CN103985357B - Led灯板、末端端接模块、led控制卡及led显示系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及LED灯板、末端端接模块、LED控制卡及LED显示系统。本发明通过在LED灯板上设置通道选择电路、在末端端接模块上设置数据存储和读写及输入输出用电路，并搭配在LED控制卡上产生输入输出标志信号来控制LED灯板上的数据线在不同时刻的作用，实现数据线的分时复用。这样可以在不影响LED控制卡带载的情况下实现检测数据的回传，使LED控制卡性能更优化，大大提高了LED控制卡的性能指标的同时实现了灯板检测功能。

Description

LED灯板、末端端接模块、LED控制卡及LED显示系统

技术领域

本发明涉及显示控制技术领域，特别涉及一种LED灯板、一种末端端接模块、一种LED控制卡以及一种LED显示系统。

背景技术

LED(LightEmittingDiode,发光二极管)显示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灯点都有可能发生故障，当LED灯点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。接收卡输出驱动数据及控制信号到LED灯板，LED灯板有输入口及输出口，将数据及控制信号传递到后级的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LED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。

为解决上述不足，本申请人在2013年9月26日申请的申请号为CN201310446042.3及发明名称为“LED灯板”，申请号为CN201310445544.4及发明名称为“LED显示屏控制卡”，申请号为CN201310446064.X及发明名称为“LED显示屏系统”的三件发明专利申请有提及通过在LED显示屏控制卡上设置数据回传电路而可搭配使用其上形成有数据回传电路的LED灯板，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。然而该技术方案仍存在可改进之处，例如：(1)要检测LED灯板上的N根信号线，就要有N根数据回传信号线，造成所需数据回传信号线数量较多；(2)所需数据回传信号线较多，占用LED显示屏控制卡约一半的数据线，导致带载面积减小、性能指标下降；(3)所需数据回传信号线数量较多，占用LED灯板约一半的数据线，致使物理接口变更、或性能指标有所下降。

发明内容

因此，为解决现有技术中所需数据回传信号线过多影响带载及性能的问题，本发明提供一种LED灯板、一种末端端接模块、一种LED控制卡以及一种LED显示系统。

具体地，本发明实施例提供的一种LED灯板，包括：第一灯板输入输出接口、LED驱动电路、多个LED、第一通道选择电路以及第二通道选择电路。LED驱动电路电连接第一灯板输入输出接口、且还电连接在第一通道选择电路和第二通道选择电路之间。多个LED电连接LED驱动电路以接受LED驱动电路的驱动控制。第一通道选择电路电连接第一灯板输入输出接口，且第一通道选择电路和第二通道选择电路之间还设置有数据回传通道。此外，第一通道选择电路和第二通道选择电路适于接受从第一灯板输入输出接口输入的输入输出标志信号的控制以选择性地形成第一数据传送路径或第二数据传送路径，所述LED驱动电路位于第一数据传送路径中，以及所述数据回传通道位于所述第二数据传送路径中。

此外，本发明实施例提供的一种末端端接模块，包括LED灯板接口、存储电路以及数据驱动电路。其中，LED灯板接口用于与LED灯板相连接。数据驱动电路电连接LED灯板接口以接收输入的控制信号、数据信号和输入输出标志信号，并在输入输出标志信号及控制信号的控制下选择性地将输入的数据信号写入存储电路或将写入存储电路中的数据信号读出并通过LED灯板接口输出。

再者，本发明实施例提供的一种LED控制卡，适于带载LED灯板串。所述LED灯板串包括一个LED灯板或级联的多个LED灯板。具体地，所述LED控制卡包括：主控电路、控制卡输入输出接口、控制信号输出电路以及数据输入输出电路。其中，控制信号输出电路电连接在主控电路和控制卡输入输出接口之间；数据输入输出电路电连接在主控电路和控制卡输入输出接口之间并接受主控电路提供的输入输出标志信号的控制以选择性地进行数据输入或数据输出。此外，所述输入输出标志信号还通过控制卡输入输出接口向外输出至所述LED灯板串以决定所述LED灯板串回传检测结果数据至所述LED控制卡的时机。

另外，本发明实施例提供的一种LED显示系统，包括：LED控制卡、LED灯板串以及末端端接电路。其中，LED灯板串包括一个LED灯板或级联的多个LED灯板，其电连接LED控制卡以接收控制信号、数据信号和输入输出标志信号从而接受所述控制信号、数据信号和输入输出标志信号的驱动控制以选择性地进行LED灯板显示操作或LED灯板检测操作。此外，末端端接电路电连接所述LED灯板串中最末一级LED灯板，接受所述控制信号和输入输出标志信号的控制以选择性地储存LED灯板检测过程中的检测结果数据或将储存的检测结果数据输出并通过所述LED灯板串回传至所述LED控制卡。

