随着电子技术的发展,LED显示屏凭借着其亮度高,视角大,面积灵活可变等优势应用越来越广,但同时对其性能的需求也越来越高。而LED控制系统在利用脉宽调制算法对灰度进行控制时,由于移位时钟不可能无限提高,最小脉冲也不可能无限制的减小,所以灰度级数、视觉刷新频率、亮度有效率成为了相互制约的关系。目前已有的灰度控制算法如权值点亮熄灭混合法,全局综合使能亮度PWM控制法等都不能同时满足高灰度、高刷新率、高亮度要求。因此,需要一种新的灰度调制算法,能够同时满足LED显示屏的高亮度、高刷新、高灰度需求。为了提高LED显示屏的刷新率与灰度级数,本文通过对LED灰度调制算法的研究,在门控脉宽调制算法(GPWM)的基础上进行了改进和优化,提出了将行打散与高低灰度穿插打散相结合的方法。将一行灰度实现过程分成K个子调制过程,将子场进行分割后,平均分配到每个子调制过程中,在每个子调制过程中,将子场进行高低灰度穿插排序。然后介绍了以FPGA为主控芯片的高清LED控制系统的具体架构,以及通信和存储等模块的实现和该算法在系统中的具体实现方案。最后通过具体工程实践与仿真对模块以及算法进行验证。本文通过具体实验表明本文所改进的灰度控制算法与传统的脉宽调制算法相比,利用行打散与高低灰度穿插打散相结合的方法,使LED显示屏有着更均匀的灰度分布,以及在灰度等级相同的情况下视觉刷新频率提高4倍以上,或在视觉刷新频率相同的情况下灰度等级提高至少2bit。实验结果表明,在1/8扫描屏上,加入灰度算法后将LED显示屏的视觉刷新频率从420Hz提高到1680Hz,或者灰度级数从14bit提高到16bit,并且灰度显示效果均匀,极大改善了LED显示屏的显示效果。