如何實(shí)現(xiàn)LED顯示屏在安裝調(diào)試中的智能配置設(shè)計(jì)

引言

近幾年隨著LED 行業(yè)的迅猛發(fā)展，顯示屏型號、規(guī)格非常多，百花齊放，讓用戶有了更多的選擇，也讓LED 顯示屏的顯示效果更加絢麗多彩。但過多的型號、規(guī)格在工程應(yīng)用中又帶來一些難題，由于生產(chǎn)廠商眾多且沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致LED 顯示屏的安裝調(diào)試成為一項(xiàng)很繁重的工作。另外，安裝調(diào)試涉及二十幾項(xiàng)參數(shù)，要求很高，一般只有專業(yè)技術(shù)人員才能完成。其實(shí)，安裝調(diào)試大部分都是重復(fù)性工作，讓很多專業(yè)技術(shù)人員陷入各工程現(xiàn)場調(diào)試，造成了極大的人力浪費(fèi)。因此，有人提出能否提前調(diào)試并形成數(shù)據(jù)文件，專業(yè)技術(shù)人員無需到現(xiàn)場，一般工程人員現(xiàn)場下載便可完成調(diào)試，于是LED 智能配置技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。經(jīng)過市場調(diào)研，有些LED 控制軟件也實(shí)現(xiàn)了智能配置的功能，但效果并不理想，如步驟太多、不直觀、復(fù)雜等等?；诖?，經(jīng)過研究，本文提出了一種智能配置的方法，讓用戶僅通過“下一步”的方式做選擇，最少只用七步即可自動完成智能配置，調(diào)試成功，生成數(shù)據(jù)文件，供存儲和下載使用。

1 主要功能需求分析及模型構(gòu)建

因生產(chǎn)廠商不同，其顯示屏的參數(shù)項(xiàng)數(shù)量也有所不同，但基本上每個顯示屏都有二十幾項(xiàng)，經(jīng)過分析歸類，可分為核心參數(shù)、基本參數(shù)和輔助參數(shù)三種。

（1）核心參數(shù)

核心參數(shù)是顯示屏所必需的參數(shù)，如果設(shè)置不正確，輕則不顯示，重則燒屏。核心參數(shù)包括級聯(lián)方向、OE 極性、數(shù)據(jù)極性、顯示屏類型、顏色、掃描方式、走點(diǎn)順序和行序共8 項(xiàng)。

（2）基本參數(shù)

基本參數(shù)是顯示屏的基礎(chǔ)參數(shù)，如果設(shè)置不正確，則不能通信、不顯示或顯示不正常。基本參數(shù)包括顯示屏寬度、顯示屏高度、控制卡地址、波特率、IP地址、端口號、MAC 地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)、顯示屏刷新頻率、移位時鐘頻率和行消隱時間共12 項(xiàng)。

（3）輔助參數(shù)

輔助參數(shù)則是為了更好地顯示和控制而設(shè)置的參數(shù)，包括控制卡名稱、通信顯示標(biāo)記、亮度、開關(guān)屏?xí)r間共4 項(xiàng)。

綜上所述，一塊顯示屏需要正確配置二十幾項(xiàng)參數(shù)才能點(diǎn)亮，其繁瑣、復(fù)雜程度可想而知，并且如果設(shè)置不正確，輕則不顯示，重則燒毀顯示屏，造成重大經(jīng)濟(jì)損失及工期延誤。這是因?yàn)橐话泔@示屏價格都在1,000 元以上，有些甚至達(dá)百萬元以上，因此，有些LED 控制軟件為慎重、穩(wěn)妥起見，設(shè)計(jì)復(fù)雜、使用不方便也是可以理解的。為了克服現(xiàn)有軟件的不足，降低使用門檻，使顯示屏的硬件調(diào)試在輕松、自然的過程中完成，經(jīng)過研究，本文構(gòu)建了完整的顯示屏參數(shù)配置模型和智能配置模型，如圖1 和圖2 所示。

在圖1 中，對于基本參數(shù)和輔助參數(shù)的配置，提供輸入框和選擇框，用戶輸入和選擇后，連接顯示屏直接設(shè)置即可。而對于核心參數(shù)，則可分別使用專業(yè)速查、智能配置和外部文件配置三種方法完成。

