CN103841724A - 一种led并联灯具控制系统及其并联灯具控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明属于LED控制技术领域，特别涉及一种LED并联灯具控制系统及其并联灯具控制电路。本发明所提供的并联灯具控制电路可应用于LED并联灯具控制系统，该电路包括显示数据中转模块、协议解码模块、地址数据中转模块以及显示驱动模块；通过地址数据中转模块接收地址数据，并转发至协议解码模块以编定自身的地址码，并输出新的地址数据；显示数据中转模块接收显示数据流，由协议解码模块根据地址码截取相应的显示数据，输出至灯具控制模块用于驱动灯具工作，同时通过显示数据中转模块输出剩余的显示数据。整个灯具控制电路实现了地址码续编的功能，并可以在LED并联灯具控制系统的基础上进一步拓展为LED串并联灯具控制系统。

Description

一种LED并联灯具控制系统及其并联灯具控制电路

技术领域

本发明属于LED控制技术领域，特别涉及一种LED并联灯具控制系统及其并联灯具控制电路。

背景技术

从数据传输的拓扑结构上讲，LED灯具控制系统可以分为串联型和并联型。其中，LED串联灯具控制系统的显示数据是由前往后逐级传输的，即第N级串联灯具控制电路接收第N-1级串联灯具控制电路输出的显示数据流，截取本级的显示数据用于控制与其连接的灯具以显示相应的效果，再对剩余的显示数据进行整形等处理，并输出给第N+1级串联灯具控制电路。

LED并联灯具控制系统的显示数据是同时发送到若干个并联灯具控制电路的显示数据输入端，即若干个并联灯具控制电路的显示数据输入端是接在一起的，每个并联灯具控制电路根据各自的地址码从输入的显示数据流中取出对应的显示数据，然后根据取得的显示数据控制与其连接的灯具来显示相应效果。

从电路和系统的结构上看，LED并联灯具控制系统的结构稍微复杂一点，但是其在某级并联灯具控制电路出故障时，不会影响与该级并联灯具控制电路相连接的前后级并联灯具控制电路，大大的降低了灯具控制系统的运营维护成本。

然而，目前市场上的LED并联灯具控制系统在需要进一步扩大规模时，只能将并联灯具控制电路沿着数据传输总线连接，或直接增加灯组数量，操作起来很不方便。

因此，现有的LED并联灯具控制系统存在系统规模扩大不方便的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LED并联灯具控制系统，旨在解决现有的LED并联灯具控制系统存在系统规模扩大不方便的问题。

本发明是这样实现的，一种用于LED并联灯具控制系统的并联灯具控制电路，包括显示驱动模块与地址数据中转模块，所述地址数据中转模块具有接入第一地址数据的输入端及输出第二地址数据的输出端；

所述并联灯具控制电路还包括显示数据中转模块与协议解码模块；

所述显示数据中转模块的收发端连接所述协议解码模块的显示数据收发端，所述协议解码模块的输出端连接所述显示驱动模块的输入端，所述协议解码模块的地址数据收发端连接所述地址数据中转模块的收发端；

所述显示数据中转模块还具有接入第一显示数据流的输入端及输出第二显示数据流的输出端。

本发明的另一目的还在于提供一种LED并联灯具控制系统，所述LED并联灯具控制系统包括多个并联灯具控制电路，所述多个并联灯具控制电路中的每一个并联灯具控制电路均为上述的并联灯具控制电路，所述显示数据中转模块的输入端、所述地址数据中转模块的输入端以及所述地址数据中转模块的输出端分别为所述并联灯具控制电路的显示数据输入端、地址数据输入端以及地址数据输出端；

所述每一个并联灯具控制电路的显示数据输入端共接形成所述LED并联灯具控制系统的显示数据输入端；

所述每一个并联灯具控制电路具有地址数据输入端与地址数据输出端，所述多个并联灯具控制电路中的其中一个并联灯具控制电路为第一并联灯具控制电路，并与其余并联灯具控制电路采用地址数据输入端连接地址数据输出端的方式依次串联连接，所述第一并联灯具控制电路的地址数据输入端为所述LED并联灯具控制系统的地址数据输入端。

