【旋转户外LED显示屏屏设计的关键】PjTime.COMLED显示屏 技术介绍
旋转户外LED显示屏屏设计的关键
来源：投影时代　更新日期：
作者：pjtime资讯组
&&& 旋转户外LED显示屏显示屏是一种通过同步控制发光二极管（户外LED显示屏）位置和点亮状态来实现图文显示的新型显示屏，因其结构新颖，成本低廉，可视范围达360°而得到了迅速的发展，其核心技术在于精确控制户外LED显示屏位置与发光状态的同步。旋转户外LED显示屏的显示器件只有一列，并且这一列户外LED显示屏由转速恒定的户外LED显示屏带动进行旋转，同时由控制电路对户外LED显示屏的点亮状态进行同步控制，使电机每转过一定角度，这一列户外LED显示屏的显示内容就改变一次，在旋转到任何一个位置都有唯一确定的显示内容，也就是说旋转户外LED显示屏屏是采用逐列显示的，并且采用了机械转动来替代替代扫描显示。
&&& 旋转户外LED显示屏的原理并不复杂，其硬件结构也相对简单，但是要使旋转户外LED显示屏能够稳定的显示设定的图像或文字，需要克服三个技术难点：
&&& a.旋转屏控制控制电路的供电。在系统工作时，控制电路随着电机的转子转动，因此给旋转着的控制电路和户外LED显示屏提供一个稳定的供电电源具有一定的难度。
&&& b.旋转屏横向显示拖影问题。由于旋转屏采用了单列户外LED显示屏旋转扫描实现柱面图像显示，这使得像数点显示在横向上出现了粘滞，形成拖影现象。
&&& c.解决显示亮度不足，由于旋转户外LED显示屏电子屏的工作原理决定了相比于普通的平面户外LED显示屏，显示每一列的时间要少许多，因此亮度也会大大减小。
&&& 要使设计的旋转户外LED显示屏具有较好的显示效果，需要在设计解决好这三个问题。对于旋转户外LED显示屏的供电来说，采用固定在底座的电刷片和旋转的金属导轨或者金属轮轴接触的方式给系统供电，是比较简单而可靠的方法。本文的设计就是通过电刷提供一个恒定的12V直流电压，再由DC-DC芯片转换成2.5V、3.3V、5V等电压来维持控制系统工作。解决旋转屏的横向拖影，主要是根据旋转扫描的特点，在两列像素点之间插入一个全黑时隙，这样就可消除两列图像显示点的粘滞感。而对于解决亮度显示不足的问题，本文的设计在不继续加大户外LED显示屏灯亮度的情况下，采用的是用四列户外LED显示屏灯来轮流显示每个旋转屏上的每个象素点，这样亮度在旋转速率不变的情况下就变为原来的四倍。
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基于TLC5947的旋转LED屏显示控制器设计
来源：互联网
作者：秩名日 10:56
[导读] 旋转LED显示屏是一种通过同步控制发光二极管（LED）位置和点亮状态来实现图文显示的新型显示屏，因其结构新颖、成本低、可视视角达360°而得到了迅速的发展。目前，常见的LED显示屏都是采用扫描方式进行显示的。
　　在各种设备中，显示设备占有重要地位，少了显示设备就像人少了眼睛，很多内在的东西都看不见。显示设备很重要也很常见，然而它的外形总是那么单调，像一个个的模型。旋转LED屏以其新颖、可视角360&吸引了电子狂热者的眼光。本项目是通过主控芯片STM32F103，将触摸技术与旋转LED屏幕相结合，可以实现时钟的变换，还可以利用触摸技术在旋转LED上玩一些小游戏［1］，让旋转LED不再只是单一的观赏性的技术。
　　旋转LED显示屏是一种通过同步控制发光二极管（LED）位置和点亮状态来实现图文显示的新型显示屏，因其结构新颖、成本低、可视视角达360&而得到了迅速的发展。目前，常见的LED显示屏都是采用扫描方式进行显示的，其实现原理是在不同时间段内控制不同批次的LED轮流点亮，根据人眼的视觉暂留特性，当扫描帧频达到24Hz以上时，人眼便感觉不到扫描过程，而是一幅稳定的图像。旋转显示屏则是通过控制一行或一列LED快速移动位置和改变点亮状态来实现图形的显示，如果LED在各位置循环变换速度足够快，同样可以显示出一幅稳定的图像。POV原理（即视觉滞留原理）将它用于显示屏，优势表现在可用少量LED实现传统方式下海量LED才能实现的显示屏。用单片机控制LED，触摸按键提供用户与系统交互。旋转中的LED漂浮在半空中的景观给视觉带来享受。