由上可知，本发明实施例通过在LED灯板上设置通道选择电路、在末端端接模块上设置数据存储和读写及输入输出用电路，并搭配在LED控制卡上产生输入输出标志信号来控制LED灯板上的数据线在不同时刻的作用，实现数据线的分时复用。这样可以在不影响LED控制卡带载的情况下实现检测数据的回传，使LED控制卡性能更优化，大大提高了LED控制卡的性能指标的同时实现了灯板检测功能。

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显示系统的架构示意图。

图2为图1所示LED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示出图1所示LED显示系统工作在灯板显示模式下的系统数据流向。

图7示出图1所示LED显示系统工作在灯板显示模式下的LED控制卡的数据流向。

图8示出图1所示LED显示系统工作在灯板显示模式下的LED灯板的数据流向。

图9示出图1所示LED显示系统工作在灯板检测模式下发送点检命令后的末端端接模块的数据流向。

图10示出图1所示LED显示系统工作在灯板检测模式下发送回传点检数据命令后的LED控制卡的数据流向。

图11示出图1所示LED显示系统工作在灯板检测模式下发送回传点检数据命令后的LED灯板的数据流向。

图12示出图1所示LED显示系统工作在灯板检测模式下发送回传点检数据命令后的末端端接模块的数据流向。

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显示系统的架构示意图。如图1所示，LED显示系统10包括LED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，可根据实际搭建的LED显示装置例如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。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LED灯板。

请一并参阅图1和图2，图2为图1所示LED控制卡11的一种电路框图。在图2中，LED控制卡11可以是LED显示装置例如LED显示屏用的接收卡或异步控制卡，其主要包括主控电路110、控制信号输出电路112a、数据输入输出电路112b和控制卡输入输出接口114。其中，控制信号输出电路112a电连接在主控电路110和控制卡输入输出接口114之间，数据输入输出电路112b电连接在主控电路110和控制卡输入输出接口114之间。当然LED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。LED控制卡11可以是单层电路板设计，也可以是双层电路板设计；对于双层电路板设计的情形，主控电路110例如设置在底层电路板上，控制信号输出电路112a、数据输入输出电路112b和控制卡输入输出接口114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(FieldProgrammableGateArray,现场可编程门阵列)、CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice,复杂可编程逻辑器件)等器件，其可以提供输入输出标志信号来控制数据输入输出电路122b以及与其电连接的LED灯板串13的数据流向。可以理解的是，主控电路110中的可编程器件也可替换成ARM(AdvancedRISCMachines)、单片机(MCU)、DSP(DigitalSignalProcessing,数字信号处理)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，并且可编程器件和嵌入式微处理可以设置在同一个电路板上或者分设在不同的电路板上，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、同步信号等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提供显示及检测用数据及控制信号以及提供输入输出标志信号。

请一并参阅图1和图3，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)除了包括设置在电路板上的多个LED(图3未绘出)之外，还包括设置在电路板上的：灯板输入输出接口151、LED驱动电路153、通道选择电路155a,155b、以及另一个灯板输入输出接口157。其中，LED驱动电路153电连接灯板输入输出接口151、并且还电连接在通道选择电路155a和通道选择电路155b之间；通道选择电路155a电连接灯板输入输出接口151，并且通道选择电路155a和通道选择电路155b之间还设置有数据回传通道；通道选择电路155a,155b接受从灯板输入输出接口151输入的输入输出标志信号的控制进行数据传送路径的选择，也即根据输入输出标志信号的标志内容选择性地形成包含通道选择电路155a、LED驱动电路153及通道选择电路155b的第一数据传送路径或者形成包含通道选择电路155a、数据回传通道及通道选择电路155b的第二数据传送路径。此外，灯板输入输出接口157电连接LED驱动电路153及通道选择电路155b、并且还电连接灯板输入输出接口151以接收输入输出标志信号。

值得一提的是，本实施例中多个LED例如包括一种或多种颜色LED；LED驱动电路153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；通道选择电路155a,155b例如包含选择开关。另外，图3中的数据回传通道例如包含用于信号增强的驱动芯片(例如74HC245等芯片)或分立元件电路，又或者是多根连接线。

