LED显示屏知识完整教程

目录------------------------------------------------------------------第1页1--LED显示产品发展历程---------------------------------第02页3--LED显示屏的分类-------------------------------------第03页4--LED显示屏的基本构成---------------------------------第04页5--LEDLED显示屏涉及的名词概念--------------------------第05页6--LED显示屏的两种常规组装方式-------------------------第13页7--LED显示产品一些问题的解答---------------------------第14页8--LED显示屏显示原理-----------------------------------第15页9--单元板/模组认识--------------------------------------第18页10--显示板芯片------------------------------------------第21页11--控制信号与显示接口----------------------------------第25页12--LED单色条屏（室内屏）组装--------------------------第26页13--LED单色室外屏的组装--------------------------------第34页14--08接口转12接口原理---------------------------------第45页15--LED胶水及材料说明----------------------------------第46页16--汇总LED显示屏中的常见IC---------------------------第48页

1．LED显示产品发展历程

LED大屏幕的发展呈现如下几个发展阶段：

1、第一代：单色LED显示屏

以单红色为基色，显示文字及简单图案为主，主要用于通知、通告及客流引导系统。

2、第二代：双基色多灰度显示屏

以红色及黄绿色为基色，因没有蓝色，只能称其为伪彩色，可以显示多灰度图像及视频，目前在国内广泛应用于电信，银行，税务，医院，政府机构等场合，主要显示标语，公益广告及形象宣传信息。

3、第三代：全彩色(full color)多灰度显示屏

以红色，蓝色及黄绿色为基色，可以显示较为真实的图像，目前正在逐渐替代上一代产品。

4．、第四代：真彩色(true color)多灰度显示屏

以红色，蓝色及纯绿色为基色，可以真实再现自然界的一切色彩(在色坐标上甚至超过了自然色彩范围)。可以显示各种视频图像及彩色广告，其艳丽的色彩，鲜亮的高亮度，细腻的对比度，在宣传广告领域应用具有极好的视觉震撼力。真彩色5mm户内大屏幕属于上述第四代产品。它具有高亮度，不受环境亮度影响，厚度薄，占用场地小，色彩鲜艳丰富，视角宽，可以在宽敞的厅堂环境应用，没有拼接图像损失。

3．LED显示屏的分类

分类

方式

品种说明

使用环境室内LED显示屏

室内LED显示屏在室内环境下使用，此类显示屏亮度

适中、视角大、混色距离近、重量轻、密度高，适合

较近距离观看。

室外LED显示屏

室外LED显示屏在室外环境下使用，此类显示屏亮度

高、混色距离远、防护等级高、防水和抗紫外线能力

强，适合远距离观看。

显示颜色单基色LED显示屏

单基色LED显示屏由一种颜色的LED灯组成，仅可显

示单一颜色，如红色、绿色、橙色等。

双基色LED显示屏

双基色LED显示屏由红色和绿色LED灯组成，256级

灰度的双基色显示屏可显示65,536种颜色（双色屏可

显示红、绿、黄3种颜色）。

全彩色LED 显示屏全彩色LED 显示屏由红色、绿色和蓝色LED 灯组成，可显示白平衡和16,777,216种颜色。

显示功能图文LED 显示

屏

(异步屏)

图文LED 显示屏可显示文字文本、图形图片等信息内容。可联网脱机显示。视频LED 显示

屏

(同步屏) 视频LED 显示屏可实时、同步地显示各种信息，如二维或三维动画、录像、电视、影碟以及现场实况等多种视频信息内容。

4．LED 显示屏的基本构成

1、异步屏：

一般由显示单元板（模组）、条屏卡、开关电源、HUB 板（可选）组成

通过串口线与计算机连接，进行显示文字的更改，之后可以脱开计算机工作。

2、同步屏：

同步屏系统比较复杂，系统可大可小，一般由计算机、DVI显卡、数据发送卡、同步数据接收卡、HUB板、网线、LED显示屏等组成。系统始终需要联机计算机工作，将计算机上的图像文字显示在LED大屏幕上。