　　基于这样的现状和原理，本文提出了基于TI公司TLC5947驱动芯片及STM32F103的旋转LED屏显示控制器设计。该旋转LED屏采用人眼视觉频率滞留原理，制作的旋转LED虚拟屏在微控制器的精确控制下，使用少量的LED便可完全实现传统方式下海量LED才能实现的一种新型显示技术。旋转三基色全彩LED是基于RGB原理，通过改变三种颜色的色调、饱和度、强度可以实现最高36色真彩图片显示，从而使显示更加绚烂夺目。该旋转LED屏与平板式LED显示屏和其他显示器技术（如CRT、LCD、PDP）相比较，旋转式线阵LED屏幕有着成本低、分辨率高、功耗小等几个明显优势［2］。
　　1　系统硬件设计
　　STM32F103通过TLC5947与LED连接［3］，用来控制旋转板上LED灯的显示。例如可以通过单片机STM32F103控制LED灯旋转显示时钟模样或各种图形［4］，如果条件允许的话，可以显示一些简单的游戏。LED与ARM处理器相连接，通过ARM处理器对触摸信号的处理来实现LED灯的显示样式的变化，从基态的指针式时钟变为数字显示式以及改变其显示的背景，还可以进行时间的校准操作。TLC5947驱动旋转LED屏显示控制电路如图1所示［5］。
　　图1　TLC5947驱动旋转LED屏显示控制电路
　　1.1　STM32F103简介
　　选用了STM32F103控制器，STM32F103是增强型系列，最高工作时钟频率可达72 MHz，具有ARM CortexM3内核、128~256 KB Flash、20~48 KB RAM、8 MHz CPU晶振、32.768 kHz RTC晶振以及丰富的外设（64个快速I/O口）和4 GB的线性地址空间。ARM采用的仿真器很贵，而单片机的调试工具则非常便宜。相较之下，CortexM3参考单片机，专门拿出一个引脚来做调试，从而节约了大量的人力物力。CortexM3集成了大多数的存储器控制器，这样就可以直接在MCU外连接Flash，降低了设计难度和应用障碍。CortexM3处理器结合了多种突破性技术，使得它能实现低功耗、低成本、高性能三者（或二者）的结合。编程支持ISP下载功能，能通过USB端口和JLINK仿真器供电，使用起来非常方便［6］。
　　1.2　TLC5947简介
　　TLC5947是TI（德州仪器）公司推出的24通道，具有内部晶振的12位PWM脉宽调制的LED驱动芯片。TLC5947采用超小32引脚QFN的高级封装［7］。它为LED提供了精确的恒流值，通道与芯片之间的差异值只有&2%；高速的传输速率（单片芯片时30 MHz，级联为15 MHz）；输出通道之间交错时间迟滞，避免出现传输误差；该芯片内部具有温度检测系统，当芯片的温度过高时为了保护芯片，它会自动断开所有的输出通道，当温度恢复正常，芯片正常工作；该芯片支持级联，可以多个芯片共同工作以驱动更大规模的LED显示屏幕。24个通道的当前电流值是通过外部IREF与地之间的阻值来设置的，驱动电路中的电阻由所驱动LED灯的电流决定。芯片具有宽泛的操作电压3?0～5?5 V，含有4 MHz的内部晶振。TLC5947适用驱动全彩LED和显示屏。
　　1.3　LED显示屏
　　选用三色（RGB）LED灯， 实现多重色彩光源，绚丽多彩的输出。同时，LED本身也具备相当的稳定度、高效率、单色彩纯度高、光强度可调等功能。LED与ARM处理器相连接，通过ARM处理器对触摸信号的处理来实现LED灯的显示样式的变化，从基态的指针式时钟变为数字显示式，以及改变其显示的背景，还可以进行时间的校准操作。
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设计LED户外旋转屏的技术难点和解决办法