请一并参阅图1和图4，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，末端端接模块17包括LED灯板接口171和末端端接电路173，LED灯板接口171适于与最末一级LED灯板例如15b的灯板输入输出接口157相连接。其中，末端端接电路173电连接LED灯板接口171以接收来自最末一级LED灯板例如15b的控制信号、数据信号以及输入输出标志信号。具体地，末端端接电路173包括数据驱动电路173a和存储电路173b，从而数据驱动电路173a接受从LED灯板接口171输入的控制信号及输入输出标志信号选择性地将从LED灯板接口171输入的数据信号写入存储电路173b或将写入存储电路中的数据信号读出并通过LED灯板接口171输出至最末一级LED灯板例如15b。本实施例中，存储电路173b可以是非易失性存储器例如闪存、也可以是易失性存储器例如动态随机存储器，数据驱动电路171则例如包括存储器读写电路和数据输入输出电路，LED灯板接口171例如是排线接口，从而可通过排线与最末一级LED灯板例如15b相连接或者直接扣合至灯板输入输出接口157而电连接最末一级LED灯板15b。

值得一提的是，在相关于图3和图4所示的实施例中，末端端接模块17的末端端接电路173是独立于LED灯板15a(15b)而设置，但其也可以直接设置在最末一级LED灯板例如15b的电路板上，例如图5所示的LED灯板25b的电路框图。具体地，图5中的LED灯板25b不同于图3中的LED灯板15b之处在于：未设置灯板输入输出接口157，而是设置有末端端接电路173。如此，则图5中的LED灯板25b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25b包括灯板输入输出接口151、LED驱动电路153、通道选择电路155a,155b、和末端端接电路173。

此外，在其他实施例中，也可在每个LED灯板的电路板上直接设置末端端接电路173，只是在LED灯板上还需要再配置路径选择功能；例如，当末端端接电路173所在的LED灯板为最末一级LED灯板，则使LED驱动电路153、通道选择电路155b和输入输出标志信号与末端端接电路173相连通，而非连通灯板输入输出接口157；反之，当末端端接电路173所在的LED灯板并非最末一级LED灯板，则使LED驱动电路153、通道选择电路155b和输入输出标志信号与灯板输入输出接口157相连通，而非连通末端端接电路173。

为便于更清楚的理解本发明上述实施例，下面将对LED显示系统10的工作过程进行详细说明。

(1)当LED显示系统10工作在灯板显示模式，LED显示系统10中的数据流向如图6的虚线箭头所示。该模式下输入输出标志信号中的标志数据为“0”，其从LED控制卡11流向LED灯15a,15b板最终到达末端端接模块。

在灯板显示模式下，LED控制卡11上的数据流向如图7虚线箭头所示，输入输出标志信号中的标志数据为“0”，其控制数据输入输出电路112b从LED控制卡11向外输出数据。

在灯板显示模式下，LED灯板15a,15b上的数据流向如图8虚线箭头所示，LED灯板上的输入输出标志信号的标志数据为“0”，其控制通道选择电路155a,155b进行通道选择以形成包含通道选择电路155a、LED驱动电路153和通道选择电路155b的第一数据传送路径。

(2)当LED显示系统10工作在灯板检测模式例如点检模式，主要分为两个步骤：(2a)LED控制卡11通过控制信号发送点检命令开始点检，得到点检结果数据储存到末端端接模块17；(2b)LED控制卡11通过控制信号发送回传点检结果数据命令，开始回传点检结果数据。具体地：

当LED控制卡11发送点检命令后，LED显示系统10的数据流向跟灯板显示模式下的数据流向相同，输入输出标志信号也相同，可参考图6、图7和图8。并且，当末端端接模块17接收到点检命令后，就会将点检结果数据储存至末端端接模块17的存储电路173b中，而数据流向可参考图9中的虚线箭头。

当LED控制卡11发送回传点检结果数据命令后，同时会改变输入输出标志信号中的标志数据，即从原来的“0”改变为“1”；LED控制卡11回读点检结果数据过程中的数据流向如图10虚线箭头所示。

当LED控制卡11发送回传点检结果数据命令后，同时改变输入输出标志信号中的标志数据，LED灯板15a,15b上的通道选择电路155a,155b在输入输出标志信号的控制下进行通道选择而形成包含通道选择电路155a、数据回传通道和通道选择电路155b的第二数据传送路径，如图11中的虚线箭头所示。

当LED控制卡11发送回传点检结果数据命令后，末端端接模块17上的数据流向如图12中的虚线箭头所示，数据驱动电路173a从存储电路173b中读取数据并通过LED灯板接口171及LED灯板15a,15b回传至LED控制卡11，至此实现检测结果数据的回传。

