CN103500552B

CN103500552B - Led显示屏控制卡

Info

Publication number: CN103500552B
Application number: CN201310445544.4A
Authority: CN
Inventors: 樊光辉; 袁胜春; 宗靖国
Original assignee: Xian Novastar Electronic Technology Co Ltd
Current assignee: Xian Novastar Electronic Technology Co Ltd
Priority date: 2013-09-26
Filing date: 2013-09-26
Publication date: 2015-09-16
Anticipated expiration: 2033-09-26
Also published as: CN103500552A

Abstract

本发明涉及一种LED显示屏控制卡，其包括：主控电路、输入与输出接口、输出电路和数据回传电路。输出电路电连接在主控电路和输入与输出接口之间，用于将主控电路提供的数据和控制信号输出至输入与输出接口，以驱动控制LED灯板。数据回传电路电连接在主控电路和输入与输出接口之间，用于接收由LED灯板产生并从输入与输出接口输入的代表LED灯板的检测结果的回传数据信号并送至主控电路。本发明通过在控制卡上设置数据回传电路而可搭配其上形成有数据回传电路的LED灯板使用，因此无需额外设置监控板搭建回路即可完成对LED显示屏的各个LED灯板的故障检测，如此则可以简化连线且具有较低的成本。

Description

LED显示屏控制卡

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种LED显示屏控制卡。

背景技术

LED(Light emitting diode,发光二极管)显示屏系统作为新型的显示技术，以其节能、环保、高亮等优点逐渐被市场接受，从而被广泛应用于都市传媒、城市交通等领域。

其中，交通领域LED显示屏系统一般会用来显示道路名称、交通路况、限速等信息，LED显示屏上的每一个LED都有可能发生故障，当LED故障数量和位置达到一定程度时，会影响信息的显示，严重时会传达错误信息。因此，如何使得交通领域LED显示屏系统能够及时进行LED的故障检测是目前亟待解决的问题之一。

现有的一种LED显示屏系统的LED故障检测需要接收卡、LED灯板和监控板形成的回路来实现，具体可参考本申请人在2012年6月25日申请的申请号为CN201210210656.7、发明名称为“一种LED显示屏状态检测装置及检测方法”的发明专利申请。接收卡输出数据和控制信号到LED灯板，LED灯板有输入口及输出口，将数据信号传递到后续的LED灯板，最末一级LED灯板的输出口连接到监控板，监控板接收并处理数据信号后传送至接收卡，接收卡通过分析收到的数据可以获取LED显示屏的LED故障情况。

然而，现有技术存在以下不足：(1)LED灯板所在的箱体内连接线过多，比较复杂；(2)需要额外配置监控板，成本较高。因此，有必要提出一种连线简单且成本较低的LED故障检测方式。

发明内容

因此，本发明提供一种LED显示屏控制卡，其可实现连线简单和成本较低的LED故障检测。

具体地，本发明实施例提供的一种LED显示屏控制卡，其包括：主控电路、输入与输出接口、输出电路和数据回传电路。输入与输出接口适于与LED灯板相连接。输出电路电连接在主控电路和输入与输出接口之间，用于将主控电路提供的数据和控制信号输出至输入与输出接口，以驱动控制LED灯板。数据回传电路电连接在主控电路和输入与输出接口之间，用于接收由LED灯板产生并从输入与输出接口输入的代表LED灯板的检测结果的回传数据信号并送至主控电路。

本发明通过在LED显示屏控制卡上设置数据回传电路而可搭配其上形成有数据回传电路的LED灯板使用，因此无需额外设置监控板搭建回路即可完成对LED显示屏的各个LED灯板的故障检测，如此则可以简化连线，并且具有较低的成本。

通过以下参考附图的详细说明，本发明的其它方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念地说明此处描述的结构和流程。

