逐位分时控制：256级灰度LED点阵屏的8/19场显示原理

LED8X8点阵结构是一种常见的LED显示器，它由8行和8列LED灯组成，每个像素由一个独立的LED代表，常用于户外广告牌、电子显示屏等应用中。本文主要深入探讨了这种点阵的工作原理，特别是在实现256级灰度显示方面的创新方法。 首先，逐位分时控制是关键的技术。这种控制方式允许通过逐个处理数据位来控制LED的点亮和熄灭，每次只点亮对应位的LED，且每位的点亮时间与关断时间的比例不同。通过调整点亮时间，可以实现从全暗到全亮的256级灰度变化。例如，当数据位从00H到FFH变化时，点亮时间会按照固定的增量（T/128）增加，从而模拟出不同亮度。 传统的"8场原理"指出，8位数据需要8场（每次一位）的循环显示才能完整呈现灰度效果。然而，由于点亮时间相对较少（约占总时间的约25%），而关断时间较长，这会导致亮度损失较大。为了提高亮度，引入了"19场原理"，通过将8位数据分为19场显示，不同位的LED以不同的频率连续点亮，比如D7位连续显示8场，D6位4场，以此类推。这样，最大点亮时间可以达到总时间的84.21%，大大提高了显示的亮度。 文中还提到了具体的时间分配表格，如表1和表3，它们详细列出了各个位的点亮与关断时间配置，以及不同数据值对应的总点亮时间，如表4所示。这些表格是设计者根据理论推导和实际测试得出的结果，对于理解和优化LED点阵屏的控制电路至关重要。 总结来说，LED8X8点阵结构和工作原理的核心在于利用时间分段控制来实现灰度显示，通过精确调整点亮和关断时间，以及灵活运用不同的显示场数，实现了高效率的灰度等级控制。这对于LED显示屏制造商和设计师来说，是一项重要的技术参考，有助于提升产品的性能和用户体验。同时，该文也展示了基于现场可编程门阵列（FPGA）的电路设计，这是现代电子技术在LED点阵控制中的应用实例，进一步推动了LED显示技术的发展。