一．LED显示屏的分类

二．LED显示屏的基本构成

1、异步屏：

一般由显示单元板（模组）、条屏卡、开关电源、HUB板（可选）组成。通过串口线与计算机连接，进行显示文字的更改，之后可以脱开计算机工作。

2、同步屏：  

同步屏系统比较复杂，系统可大可小，一般由计算机、DVI显卡、数据发送卡、同步数据接收卡、HUB板、网线、LED显示屏等组成。系统始终需要联机计算机工作，将计算机上的图像文字显示在LED大屏幕上。

三．LED显示屏涉及的名词概念

1、像素：

是LED显示屏的最小成像单元。俗称“点”或“像素点”。

      上图所示由2红2绿组成1个显示像素点

2、显示模块：

由若干个显示像素组成的，结构上独立的组成LED显示屏的最小单元。
   · 室内屏用的是8x8的显示模块，即每个显示模块有64个像素

· 室外屏使用的是单个的灯珠，通常由1-3个相同或不同颜色的灯珠组成模块的一个像素点。

如上面右图的室外屏模组就是由2个红色灯珠组成1个显示像素点

3、显示模组：

由电路及安装结构确定的并具有显示功能的组成LED显示屏的独立单元。简单说就是为便于组装和显示，出厂的半成品通常是以显示模组形式提供的，将多个显示模块加显示驱动做在一起。室内屏俗称“单元板”；室外屏俗称“模组”，再将若干个模组加上机箱、风扇、电源等构在一起成为“箱体”，多用于大型的全彩屏。

· 室内屏单元板通常有64x32（64列32行、由32个模块组成）、64x16
（64列16行、由16个模块组成）等。下图是一个64x16的单元板：

 
室内屏单元板正面                      室内屏单元板背面

· 室外屏模组通常有64x32、32x32、32x16、16x16、16x8多种

   上图为16x8(2红)的室外屏模组。加了防水结构用于全户外，我们可以看到塑料壳体，最右侧是它的整个结构刨图：显示板上插的是灯珠、背板上是显示驱动电路，这是分体结构的，也有的是将显示板和显示驱动电路做在一块电路板上的整体结构的，下面的两个图我们可以看到区别。面板、后壳其实是一个塑料罩壳，面板上对应灯珠位置开有孔，以使灯珠漏出头，后壳上有用于安装的螺丝孔或磁柱，使模块便于组装。模块的前面灌有显示屏专用的防水胶。

室外屏模块正面

室外屏模组背面                     室外屏模组背面
（显示板和驱动板为分离结构）           （显示板和驱动板为整体结构）

大型室外全彩屏所用箱体通常由若干个模组+机箱+风扇+电源组成

4、LED显示屏屏体： 

将单元板/模组/箱体按一定方式拼接在一起，加上控制卡/控制系统、电源和框架等就构成为LED显示屏。

   室内屏：显示单元板+控制卡+电源+铝型框架

室外屏：显示模组+控制卡+电源+铝型框架

全彩屏：显示箱体+控制系统+计算机+通讯网络+架体等组成

5、点距：

就是2个像素点之间的距离。主要是取决于观看者的距离。通常点距的概念用于室外屏，有P6、P7.62、P8、P10、P12、P16、P20等，以毫米mm为单位。室外屏观看距离一般在30米内，采用不大于P16（16mm）的模组。点距越密，显示出来的字笔画越细腻，单位面积像素点越多，显示屏成本越贵。

6、扫描方式：

通常对于室外屏模组还有一个扫描方式的问题。

扫描方式决定了模组之间连接的形式，扫描方式有1/16、1/8、1/4、1/2、静态这几种。因为LED显示屏是逐行刷新显示的，扫描方式也就决定了显示刷新的方式，如1/16就是每次刷新1行，16行为一个扫描周期，需ABCD四个信号控制；1/8就是每次刷新1行，8行为一个扫描周期，需ABC三个信号控制；其它依次类推。如果采用相同的LED灯，1/16扫的亮度要比1/8低，静态（1/1）的亮度是最高的。户内的屏一般采用1/16扫，户外和半户外的一般采用1/16或者1/8。对于放置在屏经常受到猛烈阳光照射的环境，就最好用1/4扫描。

