LED显示屏及其LED驱动芯片介绍

LED显示屏数据传输问题

专业的控制软件全国来说的话，做的厂家没几家，深圳的灵星雨，南京德普达，北京的中庆，南京巨诚，这些主要做同步的，异步的深圳的流明，深圳励严，还有需要小公司也做！

　二、LED显示屏的系统组成架构

　　1、金属框架：室内屏由铝合金(角铝或铝方管)构成内框架，搭载显示板等各种电路板以及开关电源，外边框采用茶色铝合金制成。室外屏框架据屏体大小及承重能力为角钢或工字钢构成，外框可采用铝塑板进行装饰。

　　2、显示单元：这是LED显示屏幕的主体部分，由发光材料及驱动电路构成。室内屏幕就是各种规格的单元显示板，室外屏幕就是单元箱体。

　　3、主控制器：作用是将输入的RGB数位视讯信号缓冲，灰度变换，重新组织，并产生各种控制信号。

　　4、开关电源：用途是将220V交流电变为各种直流电提供给各种电路。

　　5、传输电缆：主控仪产生的显示资料及各种控制信号由双绞线电缆传输至屏幕本体。

　　6、扫描控制器：该电路板的功能是资料缓冲，产生各种扫描信号以及占空比灰度控制信号。

　　7、专用显示卡及多媒体卡(视频卡)：LED全彩屏专用显示卡除了具有电脑显示卡的基本功能外，还同时输出数位RGB信号及行场，消隐等信号给主控仪。多媒体卡除了以上功能外还可将输入的类比Video信号变为数位RGB信号(即视讯采集)。

　　8、其他资讯源及其外接装置：包括电脑、电视机、蓝光、DVD、VCD、摄录影机等。

　　三、LED显示屏用LED驱动产品介绍

　　LED显示屏作为一项高科技产品引起了人们的高度重视，采用计算机控制，将光、电融为一体的智能全彩显示屏已经在广泛领域得到应用。其像素点采用LED发光二极管，将许多发光二极管以点阵方式排列起来，构成LED阵列，进而构成LED屏幕。通过不同的LED驱动方式，可得到不同效果的图像。因此LED驱动芯片的优劣，对LED显示屏的显示质量起着重要的作用。LED驱动芯片可分为通用芯片和专用芯片。

　　通用芯片一般用于LED显示屏的低端产品，如户内的单、双色屏等。最常用的通用芯片是74HC595，具有8位锁存、串一并移位寄存器和三态输出功能。每路最大可输出35 mA的非恒流的电流。

　　由于LED是电流特性器件，即在饱和导通的前提下，其亮度随着电流大小的变化而变化，不随着其两端电压的变化而变化。专用芯片的最大特点是提供恒流源输出，保证LED的稳定驱动，消除LED的闪烁现象。具有输出电流大、恒流等特点，适用于要求大电流、高画质的场合，如户外全彩屏、室内全彩屏等。其关键指标有：

　　1、最大输出电流：目前主流的恒流源LED驱动芯片最大输出电流多为每通道90 mA左右。每通道同时输出恒定电流的最大值对显示屏更有意义，因为在白平衡状态下，要求每通道都同时输出恒流电流。

　　2、恒流输出通道数：恒流源输出通道有8位和16位两种规格，现在16位占主流，其主要优势在于减少了芯片尺寸，便于LED驱动板(PCB)布线，特别是对于点间距较小的LED驱动板更有利。

　　3、精确的电流输出：一种是同一个芯片通道间电流误差值；另一种是不同芯片间输出电流误差值。精度的电流输出是个很关键的参数，对LED显示屏的显示均匀性影响很大。误差越大，显示均匀性越差，很难使屏体达到白平衡。目前主流恒流源芯片的位间电流误差( bit to bit )一般在±3%以内，(chip to chip)片间电流误差在±6%以内。

　　4、数据移位时钟：其决定了显示数据的传输速度，是影响显示屏的更新速率的关键指标。作为大尺寸显示器件，显示刷新率应该在85Hz以上，才能保证稳定的画面(无扫描闪烁感)。较高的数据移位时钟是显示屏获取高刷新率画面的基础。目前主流恒流源驱动芯片移位时钟频率一般都在15-25 MHz以上。

　　四、国际市场上主流LED显示屏用LED驱动芯片介绍

上海思晶微电子有限公司(Sino-micro Electronics Technology Co., LTD.,)成立于2008年初，总部坐落于上海市漕河泾高新技术开发区，在深圳、厦门设有office，在美国加州拥有研发团队。是由美国硅谷留学精英，国内知名的资深集成电路设计和市场营销专家所创建。公司技术骨干拥有多年丰富的模拟和模拟混合集成电路的设计开发和批量生产经验，在LED显示屏用LED驱动芯片的设计开发和规模生产方面积累了近7--8年的成功经验，公司2008年初向市场推出LED显示屏用LED驱动芯片系列第一款产品SMT5026。到2008年Q2和Q3，已得到市场上数十家LED显示屏公司的从技术到中小批量的认定，在性能指标方面得到用户的一致好评，现已大量投放市场。

