免费小视频黄色小电影 浅谈LED显示屏驱动芯片

   恒流驱动芯片是LED显示屏里重要的一部分，它的选型直接影响显示效果。目前常用的驱动芯片按其架构不同可分为通用芯片、双缓存、PWM三大类。这三类IC的具体工作原理是什么 ？区别又是什么呢？这篇文章一一聊聊。

     先说几个概念：

①刷新：指的是一秒钟图像出现的次数，具体到单灯就是一秒钟内亮灭了多少次。刷新高拍照效果好，但一次刷新也是一次灯珠的开关，灯珠的开关次数是会影响其寿命的。所以刷新够用就好，并不是越高越好。

②帧频：指的是一秒钟内出现了多少副图像，由于人眼的视觉暂留特性，只要一秒钟内画面变化大于24HZ，就不会感到停顿，我们目前使用的是60HZ帧频。

③灰阶：指的是屏体从黑到最亮能够分成的亮度等级。比如一个显示屏的亮度是16384cd/㎡，灰阶是14Bit（214即16384级）。它是将16384的亮度分成16384级，每一级的亮度是1cd/㎡。灰阶越高，每一级对应的亮度越低，显示效果细腻。

      现分别以MBI5024、ICND2038S、MBI5153为代表，介绍一下通用、双缓存、PWM三大类驱动芯片的具体工作原理和区别。

一：通用芯片（MBI5024）

        16位数据信号SDI在时钟的作用下从低到高，被一一送到16位位移缓存器中（串入）；16位数据存满后会自动同时进入16位输出栓锁器中；通过锁存信号LE控制，同时输出到16位驱动器中；最后通过OE控制其输出（并出）。

       常规芯片的灰度是通过把一帧的显示脉冲信号均分，从而控制灯珠点亮时间获得。如下图是一个均分成16Bit的显示信号脉冲波形图，灰度等级越高脉冲越宽，对应灯珠点亮的时间越久。

      结合原理框图，我们可以建立一个刷新和时钟的关系式。CLK=芯片通道数*扫描数*刷新频率*一组数据芯片个数*换帧频率（芯片通道数*扫描数*一组数据芯片个数，就是一组数据带点数）。

二：双缓存（ICND2038S）

       其框图中比常规芯片多了一个寄存器reg2，其大致工作原理和通用芯片一致。不同点在于，通用芯片显示一个高位数据的时候，数据显示的时间可能会比数据传输时间大得多，在数据显示多余的时间内不能进行数据传输；当显示一个低位数据的时候，数据显示时间可能比数据传输时间小得多，在数据传输多余的时间内不能进行数据显示。而双缓存芯片使显示高位数据多余时间可以利用起来进行数据传送，或者说利用传数据的时间来进行高位的显示，将传数据和显示数据完美的配合起来，可以有效的提高显示刷新率。双缓存IC在显示过程中(OE=0)会缓存16bit 显示数据，所以系统在IC显示的过程中可以再继续存入16bit 串行数据，相比通用芯片，刷新率可以提高。

二：PWM（MBI5153）

       如上图可以看出，其工作方式和通用IC及双缓存IC有很大不一样了。数据通过数据时钟DCLK的作用传入到16位寄存器，存满后自动进入SRAM，SRAM会将一帧时间内的所有数据先存储起来。然后通过灰度时钟GCLK配合comparators(算法电路)控制其输出脉宽得到具体的灰度值，直接将灰度值以16位的数据形式给到Output Buffers（输出缓冲器）输出。（通用IC的灰度可以理解为灯珠N次亮灭得到的，这里是直接输出灰度值）。   

       这里的SRAM是静态随机存取存储器 所谓的“静态”，是指这种存储器只要保持通电，里面储存的数据就可以恒常保持，而当电力供应停止，SRAM储存的数据会消失（被称为volatile memory），这与在断电后还能储存资料的ROM或闪存是不同的。它不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据，具有较高的性能。SRAM**的缺点是它的集成度较低，功耗较DRAM（动态随机存取存储器）大 ，相同容量的DRAM内存可以设计为较小的体积，但是SRAM却需要很大的体积。同样面积的硅片可以做出更大容量的DRAM，因此SRAM显得更贵。

     可能你有疑问，将一帧时间内所有数据先存到SRAM再显示，那岂不是会降低刷新率？上面框图里其实有两个SRAM（SRAMA和SRAMB）,其目的是为了可以存储一帧时间内的全部显示数据，然后进行交替显示，增加刷新率。注意这一点跟双锁存IC是有区别的，双锁存IC仅在显示高位数据的时候起作用，而SRAM是时刻进行交替显示。SRAM的计算公式：SRAM=通道数×16bit×**扫描数×2；MBI5153内置的是16KB（16X1024=16384）的SRAM,带入公式可得MBI5153**支持的扫描数为32扫。

      知道了PWM芯片的工作原理后，我们可以建立以下关系式：

①：DCLK=灰阶数据数*通道数*扫描数*帧频*一组数据芯片个数；跟通用IC不一样的是这里多了一个灰阶数据数，从框图中可以看出输出灰阶为16的数据，所以式中灰阶数据数为16。

②：GCLK=灰阶*扫描数*帧频；一个GCLK脉宽就是一级灰阶，N个GCLK脉宽叠加就是N级灰阶。

      PWM芯片不能直接将DCLK或GCLK视为通用芯片的CLK来建立与刷新关系式。PWM芯片的刷新是由灰阶决定的，它是先有灰阶再有刷新。

③：刷新=（灰阶÷打散方式）*帧频；这里的打散方式是聚积PWM芯片一种提高刷新的手段，不同PWM芯片有不同的打散方式，同一种PWM芯片在不同倍率下也有不同的打散方式。下图是MBI5153的打散方式：

      以一个灰度14Bit,32扫的显示屏不开倍频为例：带入以上关系式可得需要的GCLK约为31MHZ,能够得到的刷新为1920HZ（本文以上所有关系式均未考虑消影所需的时钟）。

      关于LED显示屏驱动芯片你有什么想说的呢？欢迎留言指正探讨。