四．LED显示屏的两种常规组装方式

1、框架结构

     在屏幕较小时，是在工厂组装成整屏；屏幕较大时，按单元板发货。由工程人员在现场组装。组装时，先将单元板和电源分别固定在板筋背条上，进而拼装成屏体。

2、箱体结构

     箱体与箱体之间采用秘密窃取的方法定位销定位、锁紧机构拉紧，都能使安装更加精密、准确，保证箱体上下、左右之间的LED间距在实际误差要求范围之内，从整体上保证了整个屏体的显示效果。

五．LED显示产品一些问题的解答

1、LED显示屏模组规格计算方法：
间距计算方法：
每个像素点到另外一个像素点之间的距离，每个像素点可以是一颗LED灯 如1R、两颗LED灯 2R/1R1G、三颗LED灯 2R1G
长度和高度计算方法：点间距×点数=长/高

如：P16长度=16点×1.6㎝=25.6㎝

高度=8点×1.6㎝=12.8㎝

P10长度=32点×1.0㎝=32㎝

高度=16点×1.0㎝=16㎝

屏体使用模组数：总面积÷模组长度÷模组高度=使用模组数

如：10个平方的P16户外单色LED显示屏使用模组数等于：

10平方米÷0.256米÷0.128米=305.17678≈305个

更加精确的计算方法：长度使用模组数×高度使用模组数=使用模组总数

如：长5米、高2米的P16单色LED显示屏使用模组数：

长使用模组数=5米÷0.256米=19.53125≈20个

高使用模组数=2米÷0.128米=15.625≈16个

使用模组总数目=20个×16个=320个
2、是不是屏的亮度越来高越好呢？应该怎样决定屏的亮度？
答：不是的，屏亮度越高，价格就越高。亮度太高会刺眼，不舒适。要根据环境的亮度来决定屏的亮度。对于白天不需要日光灯照明的环境，我们建议采用半户外1/16扫的单元板就足够了。如果是大马路，向西，周围没树，白天很亮，就用1/8扫。
3、点距这么多规格，那种好呢？越密越好？
答：不是的，越密就越贵。太稀疏的话，近距离看不清。对于横幅来说，10 mm是比较合适的。有的店面为了省钱，又想做个大的横幅，用点距30mm的单元板来做，可是马路好窄，对面行人看过来，字太大了，要停下来仔细看才知道是什么内容，效果适得其反。
4、显示屏寿命一般多长？
答： LED是一种半导体器件，其寿命为10万小时。LED显示屏的寿命取决于其所采用的LED灯的寿命和显示屏所用的电子元器件的寿命。一般平均无故障时间应不低于1万小时。

八．LED显示屏显示原理

下面是一个8x8的点阵LED结构 

从图上看，8X8 点阵共需要64 个发光二极管组成，且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上，当对应的某一行置高电平，某一列置低电平时，则相应的二极管就亮。
    将许多这样的模块组合在一起，就是我们通常说的单元板/模组，而驱动其显示需要显示驱动电路和诸如单片机之类的智能控制芯片。通常我们的单元板/模组是带有显示驱动电路的，我们还需要带有单片机的控制卡才能将我们所需要显示的文字/图形显示在屏幕上。

电路原理图示如下：

无论文字还是图形都是由点阵组成的，比如我们常用的汉字，完整的点阵由16x16、32x32等等，每个点就是一个像素点。

将黑点处（点亮的像素点）定义为1，白点处（不亮的像素点）定义为0，就可以编写成能在单片机中保存的字型格式：

{0xDF,0xFD,0xDF,0xFD,0x03,0xC0,0xDF,0xFD,0xDF,0xFD,0x01,0x80,0xDF,0xFD,0xEF,0xFB,

0xFF,0xFF,0x7B,0xEF,0x7C,0x9F,0x77,0xF5,0x77,0xEB,0x7B,0xEB,0x5F,0xFF,0xBF,0xFF},

{0x7F,0xFF,0x01,0xC0,0x7F,0xFF,0x03,0xE0,0xFF,0xFF,0x07,0xF0,0xF7,0xF7,0x07,0xF0,

0xFF,0xFF,0x00,0x80,0xFF,0xFF,0x07,0xF0,0xF7,0xF7,0xF7,0xF7,0x07,0xF0,0xFF,0xFF},