本发明所提供的并联灯具控制电路可应用于LED并联灯具控制系统，该灯具控制电路包括显示数据中转模块、协议解码模块、地址数据中转模块以及显示驱动模块；并联灯具控制电路通过地址数据中转模块接收地址数据，并转发至协议解码模块，使协议解码模块对自身进行地址码编定；在地址码编定完成后，协议解码模块生成新的地址数据，并通过地址数据中转模块输出；显示数据中转模块接收第一显示数据流并转发至协议解码模块，由协议解码模块根据所编定的地址码截取相应的显示数据，输出至灯具控制模块，使灯具控制模块驱动灯具工作。同时，协议解码模块控制显示数据中转模块将剩余的显示数据通过输出。整个并联灯具控制电路实现了地址码续编的功能，并可以在LED并联灯具控制系统的基础上进一步拓展为LED串并联灯具控制系统。

附图说明

图1是本发明第一实施例所提供的并联灯具控制电路的模块结构图；

图2是本发明第一实施例所提供的显示数据中转模块的示例电路结构图；

图3是本发明第一实施例所提供的显示数据缓存模块的示例电路结构图；

图4是本发明第二实施例所提供的并联灯具控制电路的模块结构图；

图5是本发明第三实施例所提供的并联灯具控制电路的模块结构图；

图6是本发明第五实施例所提供的并联灯具控制电路的模块结构图；

图7是本发明第六实施例所提供的LED并联灯具控制系统的模块结构图；

图8是本发明第六实施例所提供的LED并联灯具控制系统的模块结构图；

图9是本发明第七实施例所提供的LED并联灯具控制系统的模块结构图；

图10是本发明第七实施例所提供的LED并联灯具控制系统的模块结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明所提供的并联灯具控制电路可应用于LED并联灯具控制系统，该灯具控制电路包括显示数据中转模块、协议解码模块、地址数据中转模块以及显示驱动模块。解决了现有的LED并联灯具控制系统存在系统规模扩大不方便的问题。

实施例1

图1示出了本实施例所提供的灯具控制电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

本实施例所提供的并联灯具控制电路可与灯具连接，包括用于连接灯具并驱动所述灯具工作的显示驱动模块40。

在本实施例中，并联灯具控制电路还包括：显示数据中转模块10、协议解码模块20以及地址数据中转模块30。

具体的，显示数据中转模块10的收发端连接协议解码模块20的显示数据收发端，协议解码模块20的输出端连接显示驱动模块40的输入端，协议解码模块20的地址数据收发端连接地址数据中转模块30的收发端。

具体的，显示数据中转模块10的输入端接入第一显示数据流，并将第一显示数据流转发至协议解码模块20，地址数据中转模块30的输入端接入第一地址数据并转发至协议解码模块20。

具体的，协议解码模块20根据第一地址数据编定自身的地址码，并根据地址码生成第二地址数据，同时将第二地址数据转发至地址数据中转模块30；协议解码模块20还根据地址码从第一显示数据流中截取显示数据，并将显示数据转发至显示驱动模块40。

进一步的，将第一显示数据流中除了显示数据的其余显示数据作为第二显示数据流，由显示数据中转模块10通过输出端输出第二显示数据流至外部电路；地址数据中转模块30还通过输出端输出第二地址数据至外部电路。

具体的，如图2所示，显示数据中转模块10可以包括：

施密特触发器U1、或非门U2以及反相器U3；

施密特触发器U1的输入端是显示数据中转模块10的输入端，施密特触发器U1的输出端连接或非门U2的第一输入端，或非门U2的输出端连接反相器U3的输入端，反相器U3的输出端是显示数据中转模块10的输出端，或非门U2的第二输入端与施密特触发器U1的输出端组成显示数据中转模块10的收发端。

在本实施例中，施密特触发器U1主要起对第一显示数据流整形滤波的作用。显示数据中转模块10的收发端转发第一显示数据流至协议解码模块。

在协议解码模块20接收显示数据时，协议解码模块20输出高电平信号至或非门U2的第二输入端，使或非门U2持续输出低电平信号。

在协议解码模块20接收显示数据后，显示数据中转模块10的收发端接收协议解码模块输出的低电平信号。或非门U2根据第一输入端输入的信号电平输出相反电平的信号，并通过反相器U3将信号的电平翻转，获得第二显示数据流。

