以接收高刷新率的數(shù)字視頻圖像數(shù)據(jù)，原始圖像的刷新率越高，其圖像質(zhì)量也越好，反應(yīng)在LED顯示屏上的最終圖像質(zhì)量也更好。主控系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收顯示數(shù)據(jù)，并對(duì)顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行反伽馬校正。由于目前大部分?jǐn)?shù)據(jù)源的伽馬校正都是針對(duì)非線性的CRT型顯示器件的，而LED顯示屏使用的是工作在線性區(qū)域的LED元件，因此必須對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行反伽馬校正，以便使得提供給L

22、ED顯示屏的數(shù)據(jù)是線性的，達(dá)到還原真實(shí)色彩的目的。本公司采用的是LUT查找表的方式對(duì)數(shù)據(jù)源進(jìn)行反伽馬校正的，使用的資源是FPGA內(nèi)部的LUT資源。主控系統(tǒng)在完成反伽馬校正后，即開始進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理，將顯示數(shù)據(jù)整理成副控、掃描系統(tǒng)格式化的數(shù)據(jù)。根據(jù)顯示屏模組排列和模組的電路設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)整理的工作是：將數(shù)據(jù)按照有利于傳輸和掃描的原則進(jìn)行格式化排列，這樣減少副控和掃描板的數(shù)據(jù)整理、運(yùn)算工作，更大幅度的提高掃描頻率以及最終的圖像刷新率，達(dá)到降低副控系統(tǒng)、掃描板器件容量要求即降低系統(tǒng)成本的目的。推薦精選主控系統(tǒng)采用美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司3.3V供電的DS90LV031器件，其特性是高速、低功耗，最大傳輸速率為4

23、00Mbps，其傳輸過程產(chǎn)生的相位偏移為ps級(jí)。對(duì)數(shù)據(jù)鏈路進(jìn)行LVDS方式的傳輸，充分保證了所有數(shù)據(jù)的傳輸相位保持同步，保證顯示數(shù)據(jù)的正確性。2副控系統(tǒng)副控系統(tǒng)是安裝在顯示屏內(nèi)部的輔助控制系統(tǒng)，副控系統(tǒng)板之間的信號(hào)傳輸也是采用LVDS信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，采用同主控系統(tǒng)同類別的低容量器件，管腳排列與主控系統(tǒng)板的器件兼容，可直接升級(jí)，達(dá)到增加算法、處理方式等升級(jí)設(shè)計(jì)。副控系統(tǒng)由于傳輸線路較短，在1米范圍內(nèi)，因此采用了FPGA本身的LVDS信號(hào)引腳，進(jìn)一步降低了成本，增加了信號(hào)適配的靈活性。副控系統(tǒng)接收來自主控或上級(jí)副控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)寫入SRAM，SRAM的結(jié)構(gòu)為雙BANK方式，寫入和讀出互不影響。在數(shù)

24、據(jù)讀出時(shí)，首先將顯示數(shù)據(jù)按照公司自己研發(fā)的一套經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，將數(shù)據(jù)由初始數(shù)據(jù)的8bit 擴(kuò)展到10 bit，采取的技術(shù)為L(zhǎng)UT查找表方式，使用FPGA內(nèi)部LUT資源。經(jīng)過伽馬校正后的數(shù)據(jù)，就是從1024級(jí)理論灰度中選取線性最好的256級(jí)灰度！達(dá)到更好的圖像、色彩還原能力！其工作過程是：A按照系統(tǒng)定義的每個(gè)副控系統(tǒng)負(fù)責(zé)的顯示行數(shù)，首先對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行判別，如果屬于本控制范圍內(nèi)的，啟動(dòng)數(shù)據(jù)寫入電路，將數(shù)據(jù)寫入SRAM中的一個(gè)BANK，否則將數(shù)據(jù)輸出到副控級(jí)聯(lián)接口，直到復(fù)位信號(hào)到來全局復(fù)位，完成一幀數(shù)據(jù)的寫入。BSRAM中讀取數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行LUT查找，擴(kuò)展數(shù)據(jù)的位寬到10位，完成伽馬校正。C完成