附图说明

下面将结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细的说明。

图1为本发明实施例的一种LED显示屏系统的架构示意图。

图2为图1所示LED显示屏控制卡的一种电路框图。

图3为图1所示各个LED灯板的一种电路框图。

图4为图1所示末端端接模块的一种电路框图。

图5为图1所示LED灯板串中最末一级LED灯板的另一种实施方式的电路框图。

图6为本发明另一实施例的LED显示屏系统的架构示意图。

图7为图1所示LED显示屏系统的另一角度架构示意图。

图8为本发明再一实施例的LED显示屏系统的架构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

图1为本发明实施例的一种LED显示屏系统的架构示意图。如图1所示，LED显示屏系统10包括LED显示屏控制卡11、多个LED灯板串13、以及多个末端端接模块17。其中，单个LED灯板串13例如包括两个LED灯板15a、15b并级联至LED显示屏控制卡11，并且每个LED灯板串13配置一个末端端接模块17。需要说明的是，LED灯板15a、15b可以具有相同的电路结构，标号的不同主要是用来表示其在LED灯板串13中处于不同的位置；另外，LED灯板串13的数量并不限于图1所示的两个，需视实际搭建的LED显示屏的尺寸而定；单个LED灯板串13中的LED灯板15a、15b的数量也不限于图1所示的两个，也可以是一个，例如仅为LED灯板15b，或者两个以上，例如包括多个LED灯板15a和一个LED灯板15b；此外，末端端接模块17可以是独立于LED灯板15b的电路模块，也可是以直接形成在最末一级LED灯板15b上。需要说明的是，对于只由一个LED灯板构成的LED灯板串之情形，则最末一级LED灯板与第一级LED灯板则为同一个灯板。

请一并参考图1和图2，图2为图1所示LED显示屏控制卡11的一种电路框图。在图2中，LED显示屏控制卡11主要包括主控电路110、输出电路112、数据回传电路114和输入与输出接口113；当然LED显示屏控制卡11还可以包括一些必要的辅助电路例如易失性存储器及/或非易失性存储器，在此不再赘述。此外，LED显示屏控制卡11例如是分两层电路板设计，主控电路110设置在底层电路板上，输出电路112、数据回传电路114和输入与输出接口113设置在上层电路板上；在此，上层电路板主要用作接口扩展之用，其可以通过排针/排母配合固定至底层电路板上。

承上述，主控电路110例如包括可编程器件，像FPGA(FieldProgrammable Gate Array,现场可编程门阵列)、CPLD(ComplexProgrammable Logic Device,复杂可编程逻辑器件)等器件，其可以进行数据转换和灰度控制以提供显示用数据和控制信号至输出电路112，再由输出电路112通过输入与输出接口113传送至各个LED灯板15a、15b；此处，LED灯板15b接收到的显示用数据和控制信号则是由与其级联的前一级LED灯板15a转送而来的。可以理解的是，主控电路110中的可编程器件也可替换成ARM、MCU(Microcontroller Unit)等嵌入式微处理器；又或者，主控电路110包括可编程器件和嵌入式微处理的组合，如此则嵌入式微处理器可以负责将显示内容进行解析以形成显示内容数据和时钟、同步信号灯控制信号供可编程器件使用，而可编程器件负责数据转换和灰度控制以向LED灯板15a、15b提供显示用数据和控制信号。输出电路112电连接在主控电路110和输入与输出接口113之间，其例如输出R(红)、G(绿)、B(蓝)等显示用数据信号、使能信号、数据锁存信号、移位时钟等数据和控制信号至输入与输出接口113。数据回传电路114电连接在主控电路110和输入与输出接口113之间，其接收并传送从输入与输出接口113输入的回传数据至主控电路110。在此，数据回传电路114例如是用于信号增强的驱动芯片(例如74HC245等芯片)或分立元件电路，又或者是连接线。另外，由上述LED显示屏控制卡11的描述可以得知：输入与输出接口113可以区分出输出数据接口、控制信号接口和回传数据接口三个部分且可为一体结构，也即单一结构，其中，输出数据接口作为R、G、B等显示用数据信号的输出口、回传数据接口作为代表R、G、B三色LED的点检结果的回传数据信号的输入口。可以理解的是，数据信号为R、G、B三色显示用数据信号之情形是对应于LED灯板15a、15b上设置有R、G、B三色LED，但本发明并不以此为限，LED灯板15a、15b上也可仅设置R、G双色LED，或者还可以是设置有四色LED，又或者是仅设置单色LED。

