Led電子顯示屏的控制系統和組件結構的製作方法

2023-09-11 08:33:50

專利名稱:Led電子顯示屏的控制系統和組件結構的製作方法
它屬於電子技術領域：
。將主要用於商業廣告、展臺顯示等的顯示屏的圖形、文字的動、靜態的顯示控制。
近年發展起來的電子計算機控制的LED顯示屏，由於它的顯示信息量大、畫面變換快捷、省電、發光器件自身壽命很長等特點，受到各方面的重視。LED顯示屏主要用於軍事指揮、交通管理、機場、車站、港口的航班、車次顯示及證券交易、貿易等方面。由於顯示屏使用計算機控制，其工作能保證實時控制，這在以上的工作領域中極為必要。作為商業廣告、展臺顯示使用LED顯示屏也成為趨勢。但是，它無實時控制的必要。另外，就從其信息容量等的必要性及計算機價格在總造價中比例、專人管理、維護等的經濟性上看，LED顯示屏不適宜使用計算機控制。
本實用新型的目的在於提供LED顯示屏控制系統的新設計方案，使其造價下降、功能增強、便於安裝維修、甚至實現無人管理狀態下的自動運行。
該實用新型的LED的控制系統是由LED矩陣、寄存器兼LED驅動器、串／並變換電路、已存入圖像的顯示屏控制器、亮度自動適應裝置和故障自動檢測裝置組成。如圖1所示。圖2(A)是LED構成的顯示矩陣的一部分。矩陣中的每一個像素可以是一隻或多隻LED組成的。以E行為例，如圖2(B)所示來自顯示屏控制器的控制E行LED的脈衝串進入E行移位寄存器，在一定頻率的時鐘脈衝控制下，移位寄存器並行輸出端連接著的LED則相應地有亮有滅，並在視覺中呈現移動感。與E行相同的各行LED分別在自己的寄存器控制下發光時，就能顯示出移動的圖像來。畫面移動速度取決於時鐘脈衝頻率。頻率高時，畫面則如同飛進屏面或飛出屏面；頻率適中時，則畫面呈現緩慢移動(流動)；頻率為「零」時，畫面則停住不動。即是說，能很方便地使畫面運動、停頓。除以上基本功能外，各行的時鐘頻率，可以設計的不同，其間的差異如果設置得當，則可呈現出特別的效果。例如呈現各種動與靜相結合的畫面，「天旋」或「地轉」畫面。如圖3所示。
本LED顯示屏控制系統，能實現顯示屏的閉環循環顯示，即通過①各顯示行並行直接循環；或②各顯示行首尾之間介入串入串出移位寄存器，使循環畫面之間有一適度的間隔；或③各顯示行末端移出的信號，經並／串變換全部成為串行信號後，返送到顯示屏的串行輸入端。以上三種設計中的任一種選擇即可實現只要時鐘脈衝不停頓，送入的畫面就可不停地在流動中重複出現。這種顯示方式，在很多場合非常適用。
本實用新型的控制系統的一個主要部分是串行輸入並行輸出的移位寄存器。移位寄存器使用了CMOS集成電路，由於CMOS的特點，移位寄存器可以直接連接、驅動LED來實現信息的顯示，而不要限流電阻，使驅動電路簡化到最簡程度。
本實用新型的控制系統為顯示屏面的擴展提供了可能，並且由於顯示屏屏面的擴展與顯示屏控制器無關，這就使顯示屏控制器能夠實現系列化、標準化。顯示屏擴展的方式有四種，如圖4所示，即a、橫向直線擴展；b、縱向直線擴展；c、之字形擴展；d、接力擴展。這種顯示屏控制器能自動控制顯示屏工作，又能與顯示屏以最簡單的方式聯接或脫離，成為一個便於攜帶的、相對獨立的電子裝置。全固體的顯示屏控制器，如圖5所示，即由存儲器、運算處理器(CPU)、多路行時鐘發生器、行時鐘驅動電路組成。