　　SMT5026是16路恒流LED驱动集成电路，专为LED显示屏设计，内建CMOS移位寄存器与锁存功能，可以将串行的输入数据转换成并行输出数据格式。可提供16路输出电流源，在每个输出端口提供5～90mA恒定电流，电流大小由外接电阻来调整。其使用先进的BiCMOS工艺生产，采用公司专有的高精确恒流16路输出LED驱动技术，确保精确的16路恒流输出电流值匹配度。电流输出值可以通过外接电阻调节(Iout=5~90mA)，容易控制LED的发光亮度。输出耐压18伏，其每路输出端可串接多个LED。其含有16位移位寄存器，16位锁存器，1.2V基准源，以及16路高精度恒流驱动器等模块构成。SMT5026产品的主要特性：

　　1、16路恒流源输出通道、电流输出大小不因输出端负载电压变化而变化；

　　2、恒流输出电流范围值：5～90mA；

　　3、极为精确的恒流输出电流值匹配度：通道间最大误差：<±1.5％，芯片间最大误差：<±3.0％；

　　4、通过调节外部电阻，可设定恒流输出电流值(Iout=5~90mA)；

　　5、高达25MHz数据传输时钟频率、具Schmitt trigger输入装置，强化抗噪声功能；

　　6、快速的输出电流响应，OE(最小值)：≤200ns；

　　7、工作电压：3.0 ～ 5.5Ｖ；

　　8、符合RoHS标准，100%无铅封装；

　　9、封装形式：SSOP24-300-1.0, SSOP24-150-0.635、与市场上主流产品相兼容(Pin to Pin)。

　　SMT5026是上海思晶微电子有限公司针对国际和国内LED显示屏市场推出的LED驱动芯片系列第一款产品，其优异的性能指标，保证了LED显示屏的优异的画面质量，得到了国内众多LED显示屏厂商的认可，并已大批量投放市场。公司根据对市场上LED显示屏的发展趋势和需要的调研，已初步完成LED显示屏驱动芯片的后续产品规划，并在开发新一代产品，将会向市场陆续推出具有错误侦测功能、温度过热保护(TSD)、亮度调节以适应日夜亮度自由切换、PWM灰度调节等功能的LED驱动芯片系列，以满足广大LED显示屏厂商持续发展的需求。

LED显示屏驱动芯片的维修资料

2009/8/4/08:13 

一/主要的显示屏驱动

IC1.74HC04的作用：

6位反相器。第7脚GND，电源地。第14脚VCC，电源正极。信号由A端输入Y端反相输出，A1与Y1为一组，其它类推。例：A1=“1”则Y1=“0”、A1=“0”则Y1=“1”，其它组功能一样。

74HC138的作用：

八位二进制译十进制译码器。第8脚GND，电源地。第15脚VCC，电源正极第1~3脚A、B、C，二进制输入脚。第4~6脚片选信号控制，只有在4、5脚为“0”6脚为“1”时，才会被选通，输出受A、B、C信号控制。其它任何组合方式将不被选通，且Y0~Y7输出全“1”。通过控制选通脚来级联，使之扩展到十六位。例：G2A=0，G2B=0，G1=1，A=1，B=0，C=0，则Y0为“0”Y1~Y7为“1”。

74HC595的作用：

LED驱动芯片，8位移位锁存器。第8脚GND，电源地。第16脚VCC，电源正极;第14脚DATA，串行数据输入口，显示数据由此进入，必须有时钟信号的配合才能移入。第13脚EN，使能口，当该引脚上为“1”时QA~QH口全部为“1”，为“0”时QA~QH的输出由输入的数据控制。第12脚STB，锁存口，当输入的数据在传入寄存器后，只有供给一个锁存信号才能将移入的数据送QA~QH口输出。第11脚CLK，时钟口，每一个时钟信号将移入一位数据到寄存器。第10脚SCLR，复位口，只要有复位信号，寄存器内移入的数据将清空，显示屏不用该脚，一般接VCC。第9脚DOUT，串行数据输出端，将数据传到下一个。第15、1~7脚，并行输出口也就是驱动输出口，驱动LED。

4953的作用：

行驱动管，功率管。其内部是两个CMOS管，1、3脚VCC，2、4脚控制脚，2脚控制7、8脚的输出，4脚控制5、6脚的输出，只有当2、4脚为“0”时，7、8、5、6才会输出，否则输出为高阻状态。