在本实施例中，并联灯具控制电路具有地址配置和灯光效果显示两种工作状态，地址配置状态是根据地址数据对电路进行地址信息写入，灯光效果显示状态是根据接收到的显示数据控制电路驱动的灯具显示相应灯光效果。

在并联灯具控制电路处于地址配置状态时，第一地址数据由地址数据中转模块30输入后被送往协议解码模块20，协议解码模块20对第一地址数据进行协议解码并截取对应于本电路的地址数据，并暂存于自身的缓存内，地址数据中转模块30在协议解码模块20截取本电路的地址数据后将剩余的地址数据进行处理后输出第二地址数据，以供下级电路使用。

在并联灯具控制电路处于在显示灯光效果时，电路上电后第一显示数据流由显示数据中转模块10输入后送往协议解码模块20，协议解码模块20对显示数据进行协议解码并根据缓存内的地址码从解码后的显示数据中截取本电路需要的显示数据并送往显示驱动模块40。协议解码模块20将第二显示数据流通过显示数据中转模块10输出，供其它电路使用。

进一步的，协议解码模块20可以包括显示数据缓存模块，用于将从第一显示数据流中获取的显示数据进行保存，以备显示驱动模块40使用。具体的，如图3所示，显示数据缓存模块可以包括：

第一移位寄存器U4、第二移位寄存器U5、第三移位寄存器U6以及第四移位寄存器U7；

第一移位寄存器U4的输入端D是显示数据缓存模块的输入端，并连接施密特触发器U1的输出端，第一移位寄存器U4的输出端Q连接第二移位寄存器U5的输入端D，第二移位寄存器U5的输出端Q连接第三移位寄存器U6的输入端D，第三移位寄存器U6的输出端Q连接第四移位寄存器U7的输入端D，第一移位寄存器U4的时钟端CK、第二移位寄存器U5的时钟端CK、第三移位寄存器U6的时钟端CK以及第四移位寄存器U7的时钟端CK共接形成显示数据缓存模块的时钟端，并接入控制信号，第一移位寄存器U4的输出端Q、第二移位寄存器U5的输出端Q、第三移位寄存器U6的输出端Q以及第四移位寄存器U7的输出端Q组成显示数据缓存模块的输出端。

在本实施例中，协议解码模块20根据地址码生成控制信号，并输入显示数据缓存模块的时钟端，从而控制显示数据缓存模块从第一显示数据流中获取相应的显示数据。第一移位寄存器U4存储接收到的每一个数据，之后每一个移位寄存器依次存储上一个移位寄存器所存储的显示数据，直至每一个移位寄存器都有存储显示数据。每一个移位寄存器所存储的显示数据的组合即为该灯具控制电路所需要保存的显示数据。

具体的，在实际操作时，应根据显示数据的数据长度调整移位寄存器的数量，如8个，可以增加第五移位寄存器、第六移位寄存器、第七移位寄存器、第八移位寄存器，并采用上述的连接方式进一步拓展。

在本实施例中，并联灯具控制电路实现了地址码续编的功能，并可以在LED并联灯具控制系统的基础上进一步拓展为LED串并联灯具控制系统。

实施例2

本实施例的实施建立在实施例1的基础上。

在本实施例中，如图4所示，并联灯具控制电路还包括存储控制模块50，并联灯具控制电路通过存储控制模块50连接存储设备。

进一步的，存储设备是EEPROM（Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory，电可擦可编程只读存储器）、FLASH（Flash Memory，闪存）或OTP（One Time Programmable，一次可编程存储器）等非易挥发性存储介质。

在本实施例中，由于增设存储控制模块50，使得并联灯具控制电路可以连接外部的非易挥发性存储介质，进而在地址码成功配置后，地址码可以掉电保持，使得无需在每一次开启系统时进行重新编码。