25、伽馬校正后的數(shù)據(jù)進(jìn)行位分離，以8個(gè)像素點(diǎn)的數(shù)據(jù)為一組，分離出8個(gè)8位數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)代表原始數(shù)據(jù)的一位，數(shù)據(jù)經(jīng)格式化打包。D發(fā)送電路采用LVDS標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，將打包后的格式化數(shù)據(jù)，發(fā)送給掃描板，即每行中的第一塊掃描板。副控版中所有的LVDS信號(hào)，都是采用FPGA本身的LVDS引腳，這樣系統(tǒng)具有更佳的靈活性。副控板的功耗很低，全部采用低功耗型工業(yè)級(jí)器件，供電電壓為1.8V和3.3V，整體功耗小于3.3W。適合長(zhǎng)期的不間斷工作。3掃描板掃描板完成數(shù)據(jù)接收、級(jí)聯(lián)發(fā)送以及數(shù)據(jù)讀出和掃描工作，灰度的形成最終由掃描板完成。首先將副控或上級(jí)掃描板發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，經(jīng)顯示數(shù)據(jù)位置判別后，確定寫入SRAM還是直接輸出到

26、級(jí)聯(lián)輸出接口，工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換由副控發(fā)出的復(fù)位信號(hào)決定。為更好的提高掃描頻率，同時(shí)降低對(duì)模組設(shè)計(jì)的難度以及成本的綜合控制，要完全達(dá)到256級(jí)別的灰度等級(jí)，必須采用適當(dāng)高的數(shù)據(jù)移位時(shí)鐘頻率，模組間不能級(jí)聯(lián)，否則由于模組顯示過程中電源電流的高速變化，會(huì)通過電源引起推薦精選EMI干擾，進(jìn)而對(duì)以為是中產(chǎn)生畸變，掃描數(shù)據(jù)統(tǒng)一為始終不能完全同步，灰度的形成受到干擾，甚至不能形成圖像。本公司設(shè)計(jì)的掃描板，其結(jié)構(gòu)是8爪魚方式。所有模組間沒有信號(hào)連接，減少了模組間的信號(hào)串?dāng)_。一個(gè)掃描板對(duì)應(yīng)較少的顯示模組。這種結(jié)構(gòu)可大幅度提高移位時(shí)鐘的頻率，從而對(duì)灰度的形成和提高圖像刷新率提供可靠的技術(shù)保障。在移位時(shí)鐘的選取上，確

27、保20MHz的工作頻率不發(fā)生圖像的干擾現(xiàn)象，良好的模組PCB設(shè)計(jì)能夠達(dá)到驅(qū)動(dòng)芯片的極限-25MHz。當(dāng)選擇20MHz移位時(shí)鐘頻率產(chǎn)生1024級(jí)圖像灰度時(shí)，圖像刷新率為150Hz，即數(shù)據(jù)源的2倍以上，完成每場(chǎng)數(shù)據(jù)掃描2次，保證了顯示屏的亮度損失最??；灰度等級(jí)分明線性好；沒有令人眼疲勞的圖像閃爍現(xiàn)象。4亮度調(diào)節(jié)和二次伽馬（）校正掃描板的工作還包括了LED顯示模組初始化參數(shù)的設(shè)定。 LED燈、驅(qū)動(dòng)芯片等元器件之間存在參數(shù)的離散現(xiàn)象，比如：LED燈的亮度在同檔次中存在亮度差別，即同樣的驅(qū)動(dòng)電流，其發(fā)光強(qiáng)度不同；驅(qū)動(dòng)IC之間、同一片驅(qū)動(dòng)IC的不同管腳之間也存在參數(shù)的離散，這樣使得LED顯示屏的亮度也呈現(xiàn)

28、離散化現(xiàn)象，為解決這種離散現(xiàn)象產(chǎn)生的亮度不均勻，除了對(duì)LED進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)化分選外，還需要對(duì)顯示模組進(jìn)行的控制參數(shù)進(jìn)行初始化，即進(jìn)行二次伽馬校正，這樣保證了模組間的亮度一致性，使得整屏顯示均勻，色彩、白平衡平滑過渡，最大限度的減少馬賽克現(xiàn)象。借助對(duì)LED像素和顯示模組初始化參數(shù)的設(shè)定的方式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)單像素和顯示模組的灰度參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。單元箱體在出廠前，可以預(yù)先校正所有點(diǎn)的亮度偏差，可以調(diào)整單元板間亮度和色彩偏差；在使用一段時(shí)間后，還可以通過對(duì)亮度和色彩進(jìn)行二次調(diào)整，方便地解決又LED亮度衰減可能出現(xiàn)的色彩和亮度偏差問題。采用PWM脈寬調(diào)制技術(shù)對(duì)控制顯示屏亮度，在不損失灰度等級(jí)的前提下，可對(duì)LE

