LED灰度也可以稱之為LED亮度。灰度等級也稱中間色調(Half-tone)，主要用於傳送圖片，分別有16級、32級、64級三種方式，它採用矩陣處理方式將文件的像素處理成16、32、64級層次，使傳送的圖片更清晰。無論是單色、雙色、三色屏，要顯示圖像或動畫都需要對構成象素的每個LED發光灰度進行調節，其調節的精細程度就是我們通常所說的灰度等級。
有兩種控制LED灰度的方法：一種是改變流過的電流，一種是脈衝寬度調製。1.改變流過LED的電流。一般LED管允許連續工作電流在20毫安左右，除了紅色LED有飽和現象外，其他LED灰度基本上與流過的電流成比例;另一種方法是利用人眼的視覺惰性，用脈寬調製方法來實現灰度控制，也就是週期性改變光脈衝寬度(即佔空比)，只要這個重複點亮的週期足夠短(即刷新頻率足夠高)，人眼是感覺不到發光象素在抖動。由於脈寬調製更適合於數字控制，所以在普遍採用微機來提供LED顯示內容的今天，幾乎所有的LED屏都是採用脈寬調製來控制灰度等級的。LED的控制系統通常由主控箱、掃描板和顯控裝置三大部分組成。
主控箱從計算機的顯示卡中獲取一屏象素的各色亮度數據，然後重新分配給若干塊掃描板，每塊掃描板負責控制LED屏上的若干行(列)，而每一行(列)上LED的顯控信號則用串行的方式傳送。
目前有兩種串行傳送顯示控制信號的方式：
1.一種是掃描板上集中控制各象素點灰度，掃描板將來自控制箱的各行象素的灰度值進行分解(即脈寬調製)，然後將各行LED的開通信號以脈衝形式(點亮為1，不亮為0)按行用串行方式傳輸到相應的LED上，控制其是否點亮。這種方式使用器件較少，但串行傳輸的數據量較大，因為在一個重複點亮的週期內，每個象素在16級灰度下需要16個脈衝，在256級灰度下需要256個脈衝，由於器件工作頻率限制，一般只能使LED屏做到16級灰度。
2.一種是脈衝寬度調製。掃描板串行傳輸的內容不是每個LED的開關信號而是一個8位二進制的灰度值。每個LED都有一個自己的脈寬調製器來控制點亮時間。這樣，在一個重複點亮的週期內，每個象素點在16級灰度下只需要4個脈衝，256級灰度下只需8個脈衝，大大降低了串行傳輸頻率。用這種分散控制LED灰度的方法可以很方便地實現256級灰度控制。
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