（1）專業(yè)速查

對于常見和常用型號的顯示屏，其參數(shù)一般是固定的，這時可事先整理成文件或表，調(diào)試時選擇載入配置即可。

（2）智能配置

對于不常見或不能確定的顯示屏，其參數(shù)是未知的，這時可采用智能配置，確定其配置參數(shù)，然后將其保存，供以后使用。

（3）外部文件配置

將智能配置或其它方式構(gòu)建的外部文件導(dǎo)入配置。

在核心參數(shù)的三種配置方法中，智能配置是本文的重點(diǎn)，其主要流程和功能如下：

（1）啟動智能配置；

（2）通過向?qū)?，讓用戶和顯示屏進(jìn)行人機(jī)交互選擇，開始智能配置操作，通過填寫初始參數(shù)、確定OE 極性/ 數(shù)據(jù)極性、確定顏色、確定掃描方式、確定走點(diǎn)順序、確定行序、生成配置參數(shù)等步驟，完成核心參數(shù)的確定；

（3）返回智能配置參數(shù)；

（4）連接顯示屏，設(shè)置參數(shù)；

（5）如果正確，則進(jìn)行輸出參數(shù)操作；

（6）選擇外部文件，保存，供以后下載使用。至此，完成顯示屏智能配置。

2 關(guān)鍵功能的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

2.1 填寫初始參數(shù)

整個智能設(shè)置過程都是針對顯示模塊來操作的，對于顯示屏，確切地說就是觀察從信號級聯(lián)方向進(jìn)入的第一個顯示模塊。即如果信號級聯(lián)方向是從左到右，第一個顯示模塊指顯示屏左上角的那個顯示模塊，如果信號級聯(lián)方向是從右到左，第一個顯示模塊是指顯示屏右上角的那個顯示模塊。為了方便觀察，一般智能設(shè)置時只取一個顯示模塊進(jìn)行設(shè)置，并確認(rèn)顯示模塊是良好無故障的（包括沒有顯示異常的行或點(diǎn)）。

選定顯示模塊后，填寫信號級聯(lián)方向、模塊寬度點(diǎn)數(shù)、模塊高度點(diǎn)數(shù)、顯示屏類型等參數(shù)后，即可單擊“下一步”，開始智能配置。

2.2 確定OE 極性和數(shù)據(jù)極性

OE 極性和數(shù)據(jù)極性是顯示屏極其重要的參數(shù)，其中OE 極性決定顯示屏是否亮，而數(shù)據(jù)極性決定顯示是否正確。如果OE 極性不正確，顯示屏是不會被點(diǎn)亮的，無論數(shù)據(jù)極性是什么；而數(shù)據(jù)極性不正確，則顯示不正常，為全亮。因此，智能配置的首要任務(wù)是判斷OE 極性和數(shù)據(jù)極性。顯示模塊顯示有“全亮”、“全黑/ 暗亮”、“其它顯示或無規(guī)律變化”等三種選擇，如果選擇“其它顯示或無規(guī)律變化”，則說明硬件配置有問題，需修正硬件配置后再進(jìn)行智能配置。在具體設(shè)計(jì)時，以0 代表高電平、1 代表低電平，通過輪流發(fā)送高、低電平，及用戶選擇亮或不亮來確定OE 極性和數(shù)據(jù)極性的值，這樣OE 極性和數(shù)據(jù)極性有4 種組合。因此，正確判斷出OE 極性和數(shù)據(jù)極性最多只需要4 個步驟，只要輪流發(fā)送相應(yīng)的OE 極性和數(shù)據(jù)極性的值，然后記錄每一步用戶的選擇，即可判斷出OE 極性和數(shù)據(jù)極性的值。

2.3 確定顏色

無灰度顯示屏分為單色、雙色和全彩色三種，其中單色一般對應(yīng)的是紅色；雙色一般是紅和綠兩種顏色；全彩色一般是紅、綠、藍(lán)三種顏色。對于單色屏，本步驟可以省略；對于雙色屏，發(fā)紅色命令下去，根據(jù)顯示的顏色，即可判斷是正常顯示還是紅綠反色了；對于全彩色屏，分別發(fā)送紅、綠兩種顏色，根據(jù)顯示的顏色，即可判斷是正常顯示還是紅綠反色、紅藍(lán)反色或綠藍(lán)反色了。