5．LED显示屏涉及的名词概念

1、像素：是LED显示屏的最小成像单元。俗称“点”或“像素点”。

上图所示由2红2绿组成1个显示像素点

2、显示模块：由若干个显示像素组成的，结构上独立的组成LED显示屏的最小单元。

·室内屏用的是8x8的显示模块，即每个显示模块有64个像素

·室外屏使用的是单个的灯珠，通常由1-3个相同或不同颜色的灯珠组成模块的一个像素点。

如上面右图的室外屏模组就是由2个红色灯珠组成1个显示像素点

3、显示模组：由电路及安装结构确定的并具有显示功能的组成LED显示屏的独立单元。简单说就是为便于组装和显示，出厂的半成品通常是以显示模组形式提供的，将多个显示模块加显示驱动做在一起。室内屏俗称“单元板”；室外屏俗称“模组”，再将若干个模组加上机箱、风扇、电源等构在一起成为“箱体”，多用于大型的全彩屏。

·室内屏单元板通常有64x32（64列32行、由32个模块组成）、64x16 （64列16行、由16个模块组成）等。下图是一个64x16的单元板：

室内屏单元板正面室内屏单元板背面

·室外屏模组通常有64x32、32x32、32x16、16x16、16x8多种

上图为16x8(2红)的室外屏模组。加了防水结构用于全户外，我们可以看到塑料壳体，最右侧是它的整个结构刨图：显示板上插的是灯珠、背板上是显示驱动电路，这是分体结构的，也有的是将显示板和显示驱动电路做在一块电路板上的整体结构的，下面的两个图我们可以看到区别。面板、后壳其实是一个塑料罩壳，面板上对应灯珠位置开有孔，以使灯珠漏出头，后壳上有用于安装的螺丝孔或磁柱，使模块便于组装。模块的前面灌有显示屏专用的防水胶。

室外屏模块正面

室外屏模组背面室外屏模组面

（显示板和驱动板为分离结构）（显示板和驱动板为整体结构）

大型室外全彩屏所用箱体通常由若干个模组+机箱+风扇+电源组成

4、LED显示屏屏体：将单元板/模组/箱体按一定方式拼接在一起，加上控

制卡/控制系统、电源和框架等就构成为LED显示屏。

室内屏：显示单元板+控制卡+电源+铝型框架

室外屏：显示模组+控制卡+电源+铝型框架

全彩屏：显示箱体+控制系统+计算机+通讯网络+架体等组成

5、点距：就是2个像素点之间的距离。主要是取决于观看者的距离。通常点距的概念用于室外屏，有P

6、P7.62、P8、P10、P12、P16、P20等，以毫米mm为单位。室外屏观看距离一般在30米内，采用不大于P16（16mm）的模组。点距越密，显示出来的字笔画越细腻，单位面积像素点越多，显示屏成本越贵。

6、扫描方式：通常对于室外屏模组还有一个扫描方式的问题。

扫描方式决定了模组之间连接的形式，扫描方式有1/16、1/8、1/4、1/2、静态这几种。因为LED显示屏是逐行刷新显示的，扫描方式也就决定了显示刷新的方式，如1/16就是每次刷新1行，16行为一个扫描周期，需ABCD四个信号控制；1/8就是每次刷新1行，8行为一个扫描周期，需ABC三个信号控制；其它依次类推。如果采用相同的LED灯，1/16扫的亮度要比1/8低，静态（1/1）的亮度是最高的。户内的屏一般采用1/16扫，户外和半户外的一般采用1/16或者1/8。对于放置在屏经常受到猛烈阳光照射的环境，就最好用1/4扫描。