存储控制模块50的输入端连接协议解码模块20的存储数据收发端，用于接收地址码并将地址码写入存储设备，或读取存储设备中的内置地址码并转发至协议解码模块20。

具体的，在并联灯具控制电路处于地址配置状态时，电路上电后存储控制模块50从存储设备中读出内置地址码，并转发至协议解码模块20；第一地址数据由地址数据中转模块30输入后被送往协议解码模块20，协议解码模块20对第一地址数据进行协议解码并截取对应于本电路的地址数据，再转发至存储控制模块50。地址数据中转模块30在协议解码模块20截取本电路的地址数据后将剩余的地址数据进行处理后输出第二地址数据，以供下级电路使用。

在并联灯具控制电路处于在显示灯光效果时，电路上电后第一显示数据流由显示数据中转模块10输入后送往协议解码模块20，协议解码模块20对显示数据进行协议解码并根据缓存内的地址码从解码后的显示数据中截取本电路需要的显示数据并送往显示驱动模块40。协议解码模块20将第二显示数据流通过显示数据中转模块10输出，供其它电路使用，信号转换模块401根据显示数据产生相应调制波形并输出给驱动电源模块402以驱动外接的灯具显示对应的灯光效果。

进一步的，存储控制模块50还具有控制端，存储控制模块50的控制端与显示驱动模块40的受控端连接；存储控制模块50还用于在协议解码模块20成功将地址码写入存储设备后，发送写码完成信号至显示驱动模块40。

在本实施例中，存储控制模块50对所获得的地址码进行校验，校验成功后写入存储设备。在写入成功后，存储控制模块50输出写码完成信号给信号转换模块401，使其调制出该信号所对应的波形。信号转换模块401输出该波形给驱动电源模块402，进而驱动电源模块402控制外接的灯具发出对应的灯光效果以表明地址码编定成功。

实施例3

本实施例的实施建立在上述各实施例的基础上。

在本实施例中，如图5所示，显示驱动模块40可以包括信号转换模块401与驱动电源模块402。

具体的，信号转换模块401的输入端与受控端分别是显示驱动模块40的输入端与受控端，信号转换模块401的输出端连接驱动电源模块402的输入端，驱动电源模块402的输出端用于连接灯具。

在本实施例中，信号转换模块401可以用于对显示数据进行信号调制，并输出至驱动电源模块402，以调节驱动电源模块402的输出，进而实现对灯具显示效果的控制。

实施例4

本实施例的实施建立在上述各实施例的基础上。

在本实施例中，并联灯具控制电路还可以包括时钟模块。

具体的，协议解码模块20的时钟基准端、信号转换模块401的时钟基准端以及存储控制模块50的时钟基准端共接于时钟模块的输出端。

在本实施例中，由于上述各模块需要同步工作，最好的办法就是采用同一个时钟信号，因此，设置一时钟模块，使各模块精准地协同工作。

进一步的，并联灯具控制电路还可以包括稳压模块，用于接入外部电流，并对外部电流进行稳压处理后输出外部电流。

具体的，显示驱动模块40的电源端、显示数据中转模块10的电源端、协议解码模块20的电源端、地址数据中转模块30的电源端、存储控制模块50的电源端、驱动电源模块402的电源端、信号转换模块401的电源端以及时钟模块的电源端共接于稳压模块的输出端；

具体的，稳压模块可以外接电压大于5V的直流电，通过稳压处理后，输出电压为5V的电流作为各模块的工作电流。

实施例5

本实施例的实施建立在上述各实施例的基础上；

在本实施例中，如图6所示，灯具控制电路还可以包括保护模块60

具体的，保护模块60的第一输出端连接显示数据中转模块10的输入端，保护模块60的第一输入端接入第一显示数据流，并通过第一输出端转发至显示数据中转模块10。

保护模块60的第二输出端连接地址数据中转模块30的输入端，保护模块60的第二输入端接入第一地址数据，并通过第二输出端转发至地址数据中转模块30。

在本实施例中，如图6所示，保护模块60可以包括：

电阻R1、电阻R2以及电阻R3；

电阻R1的第一端是保护模块60的第一输入端，电阻R1的第二端与电阻R2的第一端共接形成保护模块60的第一输出端，电阻R2的第二端接地，电阻R3的第一端与第二端分别是保护模块60的第二输入端与第二输出端。

