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摘 要：本文提出了一種LED控制卡點陣屏實現256級灰度顯示的新方法。詳細分析了其工作原理。并依據其原理，設計出了基于FPGA 的控制電路。
關鍵詞：LED控制卡，LED條屏控制卡，GPRS/短信LED控制卡
引言
點陣屏LED控制卡在很多領域越來越顯示出其廣闊的應用前景，本文提出一種新的LED控制方式，即逐位分時控制方式。隨著大規模可編程邏輯器件的出現，由純硬件LED控制卡完成的高速、復雜控制成為可能。逐位分時點亮工作原理所謂逐位分時點亮，即從一個字節數據中依次提取出一位數據，分8次點亮對應的像素，每一位對應的每一次點亮時間與關斷時間的占空比不同。如果點亮時間從低位到高位依次遞增，則合成的點亮時間將會有256 種組合。定義點亮時間加上關斷時間為一個時間單位。如果定義數據位“1”有效(點亮)，“0”無效(熄滅)，則數據從00H到FFH時的不同點亮時間。數據每增1，點亮時間增加T/128。根據點亮時間與亮度基本為線性關系的原理，從0~255T/128的點亮時間則對應256級亮度。當然，這個亮度是時間上的累加效果。如果把一個點陣屏LED控制卡所有像素對應的同一數據位點亮一遍稱為一場的話，那么8位數據共需8場顯示完，稱為“8場原理”。
電路設計
點陣屏LED控制卡通常要具有能遠程同步實時顯示計算機視頻信號的功能，涉及到的電路包括：數字視頻信號的采集、數字信號的格式轉換及非線性校正、遠程傳輸及接收、灰度顯示LED控制電路、LED點陣顯示電路等。本文重點討論“顯示LED控制卡電路”的設計，控制對象以紅、綠雙基色LED點陣屏、1/16掃描顯示電路為例。因為被控對象為 1/16掃描顯示電路，所以顯示屏每16行只需要一路數據信號即可。DRout1、 DGout1即為第一個16行的紅、綠基色輸出信號；DRout2、DGout2 為第2個16行的紅、綠基色輸出信號。以此類推。Ha、Hb、Hc、Hd的二進制編碼，定義當前的數據輸出應是16行中的哪一行。CP信號為數據串行輸出的同步移位脈沖。LE信號為一行串行數據輸出 結束后的鎖存脈沖, LE每有效一次，Ha、Hb、Hc、Hd 二進制編碼狀態增1。EA為灰度控制信號，其寬度為在一個時間單位T內LED的點亮時間。當然, 不同的數據位其寬度不同。一個時間單位T即一行串行數據的傳輸時間，也即LE信號的周期，其大小取決于屏寬的像素點數量和CP信號的頻率。DRin1~8 和DGin1~8 為紅、綠數據輸入信號，分別對應第1個16行點陣區到第8個16行點陣區。Cpin為同步脈沖，一個脈沖對應一位數據，8個脈沖對應一個像素點的8位數據 輸入。H信號為行同步脈沖，一行數據輸入結束，H信號有效一次。V為幀同步脈沖，一幀(16行)數據輸入結束，V信號有效一次。上述信號均為前級系統提供的信號。
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