扫描方式走线描述图示

1/16

（十六分之一）扫

描16.0：直行走线，一路数据带16行。

1/8

（八分之一）扫描

8.0：直行走线，一路数据带8行。

8.1：上蛇行，一路数据带16行，8行折列。

8.2：下蛇行，一路数据带16行，8行折列。

1/4

（四分之一）扫描

4.0：直行走线，一路数据带4行。

4.1：上蛇行，一路数据带16行，8行折列。

4.2：下蛇行，一路数据带16行，8行

折列。

4.3：上蛇行，一路数据带8行，8行折

列。

4.4：下蛇行，一路

数据带8行，8行折

列。

6．LED显示屏的两种常规组装方式

1、框架结构

在屏幕较小时，是在工厂组装成整屏；屏幕较大时，按单元板发货。由工程人员在现场组装。组装时，先将单元板和电源分别固定在板筋背条上，进而拼装成屏体。

2、箱体结构

箱体与箱体之间采用秘密窃取的方法定位销定位、锁紧机构拉紧，都能使安装更加精密、准确，保证箱体上下、左右之间的LED间距在实际误差要求范围之内，从整体上保证了整个屏体的显示效果。

7．LED显示产品一些问题的解答

1、LED显示屏模组规格计算方法：

间距计算方法：

每个像素点到另外一个像素点之间的距离，每个像素点可以是一颗LED灯如1R、两颗LED 灯 2R/1R1G、三颗LED灯 2R1G

长度和高度计算方法：点间距×点数=长/高

如：P16长度=16点×1.6㎝=25.6㎝

高度=8点×1.6㎝=12.8㎝

P10长度=32点×1.0㎝=32㎝

高度=16点×1.0㎝=16㎝

屏体使用模组数：总面积÷模组长度÷模组高度=使用模组数

如：10个平方的P16户外单色LED显示屏使用模组数等于：

10平方米÷0.256米÷0.128米=305.17678≈305个

更加精确的计算方法：长度使用模组数×高度使用模组数=使用模组总数

如：长5米、高2米的P16单色LED显示屏使用模组数：

长使用模组数=5米÷0.256米=19.53125≈20个

高使用模组数=2米÷0.128米=15.625≈16个

使用模组总数目=20个×16个=320个

2、是不是屏的亮度越来高越好呢？应该怎样决定屏的亮度？

答：不是的，屏亮度越高，价格就越高。亮度太高会刺眼，不舒适。要根据环境的亮度来决定屏的亮度。对于白天不需要日光灯照明的环境，我们建议采用半户外1/16扫的单元板就足够了。如果是大马路，向西，周围没树，白天很亮，就用1/8扫。

3、点距这么多规格，那种好呢？越密越好？

答：不是的，越密就越贵。太稀疏的话，近距离看不清。对于横幅来说，10 mm是比较合适的。有的店面为了省钱，又想做个大的横幅，用点距30mm的单元板来做，可是马路好窄，对面行人看过来，字太大了，要停下来仔细看才知道是什么内容，效果适得其反。

4、显示屏寿命一般多长？

答： LED是一种半导体器件，其寿命为10万小时。LED显示屏的寿命取决于其所采用的LED 灯的寿命和显示屏所用的电子元器件的寿命。一般平均无故障时间应不低于1万小时。

8．LED显示屏显示原理

下面是一个8x8的点阵LED结构

从图上看，8X8 点阵共需要64 个发光二极管组成，且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上，当对应的某一行置高电平，某一列置低电平时，则相应的二极管就亮。

将许多这样的模块组合在一起，就是我们通常说的单元板/模组，而驱动其显示需要显示驱动电路和诸如单片机之类的智能控制芯片。通常我们的单元板/模组是带有显示驱动电路的，我们还需要带有单片机的控制卡才能将我们所需要显示的文字/图形显示在屏幕上。

电路原理图示如下：

无论文字还是图形都是由点阵组成的，比如我们常用的汉字，完整的点阵由16x16、32x32等等，每个点就是一个像素点。

将黑点处（点亮的像素点）定义为1，白点处（不亮的像素点）定义为0，

就可以编写成能在单片机中保存的字型格式：

{0xDF,0xFD,0xDF,0xFD,0x03,0xC0,0xDF,0xFD,0xDF,0xFD,0x01,0x80,0xDF,0xFD,0xEF,0xFB,