户外旋转LED显示屏作为新的显示屏来实现图文并茂显示，主要通过发光二极管位置和灯光状态控制来实现，特别是由于其新颖的结构，低成本特性的快速发展，并实现360 °可见的核心技术在于显示位置的精确控制和同步发光状态。户外旋转LED显示屏是机械旋转的精髓，而不是传统的扫描显示，逐列显示实现结果。其间原理是由恒定速度的室外LED显示器驱动显示器只旋转一列显示器，同时通过控制电路同步控制显示灯的状态，这样，电动机每转一个角度，LED显示屏显示一次改变方向，达到360°图文显示效果。洪海小编认为其实户外LED旋转屏的原理并不复杂（400 ），硬件结构也相对简单，但要想使户外LED旋转屏能够稳定的显示预先设定的文字或图像，就必须克服以下三个技术难点：㈠控制电路的供电系统在工作时，由于控制电路会随着电机的转子不停转动，所以要为旋转着的电路器件提供一个稳定的供电系统具有一定的难度。㈡屏幕横向拖影问题为实现柱面图像显示，LED旋转屏采用的是单列旋转扫描，使得像素点显示在横向上出现了粘滞，从而形成了拖影现象，而怎么解决是一大难题。㈢显示亮度不足也是因为户外LED旋转屏的单列旋转扫描的工作原理，导致了每列的显示时间较其他显示屏少了好多，所以亮度会大大降低。所以要想使设计的户外LED旋转屏拥有很好的展现效果，就需要在设计之初考虑并解决好以上三个问题。①关于LED旋转屏的供电问题的解决，我们通常采用固定在底座的电刷片、旋转的金属导轨及金属轮轴接触的方式给系统供电。②要解决屏幕的拖影问题就简单了，虽然在技术上没法消除，但可以根据旋转扫描的特点，在两列的像素点中间插入一个全黑时隙，这样就可以去除两列图像显示点的粘滞感。③在亮度问题的解决方案上，相对来说比较多变；它可以通过不断加大户外显示屏灯的亮度，也可以选用四列户外LED显示屏灯来轮流显示每个旋转屏上的每个象素点，这样亮度在旋转速率不变的情况下就会变为原来的四倍。 洪海光电官网：www.zz-hh.com&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&微信公众号：sdhonghai原文链接：http://www.zz-hh.com/news/baike-ledxuanzhuanping.html ?洪海光电集团
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户外旋转LED显示屏是一种通过同步控制发光二极管位置和点亮状态来实现图文显示的新型显示屏，因其结构新颖，成本低廉，可视范围达360°而得到了迅速的发展，其核心技术在于精确控制显示屏位置与发光状态的同步。
户外旋转LED显示屏的原理并不复杂，其硬件结构也相对简单，但是要使它能够稳定的显示设定的图像或文字，彩仕达光电认为需要克服以下三个技术难点：
第一、旋转屏控制电路的供电
在系统工作时，控制电路随着电机的转子转动，因此给旋转着的控制电路和户外LED显示屏提供一个稳定的供电电源具有一定的难度。
第二、旋转屏横向显示拖影问题
由于旋转屏采用了单列户外LED显示屏旋转扫描实现柱面图像显示，这使得像数点显示在横向上出现了粘滞，形成拖影现象。
第三、解决显示亮度不足
由于户外旋转LED显示屏的工作原理决定了相对于普通的平面户外LED显示屏，显示每一列的时间要少许多，因此亮度也会大大减小。
户外旋转LED显示屏的显示器件只有一列，并且这一列是由转速恒定的户外LED显示屏带动进行旋转，同时由控制电路对显示屏的点亮状态进行同步控制，使电机每转过一定角度，这一列LED显示屏的显示内容就改变一次，在旋转到任何一个位置都有唯一确定的显示内容，也就是说户外旋转LED显示屏是采用逐列显示的，并且采用了机械转动来替代扫描显示。
因此，要使设计的户外旋转LED显示屏具有较好的显示效果，那么需要在设计时解决好以上这三个问题。
1、如何解决户外旋转LED显示屏的供电问题，我们一般采用固定在底座的电刷片和旋转的金属导轨以及金属轮轴接触的方式给系统供电，是比较简单而可靠的方法。本文的设计就是通过电刷提供一个恒定的12V直流电压，再由DC-DC芯片转换成2.5V、3.3V、5V等电压来维持控制系统工作。
2、如何解决旋转屏的横向拖影问题，主要是根据旋转扫描的特点，在两列像素点之间插入一个全黑时隙，这样就可消除两列图像显示点的粘滞感。
3、对于解决亮度显示不足的问题，本文的设计在不继续加大户外LED显示屏灯亮度的情况下，采用的是用四列户外LED显示屏灯来轮流显示每个旋转屏上的每个象素点，这样亮度在旋转速率不变的情况下就会变为原来的四倍。
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