2.4 確定掃描方式

對于掃描方式，判斷公式為：模塊高度/ 點(diǎn)亮行數(shù)= 掃描方式。設(shè)計(jì)時發(fā)送判斷掃描方式的命令，根據(jù)用戶選擇亮的行數(shù)，用公式即可計(jì)算出掃描方式。由于掃描方式未定，先按前期判定的高分母掃描方式進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出，亮的行數(shù)封頂為模塊高度參數(shù)。

2.5 確定走點(diǎn)順序

LED 顯示屏其實(shí)是按照一個點(diǎn)一個點(diǎn)的順序進(jìn)行顯示的，但它利用人眼視覺的延遲特點(diǎn)，通過一次快速發(fā)送全屏所有點(diǎn)的圖像來實(shí)現(xiàn)全屏圖像顯示更新的效果，因此，在發(fā)送之前，必須確定走點(diǎn)的順序。

為了獲取走點(diǎn)順序，可通過間隔一秒發(fā)送一個點(diǎn)，然后記錄其位置即可確定。具體實(shí)現(xiàn)方法如下：

（1）發(fā)送打點(diǎn)命令；（2）顯示模塊上每秒鐘會有一個LED 像素點(diǎn)被點(diǎn)亮，仔細(xì)觀察這些像素點(diǎn)的點(diǎn)亮順序，確認(rèn)點(diǎn)亮順序后，可用鼠標(biāo)在模擬顯示模塊圖的相應(yīng)位置（模擬圖的每個方格對應(yīng)顯示模塊的一個像素點(diǎn)） 上按點(diǎn)亮順序點(diǎn)擊方格進(jìn)行描點(diǎn)；（3）完成打點(diǎn)后即可單擊“下一步”，系統(tǒng)將自動記錄走點(diǎn)順序。

為了更好地幫助用戶確定走點(diǎn)順序，系統(tǒng)還提供重新打點(diǎn)、回退、復(fù)位和推演等功能。

2.6 確定行序

除了亮點(diǎn)順序外，還要確定亮點(diǎn)的行序。為了獲取行序，可通過間隔一秒發(fā)送一行，每行發(fā)一個點(diǎn)，然后記錄其位置即可確定。具體實(shí)現(xiàn)方法如下：發(fā)送行顯示命令后，觀察顯示驅(qū)動板上LED 燈的點(diǎn)亮順序，在行序相對位置上進(jìn)行對應(yīng)順序描點(diǎn)。完成后，單擊“下一步”，系統(tǒng)將自動記錄行序。

對于常用規(guī)格的顯示屏，通過“2.5 確定走點(diǎn)順序”一節(jié)即可確定行序，本步驟可省略，同時為了更好地幫助用戶確定行序，系統(tǒng)還提供重新打行序、回退、復(fù)位等功能。

2.7 下載參數(shù)，完成智能配置

上述參數(shù)都確定后，根據(jù)顯示屏數(shù)據(jù)配置格式，重新組織一下順序和格式，就可下載到顯示屏配置，然后觀察是否正確，如果正確，即完成智能配置。另外，如有必要則可保存到文件，供以后使用；如果不正確，分析一下原因，再重新進(jìn)行智能配置。

3 結(jié)論

本文通過向?qū)?、用戶選擇狀態(tài)、自動判斷等方式，實(shí)現(xiàn)了一種LED 顯示屏智能配置的方法，并在LED 導(dǎo)航者軟件中應(yīng)用，得到了用戶的好評。實(shí)踐證明，該方法可幫助用戶快速配置、點(diǎn)亮顯示屏，同時降低了顯示屏安裝調(diào)試門檻，將專業(yè)技術(shù)人員從工程安裝中解放出來。今后技術(shù)人員無需到現(xiàn)場，普通工程人員就能完成相應(yīng)工作，只需下載對應(yīng)數(shù)據(jù)文件即可，無需重復(fù)調(diào)試。