0xFF,0xFF,0x7B,0xEF,0x7C,0x9F,0x77,0xF5,0x77,0xEB,0x7B,0xEB,0x5F,0xFF,0xBF,0xFF},

{0x7F,0xFF,0x01,0xC0,0x7F,0xFF,0x03,0xE0,0xFF,0xFF,0x07,0xF0,0xF7,0xF7,0x07,0xF0,

0xFF,0xFF,0x00,0x80,0xFF,0xFF,0x07,0xF0,0xF7,0xF7,0xF7,0xF7,0x07,0xF0,0xFF,0xFF},

{0xBF,0xFF,0xBB,0xFD,0xBB,0xF3,0xBB,0xF7,0x01,0x80,0xDB,0xFF,0xDF,0xFF,0x1F,0xF8,

0xFF,0xFF,0xAF,0xFB,0xAF,0xFB,0x77,0xFD,0xFB,0xFE,0x7D,0xF9,0x9E,0xC7,0xE7,0xEF},

{0xFF,0xEF,0x81,0xEF,0xBD,0xEF,0xAD,0xEF,0xAD,0x80,0xAD,0xE7,0xAD,0xE7,0xAD,0xEB,

0xFF,0xFF,0xAD,0xED,0xEF,0xED,0xD7,0xEE,0xB7,0xEF,0x3B,0xEF,0xBD,0xEB,0xFE,0xF7}

这是16x16的点阵汉字，每个汉字32个字节。

比如我们要显示“恭喜发财”这4个字，首先：

送出“恭喜发财”的各头2个字节

0xDF 0xFD 0x7F 0xFF 0xBF 0xFF 0xFF 0xEF

每个字节都是8位，这样一共送出了8x8=64位（列），送出这些位信号是通过

DI信号端送出的（串行送出），在每送出1位时CLK信号端都要高低变换一次，

称为串行移位，使得64位（列）的每一位都被移送到了74HC595的输入端口上。

送出锁存信号STB，即STB信号高低变换一次，这样74HC595的输入端口上64位（列）数据就被送到74HC595的输出上，一行显示就出来了。锁存信号也使得下一

行数据串行移位送出不会影响到上一行的显示。

由单片机再通过74LS138变换ABCD的组合，选出下一个显示行。

重复的过程，但送出的数据相应的向后移动，即“恭喜发财”的3-4字节、

5-6字节。。。。。。。

行选择也是从第1行到第16行

16行显示一遍称为一个显示刷新周期，无论LED显示屏的大小如何，一个显示刷新周期必须在20毫秒以内完成，否则会出现闪动，单片机速度很快，32行200列以内的显

示通常是没有问题的。但当LED显示屏更大时就要选择速度更快的单片机或DSP来完成了。

完成LED显示的功能是由控制卡来实现的，无论简单的单色屏还是复杂的全彩屏，显示原理都是一样的，很简单。但如要实现诸如左右移动、飞入飞出、嵌色变换等特殊效果，还需要在单片机或DSP上编写非常复杂的算法程序，却不是一般人能做到的。好在现在有上百家控制卡生产研发的厂家公司，他们推出有性能各异的控制卡可以供我们选择，我们一是要看他们的功能，还要看他们能支持的LED屏像素点，功能越多、支持的像素点越多，价格越贵。

9．单元板/模组认识

室内屏、室外屏、全彩屏等其显示原理都是一样的，而最大的区别就在于显示板

的不同，下面我们分别来认识不同的显示单元板/模组。

1、室内单元板：

2、半户外模组：

3、全户外模组：

10．显示板芯片简介

认识显示板元件工作原理也是对于组装和维修的基础

驱动芯片主要是74HC595 74HC245/244 74HC138 4953。

74HC245的作用：信号功率放大

单元板/模组是由多块串接在一起的，而控制信号是比较弱的，在信号传递过程中需要将它的功率进行放大