综上所述，本发明实施例通过在LED灯板上设置通道选择电路、在末端端接模块上设置数据存储电路，并搭配在LED控制卡上产生输入输出标志信号来控制LED灯板上的数据线在不同时刻的作用，实现数据线的分时复用。这样可以在不影响LED控制卡带载的情况下实现检测数据的回传，使LED控制卡性能更优化，大大提高了LED控制卡的性能指标的同时实现了灯板检测功能。另外，本发明实施例的LED显示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灯板、末端端接模块、LED控制卡以及LED显示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 (10)

1.一种LED灯板，包括第一灯板输入输出接口、电连接所述第一灯板输入输出接口的LED驱动电路、以及电连接所述LED驱动电路的多个LED；其特征在于，所述LED灯板还包括：

第一通道选择电路和第二通道选择电路，所述第一通道选择电路电连接所述第一灯板输入输出接口，所述LED驱动电路还电连接在所述第一通道选择电路和第二通道选择电路之间，且所述第一通道选择电路和第二通道选择电路之间还设置有数据回传通道；

其中，所述第一通道选择电路和第二通道选择电路适于接受从所述第一灯板输入输出接口输入的输入输出标志信号的控制以选择性地形成第一数据传送路径或第二数据传送路径，所述LED驱动电路位于所述第一数据传送路径中，以及所述数据回传通道位于所述第二数据传送路径中。

2.如权利要求1所述的LED灯板，其特征在于，所述LED灯板还包括第二灯板输入输出接口，电连接所述LED驱动电路和第二通道选择电路、并且电连接所述第一灯板输入输出接口以接收所述输入输出标志信号。

3.如权利要求1所述的LED灯板，其特征在于，所述LED灯板还包括末端端接电路，电连接所述LED驱动电路和第二通道选择电路、并且电连接所述第一灯板输入输出接口以接收所述输入输出标志信号。

4.如权利要求3所述的LED灯板，其特征在于，所述末端端接电路包括数据驱动电路和电连接所述数据驱动电路的存储电路，所述数据驱动电路电连接所述LED驱动电路和第二通道选择电路、并且电连接所述第一灯板输入输出接口以接受所述输入输出标志信号的控制。

5.一种末端端接模块，其特征在于，包括：

LED灯板接口，用于与LED灯板相连接；

存储电路；

数据驱动电路，电连接所述LED灯板接口以接收输入的控制信号、数据信号和输入输出标志信号，并在所述输入输出标志信号及控制信号的控制下选择性地将所述输入的数据信号写入所述存储电路或将写入所述存储电路中的数据信号读出并通过所述LED灯板接口输出。

6.一种LED控制卡，适于带载LED灯板串，所述LED灯板串包括一个LED灯板或级联的多个LED灯板；其特征在于，所述LED控制卡包括：

主控电路；

控制卡输入输出接口；

控制信号输出电路，电连接在所述主控电路和控制卡输入输出接口之间；

数据输入输出电路，电连接在所述主控电路和控制卡输入输出接口之间并接受所述主控电路提供的输入输出标志信号的控制以选择性进行数据输入或数据输出；以及

所述输入输出标志信号还通过所述控制卡输入输出接口向外输出至所述LED灯板串以决定所述LED灯板串回传检测结果数据至所述LED控制卡的时机。

7.如权利要求6所述的LED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，所述控制卡输入输出接口为排线接口。

8.一种LED显示系统，其特征在于，包括：

LED控制卡；

LED灯板串，包括一个LED灯板或级联的多个LED灯板，所述LED灯板串电连接所述LED控制卡以接收控制信号、数据信号和输入输出标志信号从而接受所述控制信号、数据信号和输入输出标志信号的驱动控制以选择性地进行LED灯板显示操作或LED灯板检测操作；以及

末端端接电路，电连接所述LED灯板串中最末一级LED灯板，接受所述控制信号和输入输出标志信号的控制以选择性地储存所述LED灯板检测操作过程中的检测结果数据或将储存的检测结果数据输出并通过所述LED灯板串回传至所述LED控制卡。

9.如权利要求8所述的LED显示系统，其特征在于，所述末端端接电路设置在独立于所述最末一级LED灯板的末端端接模块上、或者直接设置在所述最末一级LED灯板上。

10.如权利要求8所述的LED显示系统，其特征在于，所述LED控制卡包括：

主控电路，用于提供所述输入输出标志信号；

控制卡输入输出接口；

控制信号输出电路，电连接在所述主控电路和控制卡输入输出接口之间以通过所述控制卡输入输出接口输出所述控制信号；以及

数据输入输出电路，电连接在所述主控电路和控制卡输入输出接口之间并接受所述主控电路提供的所述输入输出标志信号的控制以选择性通过所述控制卡输入输出接口输出所述数据信号或接收所述检测结果数据。