{0xBF,0xFF,0xBB,0xFD,0xBB,0xF3,0xBB,0xF7,0x01,0x80,0xDB,0xFF,0xDF,0xFF,0x1F,0xF8,

0xFF,0xFF,0xAF,0xFB,0xAF,0xFB,0x77,0xFD,0xFB,0xFE,0x7D,0xF9,0x9E,0xC7,0xE7,0xEF},

{0xFF,0xEF,0x81,0xEF,0xBD,0xEF,0xAD,0xEF,0xAD,0x80,0xAD,0xE7,0xAD,0xE7,0xAD,0xEB,

0xFF,0xFF,0xAD,0xED,0xEF,0xED,0xD7,0xEE,0xB7,0xEF,0x3B,0xEF,0xBD,0xEB,0xFE,0xF7} 

这是16x16的点阵汉字，每个汉字32个字节。

比如我们要显示“恭喜发财”这4个字，首先：

送出“恭喜发财”的各头2个字节

0xDF 0xFD 0x7F 0xFF 0xBF 0xFF 0xFF 0xEF

每个字节都是8位，这样一共送出了8x8=64位（列），送出这些位信号是通过

DI信号端送出的（串行送出），在每送出1位时CLK信号端都要高低变换一次，
称为串行移位，使得64位（列）的每一位都被移送到了74HC595的输入端口上。

送出锁存信号STB，即STB信号高低变换一次，这样74HC595的输入端口上64位

（列）数据就被送到74HC595的输出上，一行显示就出来了。锁存信号也使得下一

行数据串行移位送出不会影响到上一行的显示。

由单片机再通过74LS138变换ABCD的组合，选出下一个显示行。

重复的过程，但送出的数据相应的向后移动，即“恭喜发财”的3-4字节、
    5-6字节。。。。。。。

行选择也是从第1行到第16行

16行显示一遍称为一个显示刷新周期，无论LED显示屏的大小如何，一个显示刷新周期必须在20毫秒以内完成，否则会出现闪动，单片机速度很快，32行200列以内的显示通常是没有问题的。但当LED显示屏更大时就要选择速度更快的单片机或DSP来完成了。

   完成LED显示的功能是由控制卡来实现的，无论简单的单色屏还是复杂的全彩屏，显示原理都是一样的，很简单。但如要实现诸如左右移动、飞入飞出、嵌色变换等特殊效果，还需要在单片机或DSP上编写非常复杂的算法程序，却不是一般人能做到的。好在现在有上百家控制卡生产研发的厂家公司，他们推出有性能各异的控制卡可以供我们选择，我们一是要看他们的功能，还要看他们能支持的LED屏像素点，功能越多、支持的像素点越多，价格越贵。

九．单元板/模组认识

室内屏、室外屏、全彩屏等其显示原理都是一样的，而最大的区别就在于显示板的不同，下面我们分别来认识不同的显示单元板/模组。 

  1、室内单元板：

2、半户外模组：

3、全户外模组：

六．显示板芯片简介

认识显示板元件工作原理也是对于组装和维修的基础

 驱动芯片主要是74HC595  74HC245/244  74HC138   4953。

74HC245的作用：信号功率放大

   单元板/模组是由多块串接在一起的，而控制信号是比较弱的，在信号传递过程中需要将它的功率进行放大

第1脚DIR，为输入输出端口转换用，DIR=“1”高电平时信号由“A”端输入“B”端输出，DIR=“0”低电平时信号由“B”端输入“A”端输出。

第2~9脚“A”信号输入输出端，A1=B1、、、、、、A8=B8，A1与B1是一组，如果DIR=“1”G=“0”则A1输入B1输出，其它类同。如果DIR=“0”G=“0”则B1输入A1输出，其它类同。

