先容了一種以fpga 可編程邏輯器件為設(shè)計(jì)平臺(tái)的、采用大屏幕全彩 顯示屏進(jìn)行全彩灰度像顯示的掃描控制器實(shí)現(xiàn)計(jì)劃。經(jīng)由對(duì)“19 場(chǎng)掃描”實(shí)踐灰度實(shí)現(xiàn)原理的剖析，針對(duì)采用該辦法實(shí)現(xiàn)的全彩led 顯示屏刷新頻率受串行移位時(shí)鐘限度的毛病，提出了一種新式的實(shí)現(xiàn)高階灰度顯示的逐位點(diǎn)亮控制方式，在進(jìn)行fpga 電路設(shè)計(jì)中采用獨(dú)自的計(jì)數(shù)器來(lái)控制屏幕的刷新頻率，使全彩led 顯示屏的設(shè)計(jì)在l ed 的發(fā)光效率和刷新率之間的調(diào)劑更加靈巧。最后，根據(jù)大屏幕全彩led 顯示屏的設(shè)計(jì)請(qǐng)求，聯(lián)合本文探討的灰度控制方式，給出了fpga 屏體掃描控制器的內(nèi)部電路實(shí)現(xiàn)構(gòu)造框架。

　　1 、引言

　　作為大型平板顯示裝備的一種，led 顯示屏以其使用壽命長(zhǎng)、保護(hù)用度低、功耗低等特色在顯示范疇占領(lǐng)主要的地位。在近年，帶有紅、綠、藍(lán)三基色以及灰度顯示后果的全彩led 顯示屏，以其豐盛多彩的顯示后果而倍受業(yè)界關(guān)注，成為led 顯示屏市場(chǎng)近年增加幅度比擬大的產(chǎn)品。壽命、單位面積亮度、三基色的偏差水平、點(diǎn)距、對(duì)照度、灰度等級(jí)(包含灰度級(jí)數(shù)和線性度) 、掃描頻率等指標(biāo)機(jī)能是權(quán)衡或橫向比擬大型顯示裝備好壞的尺度。而這些指標(biāo)機(jī)能的優(yōu)劣，很大水平上決議于掃描控制器的性能。因而對(duì)大屏幕全彩l ed 顯示掃描控制方法的研討有側(cè)重要的意思。

　　因?yàn)閘ed 的發(fā)光明度與掃描周期內(nèi)的發(fā)光時(shí)光近似成正比，所以灰度等級(jí)的實(shí)現(xiàn)通常是由把持led 的發(fā)光時(shí)光與掃描周期的比值，即采取調(diào)節(jié)占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)的，LED顯示屏資訊，隨著大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，LED顯示器正在迅速崛起，全彩led 顯示屏正常采用逐位點(diǎn)亮的掃描方式實(shí)現(xiàn)灰度像顯示。對(duì)顯示灰度級(jí)數(shù)為8 位的led 顯示屏，普通采用“19場(chǎng)掃描”原理來(lái)實(shí)現(xiàn)256 級(jí)灰度顯示。l ed顯示屏的顯示數(shù)據(jù)更新個(gè)別采取串行輸出方法，如采用595 進(jìn)行設(shè)計(jì)的靜態(tài)led 全彩顯示屏，依據(jù)“19 場(chǎng)掃描”原理，對(duì)辨別率等規(guī)格肯定的屏體，當(dāng)串行移位時(shí)鐘斷定時(shí)，顯示屏的刷新頻率和led 的發(fā)光效力(一個(gè)掃描周期內(nèi)，led的最長(zhǎng)點(diǎn)亮?xí)r間所占的比例) 也就被肯定。本文提出了一種新的逐位點(diǎn)亮掃描方式，該方法對(duì)典范的“19場(chǎng)掃描”方式進(jìn)行了改良，能夠在串行移位時(shí)鐘斷定的前提下，在必定范疇內(nèi)對(duì)刷新率跟發(fā)光效力進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而進(jìn)步了產(chǎn)品依據(jù)實(shí)際的利用環(huán)境跟客戶(hù)請(qǐng)求進(jìn)行設(shè)計(jì)的機(jī)動(dòng)性。

　　2、逐位點(diǎn)亮的灰度實(shí)現(xiàn)算法設(shè)計(jì)