在本实施例中，保护电路可以确保在某个并联灯具控制电路出现端口损坏的情况时，不会影响与其相邻连接的并联灯具控制电路和整个系统的正常工作。并且，系统在热插拔、端口反接等各种异常使用情况下都能很好的保护各个端口不被损坏。

实施例6

本实施例的实施建立在上述各实施例的基础上。

图7示出了本实施所提供的LED并联灯具控制系统的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施相关的部分，详述如下：

本实施例的目的在于提供一种LED并联灯具控制系统，包括多个并联灯具控制电路100。

具体的，多个并联灯具控制电路100中的每一个并联灯具控制电路100均为如上述任一实施例中的并联灯具控制电路100，显示数据中转模块10的输入端、地址数据中转模块30的输入端以及地址数据中转模块30的输出端分别为并联灯具控制电路100的显示数据输入端、地址数据输入端以及地址数据输出端；

每一个并联灯具控制电路100的显示数据输入端共接形成LED并联灯具控制系统的显示数据输入端，LED并联灯具控制系统的显示数据输入端接入第一显示数据流；

每一个并联灯具控制电路100具有地址数据输入端与地址数据输出端，多个并联灯具控制电路100中的其中一个并联灯具控制电路100为第一并联灯具控制电路100，并与其余并联灯具控制电路100采用地址数据输入端连接地址数据输出端的方式依次串联连接，第一并联灯具控制电路100的地址数据输入端为LED并联灯具控制系统的地址数据输入端，LED并联灯具控制系统的每一个并联灯具控制电路100还接入第一地址数据，并输出第二地址数据。

在本实施例中，LED并联灯具控制系统中的并联灯具控制电路100采用地址数据输入端连接地址数据输出端的方式串联连接，从而可以实现地址码续编的功能。另外再将显示数据输入端采用共接的方式并联连接，从而可以实现每一个并联灯具控制电路100根据自身的地址码获取相应的显示数据。

进一步的，如图8所示，LED并联灯具控制系统还包括第一信号放大模块200；第一信号放大模块200的输出端连接LED并联灯具控制系统显示数据输入端。

第一信号放大模块200可以采用现有的功率放大电路，在此不再赘述。

在本实施例中，通过信号放大模块将第一显示数据流进行信号放大，使并联的并联灯具控制电路100的数量可以显著增加。

实施例7

本实施例的实施建立在实施例6的基础上。

在本实施例中，如图9所示，LED并联灯具控制系统还包括数量不多于多个并联灯具控制电路100的至少一个灯具控制子系统300；

至少一个灯具控制驱动电路中的每一个灯具控制子系统300的显示数据输入端单独连接多个并联灯具控制电路100中的其中一个并联灯具控制电路100的显示数据输出端。

每一个灯具控制子系统300用于根据所接收到的第二显示数据流控制与其连接的灯具工作

进一步的，如图10所示，至少一个灯具控制子系统300中的每一个灯具控制子系统300包括一个或多个串联灯具控制电路400；

一个或多个串联灯具控制电路400中的每一个串联灯具控制电路400依次串联连接。

在本实施例中，由于并联灯具控制电路100除了显示数据输入端外，还具有显示数据输出端，使得每一个并联灯具控制电路100都可以进一步拓展，连接多个串联灯具控制电路400，以实现一些附加的灯光效果，进一步提高LED并联灯具控制系统的装饰性。同时，由于在扩大LED并联灯具控制电路的规模时有更多的选择，使得操作起来更加灵活，更加方便。

具体的，每一个串联灯具控制电路400可以采用现有的串联灯具控制电路；其中，与对应的并联灯具控制电路100连接的串联灯具控制电路400接收该并联灯具控制电路100输出的第二显示数据流，并截取自身所需部分后传递至下一级串联灯具控制电路400。

进一步的，为了更好的驱动各灯具控制子系统300，还可以在每一个LED并联灯具控制系统的显示数据输出端与每一个灯具控制子系统300的显示数据输入端之间串接一个第二信号放大模块。