TB62726的作用：

LED驱动芯片，16位移位锁存器。第1脚GND，电源地。第24脚VCC，电源正极第2脚DATA，串行数据输入第3脚CLK，时钟输入.第4脚STB，锁存输入.第23脚输出电流调整端，接电阻调整第22脚DOUT，串行数据输出第21脚EN，使能输入其它功能与74HC595相似，只是TB62726是16位移位锁存器，并带输出电流调整功能，但在并行输出口上不会出现高电平，只有高阻状态和低电平状态。74HC595并行输出口有高电平和低电平输出。TB62726与5026

的引脚功能一样，结构相似。

二、LED显示屏常见信号的了解

CLK时钟信号：提供给移位寄存器的移位脉冲，每一个脉冲将引起数据移入或移出一位。数据口上的数据必须与时钟信号协调才能正常传送数据，数据信号的频率必须是时钟信号的频率的1/2倍。在任何情况下，当时钟信号有异常时，会使整板显示杂乱无章。

STB锁存信号：将移位寄存器内的数据送到锁存器，并将其数据内容通过驱动电路点亮LED显示出来。但由于驱动电路受EN使能信号控制，其点亮的前提必须是使能为开启状态。锁存信号也须要与时钟信号协调才能显示出完整的图象。在任何情况下，当锁存信号有异常时，会使整板显示杂乱无章。

EN使能信号：整屏亮度控制信号，也用于显示屏消隐。只要调整它的占空比就可以控制亮度的变化。当使能信号出现异常时，整屏将会出现不亮、暗亮或拖尾等现象。

数据信号：提供显示图象所需要的数据。必须与时钟信号协调才能将数据传送到任何一个显示点。一般在显示屏中红绿蓝的数据信号分离开来，若某数据信号短路到正极或负极时，则对应的该颜色将会出现全亮或不亮，当数据信号被悬空时对应的颜色显示情况不定。

ABCD行信号：只有在动态扫描显示时才存在，ABCD其实是二进制数，A是最低位，如果用二进制表示ABCD信号控制最大范围是16行（1111），1/4扫描中只要AB信号就可以了，因为AB信号的表示范围是4行（11）。当行控制信号出现异常时，将会出现显示错位、高亮或图像重叠等现象。

三、常见故障处理手段（工具：万用表、电烙铁、刀片、螺丝刀、镊子……等。）

四、LED电子显示屏的维修方法判断问题必须先主后次方式的处理，将明显的、严重的先处理，小问题后处理。短路应为最高优先级。1、电阻检测法，将万用表调到电阻档，检测一块正常的电路板的某点的到地电阻值，再检测另一块相同的电路板的同一个点测试与正常的电阻值是否有不同，若不同则就确定了问题的范围。2、电压检测法，将万用表调到电压档，检测怀疑有问题的电路的某个点的到地电压，比较是否与正常值相似，否则确定了问题的范围。3、短路检测法，将万用表调到短路检测挡（有的是二极管压降档或是电阻档，一般具有报警功能），检测是否有短路的现象出现，发现短路后应优先解决，使之不烧坏其它器件。该法必须在电路断电的情况下操作，避免损坏表。4、压降检测法，将万用表调到二极管压降检测档，因为所有的IC都是由基本的众多单元件组成，只是小型化了，所以在当它的某引脚上有电流通过时，就会在引脚上存在电压降。一般同一型号的IC相同引脚上的压降相似，根据引脚上的压降值比较好坏，必须电路断电的情况下操作。该方法有一定的局限性，比如被检测器件是高阻的，就检测不到了。四、单元板常见问题的处理步骤单元板故障：

A．整板不亮1、检查供电电源与信号线是否连接。2、检查测试卡是否已识别接口，测试卡红灯闪动则没有识别，检查灯板是否与测试卡同电源地，或灯板接口有信号与地短路导致无法识别接口。（智能测试卡）3、检测74HC245有无虚焊短路，245上对应的使能（EN）信号输入输出脚是否虚焊或短路到其它线路。注：主要检查电源与使能（EN）信号。

B．在点斜扫描时，规律性的隔行不亮显示画面重叠1、检查A、B、C、D信号输入口到245之间是否有断线或虚焊、短路。2、检测245对应的A、B、C、D输出端与138之间是否断路或虚焊、短路。3、检测A、B、C、D各信号之间是否短路或某信号与地短路。注：主要检测ABCD行信号。

C．全亮时有一行或几行不亮1、检测138到4953之间的线路是否断路或虚焊、短路。

D．在行扫描时，两行或几行（一般是2的倍数,有规律性的）同时点亮1、检测A、B、C、D各信号之间是否短路.2、检测4953输出端是否与其它输出端短路。

E．全亮时有单点或多点（无规律的）不亮1、找到该模块对应的控制脚测量是否与本行短路。2、更换模块或单灯。

F．全亮时有一列或几列不亮1、在模块上找到控制该列的引脚，测是否与驱动IC（74HC595/TB62726）输出端连接。G．有单点或单列高亮，或整行高亮，并且不受控1、检查该列是否与电源地短路。2、检测该行是否与电源正极短路.3、更换其驱动IC。