第11~18脚“B”信号输入输出端，功能与“A”端一样，不再描述。

第19脚G，使能端，若该脚为“1”A/B端的信号将不导通，只有为“0”时A/B端才被启用，该脚也就是起到开关的作用。

第10脚GND，电源地。

第20脚VCC，电源正极。

74HC138的作用：八位二进制译码器

    74HC138的作用是用来选择显示行，一个74HC138可以选择8行中的一行，所以单元板/模块上有2块74HC138，这样就可以在16行中选择1行显示

第8脚GND，电源地。

第15脚VCC，电源正极

第1~3脚A、B、C，二进制输入脚。

第4~6脚片选信号控制，只有在4、5脚为“0”6脚为“1”时，才会被选通，输出受A、B、C信号控制。其它任何组合方式将不被选通，且Y0~Y7输出全为“1”。

       通过控制选通脚来级联，使之扩展到十六位。

  例：G2A=0，G2B=0，G1=1，A=1，B=0，C=0，则Y0为“0”Y1~Y7为“1”，详情见真值表。

74HC595的作用：LED驱动芯片，8位移位锁存器

    用于驱动显示列，每片74HC595可以驱动8列，多片74HC595串接
在一起，串行列数据信号RI（DATA）、锁存信号STB、串行时钟信号CLK都在这个芯片上

第8脚GND，电源地。

第16脚VCC，电源正极

第14脚DATA，串行数据输入口，显示数据由此进入，必须有时钟信号的配合才能移入。

第13脚EN，使能口，当该引脚上为“1”时QA~QH口全部为“1”，为“0”时QA~QH的输出由输入的数据控制。

第12脚STB，锁存口，当输入的数据在传入寄存器后，只有供给一个锁存信号才能将移入的数据送QA~QH口输出。

第11脚CLK，时钟口，每一个时钟信号将移入一位数据到寄存器。

第10脚SCLR，复位口，只要有复位信号，寄存器内移入的数据将清空，显示屏不用该脚，一般接VCC。

第9脚DOUT，串行数据输出端，将数据传到下一个。

第15、1~7脚，并行输出口也就是驱动输出口，驱动LED。

4953的作用：行驱动管，功率管

     每一显示行需要的电流是比较大的，要使用行驱动管，每片4953可以驱动2个显示行

其内部是两个CMOS管，1、3脚VCC，2、4脚控制脚，2脚控制7、8脚的输出，4脚控制5、6脚的输出，只有当2、4脚为“0”时，7、8、5、6才会输出，否则输出为高阻状态。

TB62726的作用：LED驱动芯片，16位移位锁存器

   有些单元板/模组使用TB62726代替74HC595，一片TB62726可以驱动16列，仅此而已

第1脚GND，电源地。

第24脚VCC，电源正极

第2脚DATA，串行数据输入

第3脚CLK，时钟输入

第4脚STB，锁存输入

第23脚输出电流调整端，接电阻调整

第22脚DOUT，串行数据输出

第21脚EN，使能输入

其它功能与74HC595相似，只是TB62726是16位移位锁存器，并带输出电流调整功能，但在并行输出口上不会出现高电平，只有高阻状态和低电平状态。74HC595并行输出口有高电平和低电平输出。TB62726与5026的引脚功能一样，结构相似。

七．控制信号与显示接口

控制信号的总结：

CLK时钟信号：提供给移位寄存器的移位脉冲，每一个脉冲将引起数据移入或移出一位。数据口上的数据必须与时钟信号协调才能正常传送数据，数据信号的频率必须是时钟信号的频率的1/2倍。在任何情况下，当时钟信号有异常时，会使整板显示杂乱无章。

STB锁存信号：将移位寄存器内的数据送到锁存器，并将其数据内容通过驱动电路点亮LED显示出来。但由于驱动电路受EN使能信号控制，其点亮的前提必须是使能为开启状态。锁存信号也须要与时钟信号协调才能显示出完整的图象。在任何情况下，当锁存信号有异常时，会使整板显示杂乱无章。

EN使能信号：整屏亮度控制信号，也用于显示屏消隐。只要调整它的占空比就
可以控制亮度的变化。当使能信号出现异常时，整屏将会出现不亮、暗亮或拖尾等现象。

RI数据信号：提供显示图象所需要的数据。必须与时钟信号协调才能将数据传
送到任何一个显示点。一般在显示屏中红绿蓝的数据信号分离开来，若某数据信号短路到正极或负极时，则对应的该颜色将会出现全亮或不亮，当数据信号被悬空时对应的颜色显示情况不定。

ABCD行信号：只有在动态扫描显示时才存在，ABCD其实是二进制数，A是最
低位营销管理，如果用二进制表示ABCD信号控制最大范围是16行（1111），1/4扫描中只要AB信号就可以了，因为AB信号的表示范围是4行（11）。当行控制信号出现异常时，将会出现显示错位、高亮或图像重叠等现象。