第二信号放大模块同样可以采用现有的功率放大电路，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于LED并联灯具控制系统的并联灯具控制电路，包括显示驱动模块与地址数据中转模块，所述地址数据中转模块具有接入第一地址数据的输入端及输出第二地址数据的输出端；其特征在于：

所述并联灯具控制电路还包括显示数据中转模块与协议解码模块；

所述显示数据中转模块的收发端连接所述协议解码模块的显示数据收发端，所述协议解码模块的输出端连接所述显示驱动模块的输入端，所述协议解码模块的地址数据收发端连接所述地址数据中转模块的收发端；

所述显示数据中转模块还具有接入第一显示数据流的输入端及输出第二显示数据流的输出端。

2.如权利要求1所述的并联灯具控制电路，其特征在于，所述并联灯具控制电路还包括控制地址码的存储与读取的存储控制模块，所述并联灯具控制电路通过所述存储控制模块连接存储设备；

所述存储设备是非易挥发性存储介质，包括EEPROM、FLASH或OTP。

3.如权利要求1所述的并联灯具控制电路，其特征在于，所述存储控制模块还具有输出写码完成信号的控制端，所述存储控制模块的控制端与所述显示驱动模块的受控端连接。

4.如权利要求1所述的并联灯具控制电路，其特征在于，所述显示驱动模块包括对显示数据进行信号调制的信号转换模块及驱动灯具工作的驱动电源模块；

所述信号转换模块的输入端是所述显示驱动模块的输入端，所述信号转换模块的输出端连接所述驱动电源模块的输入端，所述驱动电源模块的输出端连接所述灯具。

5.如权利要求1所述的并联灯具控制电路，其特征在于，所述并联灯具控制电路还包括为所述协议解码模块与所述显示驱动模块提供时钟信号的时钟模块；

所述协议解码模块的时钟基准端与所述显示驱动模块的时钟基准端共接于所述时钟模块的输出端。

6.如权利要求1所述的并联灯具控制电路，其特征在于，所述并联灯具控制电路还包括接入外部电流，对所述外部电流进行稳压处理并输出的稳压模块；

所述显示驱动模块的电源端、所述显示数据中转模块的电源端、所述协议解码模块的电源端以及所述地址数据中转模块的电源端共接于所述稳压模块的输出端。

7.一种LED并联灯具控制系统，其特征在于，所述LED并联灯具控制系统包括多个并联灯具控制电路，所述多个并联灯具控制电路中的每一个并联灯具控制电路均为如权利要求1至6任一项所述并联灯具控制电路，所述显示数据中转模块的输入端、所述地址数据中转模块的输入端以及所述地址数据中转模块的输出端分别为所述并联灯具控制电路的显示数据输入端、地址数据输入端以及地址数据输出端；

所述每一个并联灯具控制电路的显示数据输入端共接形成所述LED并联灯具控制系统的显示数据输入端；

所述每一个并联灯具控制电路具有地址数据输入端与地址数据输出端，所述多个并联灯具控制电路中的其中一个并联灯具控制电路为第一并联灯具控制电路，并与其余并联灯具控制电路采用地址数据输入端连接地址数据输出端的方式依次串联连接，所述第一并联灯具控制电路的地址数据输入端为所述LED并联灯具控制系统的地址数据输入端。

8.如权利要求7所述的LED并联灯具控制系统，其特征在于，所述LED并联灯具控制系统还包括用于对所述第一显示数据流进行信号放大处理的第一信号放大模块；

所述第一信号放大模块的输出端连接所述LED并联灯具控制系统显示数据输入端。

9.如权利要求7或8所述的LED并联灯具控制系统，其特征在于，所述LED并联灯具控制系统还包括接收第二显示数据流的至少一个灯具控制子系统；

所述至少一个灯具控制驱动电路中的每一个灯具控制子系统的显示数据输入端单独连接所述多个并联灯具控制电路中的其中一个并联灯具控制电路的显示数据输出端。

10.如权利要求9所述的LED并联灯具控制系统，其特征在于，所述至少一个灯具控制子系统中的每一个灯具控制子系统包括一个或多个串联灯具控制电路；

所述一个或多个串联灯具控制电路中的每一个串联灯具控制电路依次串联连接。

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