图3为图1所示LED灯板15a(15b)的一种电路框图。在图3中，LED灯板15a(15b)除了包括多个LED(图3中未绘出)之外，还包括：输入与输出接口J1、LED驱动电路151、输入与输出接口J3和数据回传电路153。其中，LED驱动电路151电连接于输入与输出接口J1和输入与输出接口J3之间，其用于根据从输入与输出接口J1输入的控制信号和属于自己的显示用数据信号来驱动控制LED灯板15a(15b)上的多个LED是否点亮，而不属于自己的显示用数据信号则通过输入与输出接口J3转送至与其级联的下一级LED灯板。本实施例中，LED驱动电路151支持故障检测模式，其例如是包含支持点检的LED驱动芯片，像MBI5036、MBI5034、MBI5040、DM13H、MBI5030等LED驱动芯片。在此，当LED显示屏控制卡11使能LED驱动电路151对其所驱动控制的多个LED进行点检，也即LED驱动电路151工作在故障检测模式时，LED驱动电路151接收来自LED显示屏控制卡11提供的用于故障检测的显示用数据来驱动控制其带载的各个LED，并输出代表各个LED的检测结果的回传数据；该回传数据后续将会传送至LED显示屏控制卡11以供分析该LED灯板15a(15b)是否存在LED坏点以及定位LED坏点的位置。

承上述，数据回传电路153电连接于输入与输出接口J1和输入与输出接口J3之间，用于将从输入与输出接口J3输入的回传数据传送至输入与输出接口J1。在此，数据回传电路153例如是用于信号增强的驱动芯片(例如74HC245等芯片)或分立元件电路，又或者是连接线。此外，由上述对LED灯板15a(15b)的描述可知，输入与输出接口J1可以区分出输入数据接口、控制信号接口和回传数据接口三个部分，输入与输出接口J3可以区分出输出数据接口、控制信号接口和回传数据接口三个部分；并且，输入与输出接口J1的输入数据接口、LED驱动电路151和输入与输出接口J3的输出数据接口构成数据生成路径段；输入与输出接口J3的回传数据接口、数据回传电路153和输入与输出接口J1的回传数据接口构成数据回传路径段；从而数据生成路径段接受LED显示屏控制卡11的控制而可产生并输出代表LED灯板15a(15b)上各个LED的检测结果的回传数据，该回传数据后续可经由数据回传路径段传送至LED显示屏控制卡11以供分析判断该LED灯板15a(15b)是否存在LED坏点以及定位LED坏点的位置。

图4为图1所示的末端端接电路17的一种电路框图。在图4中，末端端接电路17包括输入与输出接口170和数据回传电路172。其中，数据回传电路172电连接输入与输出接口170，其接收从输入与输出接口170输入的代表各个LED灯板15a、15b上的各个LED像素中的LED的点检结果的回传数据并将接收到的回传数据再传送至输入与输出接口170作为输出；因此，输入与输出接口170可以区分出输入数据接口和输出数据接口。数据回传电路172例如是用于信号增强的驱动芯片(例如74HC245等芯片)或分立元件电路，又或者是连接线。

结合图1、图2、图3和图4可知，LED灯板15a的输入与输出接口J1可以通过排线连接至LED显示屏控制卡11的输入与输出接口113，而LED灯板15b的输入与输出接口J1则可以通过排线连接至LED灯板15a的输入与输出接口J3，并且末端端接模块17的输入与输出接口170通过排线连接至LED灯板15b的输入与输出接口J3或者通过排针/排母配合与LED灯板15b的输入与输出接口J3扣合在一起。

请一并参见图7和图1及图2，从另一角度来看，图1所示的由两个LED灯板15a、15b构成的单个LED灯板串13而言，LED灯板15a、15b上的数据生成路径段串接在一起构成一条数据生成路径，其上的数据回传数据段串接在一起构成一条数据回传路径。在此，同一个LED灯板上的数据生成路径段和数据回传路径段是形成在同一个电路板上，并且该电路板上设置有多个LED。该数据生成路径和数据回传路径分别与LED显示屏控制卡11的输入与输出接口113相连接，并且通过末端端接模块17连接在一起，以致于数据生成路径产生的代表各个LED灯板15a、15b上各个LED的检测结果的回传数据可依序通过末端端接模块17和数据回传路径传送至LED显示屏控制卡11以供分析判断LED灯板15a、15b是否存在LED坏点以及定位LED坏点的位置。