29、D顯示屏的整體亮度進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)128級(jí)的亮度調(diào)節(jié)；同時(shí)可提高LED的發(fā)光效率，降低顯示屏的能耗。五、電源控制單元和配電顯示屏工作使用220V 50Hz交流電源（在有條件時(shí)可考慮使用三相五線供電），經(jīng)穩(wěn)壓開關(guān)電源提供屏體和控制系統(tǒng)的直流供電。本案的電源系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：1)、顯示屏的工作電源系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程控制功能，可遠(yuǎn)程報(bào)警和查詢電源工作情況，在控制室直接開、關(guān)顯示屏。2)、具有短路、斷路、過流、過壓、欠壓以及漏電等多種保護(hù)功能，可自動(dòng)處理各種應(yīng)急情況，具備功率因素補(bǔ)償功能。推薦精選3)、有定時(shí)自動(dòng)開關(guān)屏的功能 ，可實(shí)現(xiàn)無人留守，具有多路輸出和延時(shí)上電的功能。4)、可實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇的自動(dòng)開啟和關(guān)閉，過

30、熱的自動(dòng)保護(hù)，并能自動(dòng)恢復(fù)，無需人去維護(hù)。5)、當(dāng)電源系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重錯(cuò)誤時(shí)能自動(dòng)關(guān)閉、報(bào)警，保證系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的安全性和可靠性。配電單元的配電箱均采用國(guó)外知名品牌（如三菱、日立、OBO等）的低壓電器，具有過流、短路、斷路、過壓、欠壓以及漏電、防雷等保護(hù)措施。屏體的配電箱內(nèi)主要設(shè)備為空氣開關(guān)（總開關(guān)）、匯流排、配電繼電器、電源防雷、保護(hù)接地和漏電保護(hù)地等。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)有電氣短路、過流（過載）、漏電等情況時(shí)，漏電保護(hù)斷路器可以切斷電源，保護(hù)人員和顯示屏的安全；當(dāng)供電出現(xiàn)過壓、欠壓、斷路、以及浪涌情況時(shí)開關(guān)電源具有保護(hù)措施。采用了電源控制模塊，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重錯(cuò)誤時(shí)能自動(dòng)關(guān)閉、報(bào)警，保證系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的安全

31、性和可靠性。通過此模塊還可方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示屏的定時(shí)開關(guān)機(jī)和遠(yuǎn)程控制開關(guān)機(jī)。六、軟件1操作系統(tǒng)采用Windows2000/Windows XP更高操作系統(tǒng)（簡(jiǎn)體中文版）作為所有應(yīng)用軟件的操作平臺(tái)，且界面友好、操作簡(jiǎn)單、易學(xué)易用。2顯示屏管理和播放軟件：LED SHOW（簡(jiǎn)體中文版）顯示屏的管理（包括自動(dòng)化控制軟件、遠(yuǎn)程通訊軟件、顯示屏設(shè)置軟件）和播放、編輯軟件采用自主研發(fā)的多媒體播放軟件LED SHOW。LED SHOW將顯示屏的管理和播放集成于一體，支持視頻、動(dòng)畫、文本及Windows支持的所有格式文件的顯示播放；所有播放內(nèi)容與計(jì)算機(jī)顯示器同步，所見即所得；LED SHOW為全中文界面并全面兼

32、容Windows操作平臺(tái)，無須特殊軟件支持。（1） 管理功能將計(jì)算機(jī)VGA顯示器定義為若干個(gè)界面，主顯示區(qū)、子顯示區(qū)、內(nèi)顯示區(qū)以及播放編輯區(qū)、功能選擇區(qū)（菜單）和顯示屏工作狀態(tài)顯示區(qū)；主顯示區(qū)和子顯示區(qū)的左上角與VGA顯示器的0,0坐標(biāo)(左上角)的像素重合，內(nèi)顯示區(qū)無內(nèi)容時(shí)，子顯示區(qū)被主顯示區(qū)覆蓋；內(nèi)顯示區(qū)有播出信息時(shí)，子顯示區(qū)出現(xiàn)與內(nèi)顯示區(qū)相同的內(nèi)容；由于VGA顯示器與LED顯示屏的像素一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，上述畫面就反映在LED顯示屏上，形成畫中畫的效果。功能選擇區(qū)（菜單）提供常用的按扭，鼠標(biāo)點(diǎn)擊后出現(xiàn)相應(yīng)的菜單和調(diào)節(jié)功能鍵，方便使用者對(duì)顯示屏常用參數(shù)的調(diào)節(jié)；顯示屏工作狀態(tài)顯示區(qū)可以顯示規(guī)定的顯示