H．显示混乱，但输出到下一块板的信号正常1、检测245对应STB锁存输出端与驱动IC的锁存端是否连接或信号被短路到其它线路。

I．显示混乱，输出不正常1、检测时钟CLK锁存STB信号是否短路。2、检测245的时钟CLK是否有输入输出。3、检测时钟信号是否短路到其它线路。注：主要检测时钟与锁存信号。

J．显示缺色1、检测245的该颜色的数据端是否有输入输出。2、检测该颜色的数据信号是否短路到其它线路。3、检测该颜色的驱动IC之间的级连数据口是否有断路或短路、虚焊。注：可用电压检测法较容易找到问题，检测数据口的电压与正常的是否不同，确定故障区域。

K．输出有问题1、检测输出接口到信号输出IC的线路是否连接或短路。2、检测输出口的时钟锁存信号是否正常。3、检测最后一个驱动IC之间的级连输出数据口是否与输出接口的数据口连接或是否短路。4、输出的信号是否有相互短路的或有短路到地的。5、检查输出的排线是否良好。

整屏故障：

A.整屏不亮（黑屏）1、检测供电电源是否通电。2、检测通讯线是否接通，有无接错。（同步屏）3、同步屏检测发送卡和接收卡通讯绿灯有无闪烁。4、电脑显示器是否保护，或者显示屏显示领域是黑色或纯蓝。（同步屏）

B.整块单元板不亮（黑屏）1、连续几块板横方向不亮，检查正常单元板与异常单元板之间的排线连接是否接通；或者芯片245是否正常，2、连续几块板纵方向不亮，检查此列电源供电是否正常。

C.单元板上行不亮1、查行脚与4953输出脚是否有通。2、查138是否正常。3、查4953是否发烫或者烧毁。4、查4953是否有高电平。5、查138与4953控制脚是否有通。

D.单元板不亮1、查595是否正常。2、查上下模块对应通脚是否接通。3、查595输出脚到模块脚是否有通。

E.单元板缺色1、查245R.G数据是否有输出。2、查正常的595输出脚与异常的595输入脚是否有通。 

    LED显示屏其实就是N个8×8的点阵块拼接的，将行扫描先连在一起、列扫描线连在一起拼得，然后就是电路驱动部分，这个一般是由74HC595（74LS1+锁存器，串入并出且锁存数据）一块拼出来的大屏幕LED长有多少块，宽有多少块那么74HC595的数量就是长总数+宽总数，其他的电路驱动部分还包括一些排电阻，分时控制之类的，接着就是软件部分，首先你要知道点阵LED的显示原理。 

以32×32的LED控制为例说明，16块8×8LED的行扫描组是首尾相接，列扫描组也是首尾相接，行/列扫描采用分时的串行通信方式，分时控制采用MCU的P0.0和P1.0加上4个与逻辑单元实现，在行/列扫描的过程中加入了数据锁存器，用来暂存数据，比如之前进行过列扫描，将数据串行发送到各列，然后保存在列锁存器里，现在需要进行行扫描，因为行/列扫描共享一个RXD，在工作时必须要住行/列的其中一个，以免数据混乱，所以必须通过MCU的P0.0控制列扫描的与逻辑住列扫描，与逻辑的2个输出信号为0，所以要用锁存器暂存先前扫描的列，将数据保存。 

其控制过程如下: 

让P0.0=0，使得列扫描部分的2个与逻辑（上面两个）输出为0，列扫描---->

置P1.0=1，使得行扫描部分的2个与逻辑（下面两个）输出跟随RXD和TXD，开放行扫描---->

通过MCU的RXD在TXD时钟控制下串行输出32个1，并在行锁存器中保持该数据---->

让P1.0=0，行扫描---->

置P0.0=1，使得列扫描部分的2个与逻辑（上面两个）输出跟随RXD和TXD，开放列扫描---->

通过MCU的RXD在TXD时钟控制下串行输出32×32LED的第一行数据，并在列锁存器中保持该数据---->

让P0.0=0，列扫描---->

置P1.0=1，开放行扫描---->

通过MCU的RXD在TXD时钟控制下串行输出行扫描选通线数据，并在行锁存器中保持该数据---->

启动延时1.25ms【每秒每行需点亮25次，完成一周期需要1000ms\\25=40ms，每行的显示时间40ms\\32=1.25ms】---->

回到第一步 

…… 

以上就是一个简单的LED小屏幕的软硬件部分的大致原理《原创，这是我花了半个小时写的》

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