值得一提的是，相关于图3和图4所示的实施例中，末端端接模块17是独立于LED灯板15a(15b)而设置，但其也可以直接形成在最末一级LED灯板例如15b上，例如图5所示的LED灯板15b的电路框图。具体地，图5中的LED灯板15b不同于图3中的LED灯板15b之处在于：未设置输入与输出接口J3，而是设置有末端端接模块17。如此，则图5中的LED灯板15b和与其级联的前级LED灯板15a的电路结构不完全相同。更具体地，在图5中，LED灯板15b包括输入与输出接口J1、LED驱动电路151、数据回传电路153和末端端接模块17。其中，LED驱动电路151电连接于输入与输出接口J1和末端端接模块17之间，其用于根据从输入与输出接口J1输入的控制信号和属于自己的显示用数据来驱动控制LED灯板15b上的多个LED像素中的各个LED是否点亮。LED驱动电路151支持故障检测模式，当LED显示屏控制卡11使能LED驱动电路151对其所驱动控制的LED像素中的各个LED进行点检时，LED驱动电路151接收来自LED显示屏控制卡11提供的用于故障检测的显示用数据来驱动控制各个LED，并输出代表各个LED的检测结果的回传数据至末端端接模块17，再由末端端接模块17转送至数据回传电路153；由数据回传电路153将回传数据通过输入与输出接口J1传送至LED显示屏控制卡11以供进行分析判断LED灯板15b是否存在LED坏点以及定位LED坏点的位置。此外，对于末端端接模块17，其可以无需设置如图4所示的输入与输出接口170，而可以通过数据回传电路172直接与LED驱动电路151和数据回传电路153分别相连接；在此，数据回传电路172可以是用于信号增强的驱动芯片(例如74HC245等芯片)或分立元件电路，又或者是连接线。

此外，还值得一提的是，本发明上述实施例是以LED灯板的失效点检测(也称点检)作为故障检测的举例，然本发明并不限于失效点检测，还可以应用于排线检测、驱动芯片失效检测等故障检测，以排线检测为例，当LED显示屏控制卡11控制LED灯板15a、15b进行排线检测时，LED显示屏控制卡11发送用于故障检测用数据至LED灯板15a、15b，之后LED显示屏控制卡11接收到通过LED灯板15a、15b上的数据回传电路153回传的检测结果数据后，将接收到的检测结果数据和发送的故障检测用数据进行比较，若两者相同，则表示排线正常，若不相同，则表示排线异常而需要检修。此外，驱动芯片失效检测与排线检测的过程大致相同，故在此不再赘述。

另外，在其他实施例中，如图6所示，本发明实施例的LED显示屏系统10'可以包括多个LED显示屏控制卡，图6中仅示出两个LED显示屏控制卡11a、11b作为举例，并且LED显示屏控制卡11a、11b可以具有与图2所示LED显示屏控制卡11基本相同的电路配置。这些LED显示屏控制卡11a、11b分别设置有通信接口，例如千兆网口，这些LED显示屏控制卡11a、11b通过通信接口级联在一起，以致于后一级LED显示屏控制卡11b所需的显示用数据和控制信号则是由前一级LED显示屏控制卡11a中转而来。本实施例中，通信接口可以接收来自前端控制器20提供的显示内容数据和时钟、同步信号等控制信号，并将所属LED显示屏控制卡11a、11b带载的各个LED灯板串13提供的回传数据经处理后传送至前端控制器20。在此，前端控制器20提供的显示内容数据例如是用来驱动由各个LED灯板串13拼接而成的LED显示屏显示文本，图片，时钟等。另外，图6所示LED显示屏系统10'中的各个LED显示屏控制卡11a、11b并不限于具有相同的电路配置，也可以具有不同的电路配置，例如图8所示。

具体地，在图8中，LED显示屏系统10"包括LED显示屏控制卡11c和LED显示屏控制卡11b、以及LED显示屏控制卡11c,11b所带载的多个LED灯板串13。其中，LED显示屏控制卡11c的电路配置不同于LED显示屏控制卡11b，其整合有图6所示的前端控制器20和LED显示屏控制卡11a的功能。这样，LED显示屏控制卡11c相当于一种异步控制卡，其可以对从上位机30通过其网口、串口或USB口导入的显示内容进行解析后产生显示内容数据和必要的控制信号，之后再进行数据转换和灰度控制以输出显示用数据和控制信号来驱动控制所带载的LED灯板串13。此外，LED显示屏控制卡11c还可以既直接带载LED灯板串13，又可以通过级联一个或多个LED显示屏控制卡11b带载LED显示屏的其他LED灯板串13。