　　以8 位“19場(chǎng)掃描”實(shí)踐為例，所謂逐位點(diǎn)亮，即從一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)中順次從低位到高位或者從高位到低位提掏出一位數(shù)據(jù)，分8 次點(diǎn)亮對(duì)應(yīng)的像素，每一位對(duì)應(yīng)的點(diǎn)亮?xí)r間與關(guān)斷時(shí)間的占空比不同。假如點(diǎn)亮?xí)r間從低位到高位順次倍增，則合成的點(diǎn)亮?xí)r間將會(huì)有256 種組合。定義d0 位對(duì)應(yīng)的點(diǎn)亮?xí)r間加上關(guān)斷時(shí)間為一個(gè)時(shí)間單位，設(shè)為t ，可得表1 所示各位的點(diǎn)亮與關(guān)斷時(shí)間。

　　表1 “19場(chǎng)掃描”顯示時(shí)各位的點(diǎn)亮與關(guān)斷時(shí)間

　　在實(shí)際設(shè)計(jì)中， t也是對(duì)led 顯示屏進(jìn)行一次串行數(shù)據(jù)更新所須要的時(shí)間。表1 所示的總時(shí)間是t 的整數(shù)倍，所以每個(gè)數(shù)據(jù)位所占用的總時(shí)間可以通過(guò)刷新一次屏幕數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行定時(shí)。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，全彩LED顯示屏資訊，LED顯示屏，是一種通過(guò)控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式！全部顯示屏中l(wèi)ed 的亮與滅可以通過(guò)總控線en 把持，當(dāng)點(diǎn)亮?xí)r間≥1 t時(shí)，en 節(jié)制顯示屏處于常亮狀況，而當(dāng)點(diǎn)亮?xí)r間< 1 t 時(shí)，能夠通過(guò)掌握en 發(fā)生相應(yīng)占空比的掌握波形來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)位的亮度節(jié)制。可見(jiàn)，應(yīng)用“19場(chǎng)掃描”原理，在串行移位時(shí)鐘和屏體詳細(xì)規(guī)格確定的情形下，其刷新率也就被確定了，并且存在固定的發(fā)光效率η。

　　η =6 點(diǎn)亮?xí)r間6 總時(shí)間≈ 16 t19 t≈ 84 % (1)由灰度顯示的原理可以曉得，是否實(shí)現(xiàn)灰度顯示，決議于各個(gè)數(shù)據(jù)位的點(diǎn)亮?xí)r間從低位到高位是否以2 的倍數(shù)遞增，而關(guān)斷時(shí)間的是非只會(huì)影響發(fā)光效率的大小。在進(jìn)行體系設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)用了8～10 位的非線性灰度校訂，因而需要實(shí)現(xiàn)10位灰度掃描控制，LED大屏幕信息，用來(lái)顯示文字、圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)、行情、視頻、錄像信號(hào)等各種信息的顯示屏幕，定義“t”為點(diǎn)亮?xí)r間的一個(gè)時(shí)間單位，則可得表2 所示的時(shí)間調(diào)配。如果定義數(shù)據(jù)為“1”有效(點(diǎn)亮) “， 0”無(wú)效(燃燒) ，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)從000h 到3ffh 變更時(shí)，點(diǎn)亮?xí)r間在0t～1 023t 變更，而亮度控制總時(shí)間則堅(jiān)持不變，從而實(shí)現(xiàn)了10 位占空比控制，采用這種灰度控制辦法可以實(shí)現(xiàn)1 024 級(jí)的灰度顯示。與“19 場(chǎng)掃描”原理不同，本文控制點(diǎn)亮的時(shí)間不是通過(guò)屏幕刷新來(lái)實(shí)現(xiàn)，而是采用獨(dú)自的計(jì)數(shù)器來(lái)進(jìn)行計(jì)時(shí)控制的。

　　表2 　逐位點(diǎn)亮控制中各位數(shù)據(jù)點(diǎn)亮?xí)r間調(diào)配表

　　設(shè)應(yīng)用串行方式更新整場(chǎng)視頻像一位數(shù)據(jù)所須要的時(shí)間為ts ，假如ts 滿(mǎn)意:

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