33、屏工作狀態(tài)參數(shù)，如溫度、濕度、亮度級(jí)別等。色調(diào)按扭有四個(gè)選項(xiàng)，既可分別按紅、綠、藍(lán)各分量進(jìn)行灰度調(diào)節(jié)（各256級(jí)），使各顏色灰度變化呈非線形變化，也可選擇綜合選項(xiàng)進(jìn)行線形調(diào)節(jié)；為實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的效果，顯示屏軟件提供顏色按扭，鼠標(biāo)點(diǎn)擊時(shí)出現(xiàn)多種顏色供選擇，例如需要黑屏?xí)r，可點(diǎn)擊黑色選項(xiàng)；黑屏的實(shí)現(xiàn)還可通過程序設(shè)定，例如定時(shí)、無顯示內(nèi)容時(shí)等等；主顯示區(qū)和子顯示區(qū)的邊框?qū)挾燃邦伾赏ㄟ^點(diǎn)擊邊框按扭實(shí)現(xiàn)。推薦精選顯示控制編輯和控制軟件LED SHOW運(yùn)行在WINDOWS平臺(tái)并支持多種標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可以通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)LED顯示屏幕進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；該軟件可以對(duì)圖象、文字和動(dòng)畫等格式文件進(jìn)行編排播放，支持多畫面、

34、多窗口；并提供對(duì)大屏幕色、亮度調(diào)節(jié)界面。LED SHOW內(nèi)置自動(dòng)/手動(dòng)調(diào)節(jié)屏體亮度、自動(dòng)溫度調(diào)節(jié)、自動(dòng)/手動(dòng)色度調(diào)整及平衡矯正功能、手動(dòng)/定時(shí)開關(guān)屏功能，用護(hù)可根據(jù)軟件設(shè)置達(dá)到最佳的顯示效果，并完全滿足用戶控制需求。LED SHOW本身的模塊式結(jié)構(gòu)保證了功能擴(kuò)充的便捷性，同時(shí)界面友好簡(jiǎn)潔，不需專業(yè)人員操作。在調(diào)整播放內(nèi)容和變換數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)時(shí)，可由軟件人員對(duì)需要更改的內(nèi)容進(jìn)行重新配置。（2）播放功能：LED SHOW的播放功能完善，所有功能集中在界面之中，并且操作風(fēng)格符合中文WINDOWS的慣例規(guī)范。1)、顯示屏參數(shù)的調(diào)整與播出的內(nèi)容無關(guān)，視頻屏幕參數(shù)（包括畫面大小、屏幕位置）任意可調(diào)，

35、可多個(gè)窗口播放，可顯示畫中畫，可適用于任何一種格式的視頻顯示。2)、支持節(jié)目表自動(dòng)播放和循環(huán)播放，節(jié)目表可接受各種文件格式的組合，每條編輯內(nèi)容均可對(duì)時(shí)間、方式、停留參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，從而在屏幕上動(dòng)態(tài)顯示各種動(dòng)畫、圖片、文本和視頻文件；同時(shí)也支持插播信息；可根據(jù)需要設(shè)定多個(gè)節(jié)目表，即可在一個(gè)節(jié)目表內(nèi)循環(huán)播放，也可以進(jìn)行節(jié)目表連接循環(huán)。3)、節(jié)目編排使用全中文菜單方式，節(jié)目制作播放用鼠標(biāo)點(diǎn)按即可（人機(jī)對(duì)話），操作界面友好，使用簡(jiǎn)單方便，不必由計(jì)算機(jī)專業(yè)人員操作；4)、支持多種數(shù)據(jù)和文件的采集方式，可以通過鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀等不同的輸入手段輸入文字、圖像等信息；可以通過以太網(wǎng)進(jìn)行文件傳輸；可以按規(guī)定的協(xié)