本實用新型的控制系統中的顯示部件是積木式結構。這種積木式結構便於生產，便於更換、檢修，便於質量控制，從而能降低造價。顯示部件的積木式結構如圖6所示，主要包括1、LED板；2、LED驅動電路板；3、絕緣材料或金屬材料製作的支架；4、串行信號插接件。積木式LED顯示部件的支撐體是平行布置的矩形斷面的鋁合金型材框架。積木式結構的顯示部件可以在鋁合金框架的空檔中橫向移動或固定，調整位置極方便。這種LED的積木式結構可以從正面卸掉任何一塊部件。而且，只要部件的總厚度小於合金框架的空檔(即間隔)還可以做到從顯示屏背後卸掉。這在很多情況下是很方便的。
本實用新型的控制系統為故障檢測提供了適合LED控制方式的故障自動檢測方法。其原理是在顯示屏處於暗場時，從每一顯示行的起始端送入相當於一個或兩個像素的信號，在特定的時鐘頻率控制下，使之移向每一行的末端，在每一行末端自動檢測是否有信號丟失，沒有信號丟失現象則屬正常工作，否則表明寄存器故障或串行線路中的故障(如焊點或插接不良)或其他原因引起的電路斷線。故障自動檢測部分還包括故障提示，即指示燈或蜂嗚器。
本實用新型的控制系統使用了亮度自動適應設計。作為顯示系統的部件，LED顯示屏要適應視覺心理的需要，而視覺心理亮度在相當程度上取決於環境照度。在環境照度變化較大的情況下，有必要使顯示屏的實際亮度隨環境照度的升降而自動升降。亮度自動適應電路的方框圖如圖7所示。
本實用新型的控制系統和組件結構的設計也可用於其他形式的顯示屏，如白熾燈、CRT等主動發光式顯示屏及磁翻牌等被動式顯示屏。
關於的解釋圖1中1－電源；2－寄存器及LED驅動器；3－串／並變換；4－已存入圖象信息的顯示屏控制器；5－LED矩陣；6－故障自動檢測裝置；7－亮度自動適應裝置。
圖2.B中1－移位寄存器；2－E行脈衝串；3－串／並變換電路；4－顯示屏控制器。
圖6中1－矩形斷面的鋁型材；2－LED板；3－支架；4－LED驅動電路板；5－插接件；6－蓋板；L－間隔尺寸。
圖5中1－行時鐘驅動電路；2－多路行時鐘發生器；3－Cpu；4－存儲器；a－圖形或文字數據；c－RS232C接口；b－扣頭數據。
權利要求
1.本實用新型為LED電子顯示屏的控制系統，其特徵是LED矩陣顯示屏是由顯示屏控制器、串/並變換器、移位寄存器驅動器控制，並輔之以亮度自動適應及故障自動檢測裝置。
2.按照權利要求
1的顯示屏控制系統，其特徵是LED驅動器使用CMOS集成電路，實現無限流電阻直接驅動單只或多隻串聯的LED。
3.按照權利要求
1的顯示屏控制系統，其特徵是顯示部件為積木式結構設計。
4.按照權利要求
1的顯示屏控制系統，其特徵是LED矩陣顯示屏由時鐘脈衝控制，使畫面有動、靜結合、天旋、地轉，LED環狀顯示屏有循環顯示。
專利摘要
本實用新型為LED電子顯示屏的新型控制系統和組件結構。它屬於電子技術。本實用新型採用了顯示屏控制器和串/並變換電路及移位寄存器，克服了電子計算機控制的LED顯示屏在商業廣告、展臺顯示等方面使用的缺憾。使用了亮度自動適應和故障自動檢測裝置。使LED電子顯示屏更完善、可靠。本實用新型的顯示部件設計為積木式結構，插接、更換、檢修都很方便。本實用新型為各種電子顯示屏應用在商業廣告、展臺顯示等提供了實用的、合理的技術。
文檔編號G09F9/33GK87204926SQ87204926
公開日1988年4月13日 申請日期1987年3月28日
發明者汪元 申請人:北京東城京精計數器廠導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan