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 TLC5902技术参数

一、主要特征

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真值表(数据)

数据真值表见表3.43.2.4 TLC5902的运用为了讨论的方便，我们还是假定一些具体参数。设屏体点阵数MXN为80X 128，显示8 bit灰度单色图像，扫描方式为1/16，显示帧频率为120Hz， TLC5902的恒流输出工作于16bit方式。这样，一片TLC5902可以控制16行、每行16列的显示。总共需要((80/16) X(128/16) =5 X 8=40片，TLC5902按一行8片，一共5行来组织。

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 计算机显示适配卡

作为视频源，最常用的是计算机显示适配卡，因为目前多媒体技术的发展，已经使VCD，DVD、录像、摄像、广播电视等多种信号都能在计算机上进行显示。另一方面，计算机本身又是数字化的，信号的性质满足LED显示屏的需要。常用的计算机显示系统大都采用逐行扫描方式，扫描频率(帧频、行频、点频)及相应的扫描周期随不同厂家不同分辨率而有所不同，并没有统一的标准。大致上点频在25MHz以上，行频在30kHz以上，帧频在60Hz以上。表4.2中列出了几种常用的计算机显示模式下适配器的扫描参数。计算机图像显示的分辨率有64O X480， 800 X 600， 1024 X 768等多种。封算韧茵彭示系统所能够显示的彩色数量，由表示RGB三基色每色灰度值的bit数所决定。如果每色灰度值用8 bit表示，则可以组合显示的彩色数量就是256 X 256 X 256=16 777 216种，也就是通常所说的16兆色，或全彩色。由于大多数计算机常用的CRT显示器是模拟式的，所以计算机显示适配卡的输出端插座上所提供的信号也是模拟式的。这种输出插座一般有巧针和9针两种，巧针插座引脚定义如表4.3所示。为了能够从显示适配卡上取得LED显示屏所需的数字信号，需要使用有特征插座 (FEATURE CONNECTOR)的显示适配卡。4.1.2 ES98多媒体视频卡为了适应LED显示屏的需要，北京东方星科技发展有限责任公司开发了专门用于LED显示屏的ES98 (ES是东方星East Star的英文字头)多媒体视频卡。这是一块综合性很高的多功能卡，其主要功能有以下三个方面：首先它是一块计算机显卡，驱动CRT显示器，实现人一机界面的功能；第二种功能是提供LED显示屏所需要的各种显示数据和控制信号：第三方面的功能是为了在LED显示屏上播放各种节目，提供多种视频输人的通道，实际上它又是一块多媒体卡。下面分别就这三方面进行说明。

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 ES98卡上显示存储器可配置到4MB，印刷电路板采用了6层板布线，电源和地都作了滤波处理，所用的部件全部采用表面安装器件，因此产品性能稳定可靠。板上设有三个视频信号输人口Videol， Video2和S-Video，输出口有送计算机VGA显示器的DB 15针插座和送LED显示屏的50针插座。板上安装13个跳线开关JP1-JP13，分别对复合消隐信号BLANK的输出引脚选择、分辨率、彩色数据位数、点时钟频率、控制信号极性、点时钟延时等进行设置。现将各跳线开关的设置功能分述如下：由于在不同分辨率情况下，点时钟脉冲、行同步信号、帧同步信号以及复合消隐信号之间的极性关系并不是一成不变的，而LED显示屏控制电路所需要的这些信号的极性关系又是根据电路设计的要求进行安排的，因此需要对这些控制信号的极性进行设置。需要说明的是，这里所说的同向信号和反向信号，并不意味着就是正脉冲和负脉冲。

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 EN1由主控制器给出，经等于EN时间的延时后，第一块扫描板向第二块扫描板级联输出EN2，如此将EN信号级联传输下去。这种数据方法是十分有效的，它不仅解决了数据的划分与截留问题，而且在扫描板上不必增加过多的控制信号。需要处理的只是EN信号的延时传输。其实EN信号通过对点时钟脉冲进行计数就可以直接得到的，延时时间和向下一级级联输出的EN信号，是分别两次对点时钟计数的结果。平时扫描板总保持其EN输出无效，一当本扫描板的输人端收到EN有效信号时，它就开始对点时钟脉冲进行计数，计数到相当于EN宽度的点时钟个数时(这时正是本扫描板应该结束截取数据，下一个扫描板需要开始截取数据的交点)，向级联输出的下一级送出ENn+ 1有效信号，同时开始再一次计数，当再计数到相当于EN宽度的点时钟数时，使ENn+1变为无效。

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 存储器

存储器是扫描板的核心，在视频数据与LED显示数据之间，存储器是一个缓冲区。扫描板上的存储器正如图像处理系统中的帧存储器一样，可以采用两帧方式，即在一帧读的同时另一帧写，两帧交替读写保证输人输出双方时间的连续性。单存储器方案和双存储器方案示于图4.2.4中。不过对于LED显示屏的扫描板的实际情况来说，采用单帧存的方案同样是可行的。因为双帧存的目的是为了避免读写操作的冲突，这在整帧读，整帧写的情况下是唯一选择。在扫描板上读写的只是一帧中的H行，所以采用单帧存的方案是有可能的。从LED显示一侧讲，应该尽量占满全部可以利用的时间，以便提高亮度。而从视频信号源一侧来看，H行信号只占一帧信号的一部分，甚至是一小部分。例如在640 X 480分辨率，1/16扫描方式情况下，16行只占480行的1/30。这样在采用单帧存时，可以安排1/30的时间写人，而用29/30的时间读出。由于读出的时间就是LED的显示时间，读出时间的减少就会影响LED的显示。一方面显示时间少了亮度就会降低，另一方面显示时间少了显示输出的列时钟频率就要增加。不过 1/30的数量是不会造成太大的影响的。仍然采取刚才的参数，视频信号源的帧频率为60Hz，帧周期即为16.666ms，行频率为31.5kHz，行周期为31746ns； LED显示帧频率为120Hz。对于视频信号源来说16行的时间为：16X31746=507 936ns。也就是在16 666 666ns的时间内，有507 936n：必须用于存储器的写操作，留下16 158 730ns可以作为存储器读操作之用。由于LED显示帧频比视频信号源帧频高一倍，所以在这16 158 730ns中要分两帧向LED显示控制单元输出数据。再考虑LED显示侧一帧扫描16行，一行640点，这样算到每一点的时间，即显示输出点时钟周期Lc=16 158730/(16 X 640 X 2) = 789ns。当然，上述计算的前提是每点三色每色8 bit的数据是并行传输的，如果是串行的或者是串并行组合的，点时钟的频率自当增加。例如三色并行，每色8 bi串行(相当于视频屏时间分析中的工况②)，则Lc =789/8=98.625ns。与原来未考虑单存储器读写冲突时的计算结果101.7ns相比，只缩短了约3ns(正是1/30)。

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本地时钟与内部控制逻辑

这一部分电路的任务是产生扫描板内部所需的全部控制信号和时序。针对数据传输控制、存储器、显示控制输出三部分工作的需要，应该形成EN信号的控制、存储器读写控制和输出信号控制。

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芯片应用

用ZQL9701芯片组成LED显示屏非常方便，电路的复杂程度也大大降低。假如要求组成一个640 X 480分辨率、LED显示刷新频率120帧砂、采用1/16扫描方式显示的真彩色视频LED显示屏。同时安排9701的128个输出中Al-32用于32列红色LED发光灯的列控制，B1-32用于32列蓝，CI-32用于32列绿，D1-32不用。每片9701负责32列，640列共需20片，480(行)/16(扫描数)=30(“部分”数，即扫描板数)，整屏需要的9701的总数为}''` 0片。

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ZQL9701与TLC5902的比较

ZQL9701和TLC5902两种芯片都可以用作视频LED显示屏的显示控制器件。但是，在集成规模上ZQL9701要大得多。从输出端数目上看，ZQL9701有128个输出端，而TLC590只有16个，所以一片ZQL9701相当于8片TLC5902。即使是在三基色全彩色显示屏的应用中，为了便于印刷电路板的布置，ZQL9701的4组输出中有1组未用的情况下，还相当于6片TLC5902。在大量使用的情况下，更要考虑器件的数量。例如，在一个640 X 480，全彩色的LED显示屏上，采用ZQL9701需要2400片，而使用TLC5902则需要14 400片芯片集成度高带来的好处是，简化了外部配套电路的设计、制造、安装维护工作，使系统设计趋于标准化、简统化。

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ZQL-S系列扫描板

扫描板在组成LED显示屏时所起的作用是很大的，它处于视频源与显示单元之间，负责按约定的工作方式从视频源读取数据，并向LED显示屏的显示单元提供显示数据和控制信号。接收视频源数据要根据视频源的数据格式，特别是要与视频源的帧、行、点信号同步，而且读取的数据必须是该扫描板控制下各显示单元所需要的。在面向显示屏一侧的处理中，要根据LED显示屏的扫描方式、相应显示单元的行列数目及位置、彩色数目等因素，安排数据传输及产生控制信号。由于视频源与LED显示屏双方都不是非常标准化的产品，因此扫描板作为两者之间的转换设备，其重要性和复杂性是不难想见的。

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