单元板/模组上显示接口：

    显示接口是用用于连接控制卡和单元板/模组之间连接，已将控制信号传递。

由于存在不同的扫描方式，也就有不同的接口，使用得最多的是08接口，12接口和04接口。不同的接口主要是信号线的排列顺序不一样，原理是一样的。

   室内屏多用08接口，室外屏所采用接口非常杂乱，使用12接口的较多，但12接口也不是户外屏的唯一接口。选择控制卡和单元板/模组时，应尽量选择接口一致的，若买到了不一致的接口，也可以根据学到的原理进行改线。

八．LED单色条屏（室内屏）组装

先来了解一下LED单色条屏构成：单元板、电源、控制卡、连线 

单元板背面

单元板正面
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开关电源 和 LED条屏控制卡 

1、单元板：

单元板是LED的显示核心部件之一，单元板的好坏，直接影响到显示效果的。

户内条屏常用的单元板规格有（参数）例：
   Φ3.75; 64点宽x16点高; 1/16扫; 户内亮度; 单红/红绿双色
参数解释：
   发光直径：指的是发光点的直径，室内屏有Φ5mm、Φ3.75mm、Φ3mm。
   单元板大小：64x16 即64列16行，可显示16x16点阵汉字1行4个
   1/16扫：单元板的控制方式。
   户内亮度：指LED发光点的亮度，户内亮度适合白天需要靠日光灯照明的环境。
   颜色：单红，最常用，价格也最便宜。双色一般指红绿，价格高。

如果你想做一个128x16点的屏幕，只需要用2个单元板串接起来就可以了。这样就可以显示16x16点阵汉字1行8个，以此类推。能够支持多少汉字的显示是由控制卡决定的。

2、电源：

由于LED显示屏幕属于精密电子设备，所以要采用开关电源，不能采用变压器。一般采用的开关电源是220V输入，5V直流输出，功率根据需要选取。对于1个单红色户内64x16的单元板，全亮的时候，电流为2A。推理出，128x16双色的屏幕全亮的时候，电流为8A，所以应该选择5V/10A的开关电源。

3、控制卡：

生产控制卡的厂家很多，控制卡的功能大同小异，可根据易使用、服务好、价格优的原则选择。下面这块控制卡可以控制1/16扫的256x16个点的双色屏幕。该控制卡属于异步卡，就是说，该卡可以断电保存信息，不需要连接PC都可以显示储存在里面的信息。
    采购单元板和控制卡的时候，应注意接口的一致，常用的接口16PIN 08接口，其它接口还有12接口、04接口等。

解释：
ABCD 为行选信号
STB(LT)为锁存信号
CLK(CK)为时钟信号
R1，R2，G1，G2为显示数据（组成16行时用到R1、G1，组成32行时，下
    面16行用到R2、G2），若是单色只需要R信号，双色时才用到G信号
EN为显示使能，
N为地（GND）

确认单元板和控制卡的接口一致，就可以直接连接了。如果不一致，就需要自行制作转换线（转换一下线的顺序）

4、连线：

分为数据线，传输线，和电源线。数据线用于连接控制卡和LED单元板的排线，传输线用于连接控制卡和电脑。电源线，就是用来连接电源和控制卡，电源和LED单元板。连接单元板的电源线的铜芯直径不小于1mm（毫米）

5、配件制作：

排线(数据线)制作：

排线和电脑机箱里面的数据线类似，只是线的宽度有点差异。可以在电脑城买到相关的材料。制作排线，需要一个工具，就是特殊的钳子（图片），可以大大提高工作效率和良品率。制作排线的材料有：排线，排线头，排线帽。这里要注意一下，如果你制作16PIN（16线）的排线，需要购买16PIN的线和相应大小的排线头和帽。制作步骤，把线头用剪刀剪平，然后放头排线头，（注意线和头的平衡），然后放进压线钳的中央，用力压紧，然后把线绕过来，安装排线帽。

    排线帽 很重要，可以有效保护排线，让排线更加结实，不要省。

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电源线制作：

电源分为220V电源线和5V电源线。220V电源线用于连接开关电源到市电，最好采用3脚插头，可以在五金店买到。这里着重讲述5V直流电的电源线，由于5V的电流比较大，最好采用铜芯直径在1mm以上的红黑对线（务必要红黑）。有条件的话，最好将线的两头装上金属件。