36、議讀取數(shù)據(jù)庫信息；5)、支持Windows的各種字體、字形、色彩選擇，也支持用戶按字庫點(diǎn)陣規(guī)則的造字；文字可進(jìn)行放大、縮小、拷貝等編輯處理，圖像可經(jīng)過軟件的修改、編輯；各種文字形式（字體、字形、顏色）的編排可自由組合；6)、支持2D、3D動(dòng)畫顯示（一般2D制作采用軟件為ANIMATOR PRO，3D制作采用3D STUDIO軟件，其它公司2D、3D軟件制作出來的圖形、均可在顯示屏中顯示）7)、提供滾動(dòng)、移動(dòng)、中開、中合、閃爍、淡變、飛動(dòng)顯示、反白、百頁窗、旋轉(zhuǎn)、飄雪等30種豐富的顯示方式，在有新的創(chuàng)意時(shí)，可方便地增加顯示方式； 8)、IPC在系統(tǒng)退出后自動(dòng)保存所有設(shè)定的參數(shù)和節(jié)目表等播出文件，

37、再次啟動(dòng)無需再行設(shè)置；9)、電源接通后，可自動(dòng)進(jìn)入播放程序，在沒有接到新的節(jié)目編輯時(shí)，按照原設(shè)定的播出順序自動(dòng)播放；在不修改節(jié)目表時(shí)，啟動(dòng)后自動(dòng)播放，無需手動(dòng)操作；推薦精選10)、可根據(jù)播放窗口的大小對(duì)文本文件自動(dòng)進(jìn)行重新排版，可安排自動(dòng)換行、換頁，可改變文件中的字體、大小和顏色；11)、支持文字信息錄入與播放，字體豐富，大小任意，支持WINDOWS的所有字體； 12)、可編輯、發(fā)送TXT，BMP、AVI等多種圖形文件；13)、系統(tǒng)自身的維護(hù)與管理功能，可定時(shí)/循環(huán)自動(dòng)播放；14)、本系統(tǒng)提供完善的在線幫助功能，用戶在操作中遇到使用問題時(shí)，可在幫助菜單中得到提示；并可輸入關(guān)鍵字查詢。第四章 顯

38、示屏系統(tǒng)防護(hù)設(shè)計(jì)一、電氣防護(hù)在前一節(jié)中的電源控制單元和配電部分，已經(jīng)對(duì)電氣和電源的防護(hù)做了詳細(xì)的介紹，本公司提供的防護(hù)措施可以滿足對(duì)電氣運(yùn)行各方面的保護(hù)，包括過流、短路、斷路、過壓、欠壓等保護(hù)措施。顯示屏采用顯示屏專用開關(guān)電源，具有輸出穩(wěn)定、可靠性高及空載、短路、過熱保護(hù)等特點(diǎn)。具有以外斷電時(shí)的數(shù)據(jù)保護(hù)功能。二、系統(tǒng)的耐熱和散熱1)、驅(qū)動(dòng)控制電路采用5V供電，以節(jié)省耗電并減少發(fā)熱量；2)、選用在較高溫度范圍仍可正常工作的電源、驅(qū)動(dòng)IC3)、采用先進(jìn)的PWM脈寬調(diào)制技術(shù)，有效提高屏體發(fā)光效率，降低功耗；4)、采用低功耗集成電路作為驅(qū)動(dòng)電路的主體，有效地降低驅(qū)動(dòng)IC的工作溫度，降低系統(tǒng)總功耗。5)、驅(qū)動(dòng)電路板采用“四層板”，加大驅(qū)動(dòng)電流流通面積，有效、合理分散驅(qū)動(dòng)電流，進(jìn)一步降低工作溫度；6)、屏體直流電源的散熱風(fēng)扇直接吹向屏體，可降低發(fā)光元件及驅(qū)動(dòng)IC工作溫度；7)、屏體后部結(jié)構(gòu)為符合熱力學(xué)特性的通風(fēng)通道式，空氣流動(dòng)暢通，促進(jìn)屏體的熱量散發(fā)；8)、采用熱輻射度較好的裝飾結(jié)構(gòu)材料，加強(qiáng)屏體自身散熱能力；9)、設(shè)立溫度監(jiān)控系統(tǒng)，通過熱傳感器，使屏體具有超溫自動(dòng)報(bào)警和開關(guān)風(fēng)扇。 三、防雷、防靜電1)、保證接地良好，接地電阻不大于4歐姆；2)、在人體能夠觸及的地方絕緣電阻大于10兆歐；3)、采用蔽屏網(wǎng)防靜電；4)、加裝