综上所述，本发明实施例通过在控制卡上设置数据回传电路而可搭配其上形成有数据回传电路的LED灯板使用，因此无需额外设置监控板搭建回路即可完成对LED显示屏的各个LED灯板的故障检测，如此则可以简化连线，并且具有较低的成本。另外，本发明实施例的LED显示屏系统可以应用于交通领域，但本发明并不以此为限。

本文中应用了具体个例对本发明LED显示屏控制卡及其所应用的LED显示屏系统的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，本发明的保护范围应以所附的权利要求为准。

Claims

1.一种LED显示屏控制卡，适于带载多个LED灯板，所述多个LED灯板级联至所述LED显示屏控制卡；其特征在于，所述LED显示屏控制卡包括：

主控电路；

输入与输出接口，适于与所述多个LED灯板相连接，其中所述多个LED灯板包括作为最末一级LED灯板的第二LED灯板和作为所述第二LED灯板的前级的第一LED灯板、且所述第一LED灯板电连接在所述输入与输出接口和所述第二LED灯板之间；

输出电路，电连接在所述主控电路和所述输入与输出接口之间，用于将所述主控电路提供的数据和控制信号输出至所述输入与输出接口，以驱动控制所述多个LED灯板以及产生代表所述多个LED灯板的检测结果的回传数据，其中所述第二LED灯板产生的代表所述第二LED灯板的检测结果的回传数据信号经由所述多个LED灯板逐级向前传送至所述输入与输出接口、以及所述第一LED灯板产生的代表所述第一LED灯板的检测结果的回传数据信号先向后传送至所述第二LED灯板再经由所述多个LED灯板逐级向前传送至所述输入与输出接口；

数据回传电路，电连接在所述主控电路和所述输入与输出接口之间，用于接收由所述多个LED灯板产生并传送至所述输入与输出接口的代表所述多个LED灯板的检测结果的回传数据信号并送至所述主控电路。

2.如权利要求1所述的LED显示屏控制卡，其特征在于，所述数据回传电路包括用于信号增强的驱动芯片或分立元件电路。

3.如权利要求1所述的LED显示屏控制卡，其特征在于，所述数据回传电路为连接线。

4.如权利要求1所述的LED显示屏控制卡，其特征在于，所述主控电路包括可编程器件及/或嵌入式微处理器。

5.如权利要求1所述的LED显示屏控制卡，其特征在于，所述主控电路包括嵌入式微处理器和可编程器件，所述嵌入式微处理器用于解析显示内容并生成显示内容数据和控制信号供所述可编程器件使用，所述可编程器件用于数据转换和灰度控制以提供驱动控制所述LED灯板所需的数据和控制信号。

6.如权利要求4或5所述的LED显示屏控制卡，其特征在于，所述嵌入式微处理器为ARM或MCU，所述可编程器件为FPGA器件或CPLD器件。

7.如权利要求1所述的LED显示屏控制卡，其特征在于，所述LED显示屏控制卡还包括第一通信接口和第二通信接口；所述第一通信接口用于与前端控制器相连接，所述第二通信接口用于与另一个所述LED显示屏控制卡级联在一起。

8.如权利要求1所述的LED显示屏控制卡，其特征在于，所述LED显示屏控制卡还包括第一通信接口和第二通信接口；所述第一通信接口用于与上位机相连接，所述第二通信接口用于与一第二LED显示屏控制卡相连接以间接带载一个或多个所述LED灯板。

9.如权利要求1所述的LED显示屏控制卡，其特征在于，所述输入与输出接口包括输出数据接口、控制信号接口和回传数据接口三个部分且为一体结构，所述输出数据接口和控制信号接口用于传送所述主控电路提供的数据和控制信号；所述回传数据接口作为所述回传数据信号的输入口。

10.如权利要求9所述的LED显示屏控制卡，其特征在于，所述输入与输出接口为排线接口，适于通过排线与所述多个LED灯板之一相连接。