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RS232线制作：

RS232线，用于连接电脑和控制卡，更新屏幕数据。这里需要用到DB9头和网线（可以在电脑城买到）。仔细观察DB9头，上面有数字的，将5连接棕，将3连接棕白。将网线夹紧，装好在DB9头。（这里很重要，一定要夹紧，自己用力拉几下，看看是否一拉就断）。然后用万用表测量一下两头，是否导通。这里需要指出，DB9的头分公头和母头的。计算机后面的属于母座，所以要买个公插对应。如果不明白请仔细观察一下你的PC。现在的笔记本一般没有串口，请购买一条USB转RS232串口的线。

_ 6、布线指南：

第一次安装，请严格按照步骤来操作，减少错误发生。

第1步：检查电源电压，找出直流正负连接开关电源，将220V电源线连接到开关电源，（确认连接正确后，连接到AC或者NL接线柱）然后插上电。会发现电源有个灯会亮，然后用万用表，直流档测量一下V+ 和V-之间的电压，确保电压在4.8V-5.1V 之间，旁边有个旋钮，可以十字螺丝刀调节一下电压。为了减少屏幕发热延长寿命，在亮度要求不高的场合，可以把电压调节到4.5V-4.8之间。确认电压没有问题后，断开电源，继续组装其他部分。

第2步：先把电源关闭。将V+连接红色线，V-连接黑线，分别连接到控制卡和LED单元板，黑线接控制卡和电源的GND。红线连接控制卡的+5V和单元板的VCC。每个单元板1条电源线。完成后，请检查，连接是否正确。

第3步：连接控制和单元板，用做好的排线，连接。注意方向，不能接反。请注意，单元板2个16PIN的接口，1个是输入，1个是输出，靠近74HC245/244的是输入，将控制卡连接到输入。输出连接到下一个单元板的输入。

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第4步：连接RS232数据线，将做好的数据线一头连接电脑的DB9串口，另一头连接控制卡，将DB9的5脚（棕）连接到控制卡的GND，将DB9的3脚（棕白）连接到控制卡的RS232-RX。如果你的PC没有串口，可以到电脑城买条USB转RS232串口的转换线。

第5步：再次检查连线，是否正确，黑线连接的是-V和GND。红线连接的是+V和VCC +5V。

第6步：接通220V，正常情况下，电源灯亮，控制卡亮，屏幕有显示。如果不正常，请检查连线。或者查看错误检修。

第7步：打开下载的软件，设定屏幕的参数，发送字幕。具体参照软件使用说明。

7. 外框制作：

外框分类：支架，简易框，不锈钢边框

支架制作：

根据不同的应用场合，外框要求不一样，我们先讲述内嵌安装的时候，不需要外框，但是需要一个安装支架。安装支架一般用铝型材，比较轻便，切割加工容易。我们也可以用万能角铁（就是有很多孔的直角形的铁条）。我们可以看到单元板背面有安装用的铜柱，是用来把单元板固定在支架，支架应该长一点，预留灯箱的安装孔。把单元板，控制卡，电源都固定在支架，数据线和220V电源线要绑在支架上，要绑好，打个结，不要扯几下就掉。这样一个最简单的屏幕就组装好了。可以拿去安装在其他设备上面，如灯箱。

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简易框制作流程：

我们看到买回来的单元板，会发现亮度不一，或者应用的场合可能有水花，这个时候就需要在屏幕表面贴一个有机玻璃，有机玻璃一般采用茶色，或者暗红色的。有机玻璃可以在广告和装饰材料店买到，是按斤买的。我们采用薄一点的，太薄可能容易弯曲。这里需要提醒，由于有机玻璃的切割需要技巧，最好在买的时候，准备好尺寸，让店铺帮你切割。对于一般场合，需要一个框，我们可以使用铝合金型材（例如截面是正方形的空心铝条），我们可以去铝合金型材店买到。如果采用铝合金框的话，屏幕很小的话，可以把单元板直接固定在外框，强度足够的话，就不需要支架了。具体外框制作工艺，可以参考灯箱的制作。

 不锈钢框制作流程：