LED点阵屏实现256级灰度显示

LED点阵屏实现256级灰度显示
作者：郑州防空兵学院电子教研室 魏银库 陈建国 狄国伟
摘
要：本文提出了一种LED点阵屏实现256级灰度显示的新方法。详细分析了其工作原理。
并依据其原理，设计出了基于FPGA 的控制电路。
关键词：256级灰度；LED点阵屏；FPGA；电路设计
引言
256级灰度LED点阵屏在很多领域越来越显示出其广阔的应用前景，本文提出一种新的控
制方式，即逐位分时控制方式。随着大规模可编程逻辑器件的出现，由纯硬件完成的高
速、复杂控制成为可能。
逐位分时点亮工作原理
所谓逐位分时点亮，即从一个字节数据中依次提取出一位数据，分8次点亮对应的像素，
每一位对应的每一次点亮时间与关断时间的占空比不同。如果点亮时间从低位到高位依
次递增，则合成的点亮时间将会有256种组合。定义点亮时间加上关断时间为一个时间单
位，设为T 。表1列出了每一位的点亮与关断的时间分配。
如果定义数据位“1”有效(点亮)，“0”无效(熄灭)，则表2列出了数据从00H到FFH时的不同
点亮时间。由表2可知：数据每增1，点亮时间增加T/128。根据点亮时间与亮度基本为线
性关系的原理，从0~255T/128的点亮时间则对应256级亮度。当然，这个亮度是时间上的
累加效果。如果把一个LED点阵屏所有像素对应的同一数据位点亮一遍称为一场的话，那
么8位数据共需8场显示完，称为“8场原理”。
理论上讲，8场即可显示出256级灰度，然而通过表2可看出，即使数据为FFH时，在8T时
间内也只是点亮了255T/128时间。关断时间可接近6T，点亮时间仅为总时间的约25%，因
此，8场原理虽也能实现256级灰度显示，但亮度损失太大。为了提高亮度，可采用“19场
原理”，即8位数据分19场显示完，其中D7位数据连续显示8场，D6位连续显示4场，依次
递减。表3列出了各位的点亮与关断时间。
由表3可推导出数据从00H~FFH范