CN105206227B - Led灯板驱动方法以及油价牌控制卡 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种LED灯板驱动方法，应用于基于ARM处理器的油价牌控制卡以驱动LED灯板，包括步骤：(a)输入价格修改数据至ARM处理器，其中ARM处理器配置有字模存储区和相对应的输出缓冲区，输出缓冲区设置有与目标LED灯板的多个字单元一一对应的多个字单元存储区；(b)根据价格修改数据从字模存储区获取相对应的字模数据至输出缓冲区中的多个字单元存储区中的目标字单元存储区；以及(c)将目标字单元存储区中的字模数据输出至目标LED灯板以实现和目标字单元存储区相对应的目标字单元的显示内容修改。本发明还提供一种油价牌控制卡。本发明可以更加方便、快捷地更改油价牌的油价显示、减少维护成本。

Description

LED灯板驱动方法以及油价牌控制卡

技术领域

本发明属于显示控制技术领域，尤其涉及一种LED灯板驱动方法以及一种油价牌控制卡。

背景技术

随着人们对于智能化生活的追求，加油站传统印刷式的油价显示方式已经不能满足人们的需求。在当今这个油价起伏波荡的时代，印刷式的油价牌显示形式对油价的显示而带来极大的不便，而且很难说对油价的显示不受到天气的影响。所以一种可以全天候、随时而且方便快捷的油价显示方式成为当前加油站的一种迫切需求。而随着物联网的发展、显示屏控制技术的不断革新，促使了LED显示屏在加油站的油价显示上的迅速增长，基于嵌入式系统的油价牌驱动系统油然而生。

油价牌灯板的构造有别于普通灯板，在驱动方式上有别于传统的普通灯板。作为一种新形式的灯板，如何保证这种灯板能够正常灵活的去工作，就需要一种很好的驱动理念和驱动方法来保证，有别于传统的灯板驱动模式，传统的灯板都是每一位数据会控制一个LED灯的状态，而对于油价牌灯板来说却并不是这样，由于它特别的构造形式，有时候它会利用一个bit位控制多个LED灯的模式去实现，所以对于在数据组织的时候，就会出现很多多余但很必要的数据。每一个字单元的驱动在电路上需要九块驱动芯片，如何更加灵活、方便地去控制就成了一个很值得去考虑和研究的问题。

如图1所示，其为一种油价牌灯板字单元结构示意图。同一种填充方式的小方格由同一个驱动芯片驱动，小方格中的数字代表的是驱动芯片的走线顺序(当然对于不同的灯板生产厂家，它的走线方式有可能不同，这里仅以此种灯板为例说明)。字单元为油价牌灯板内最小的单元部分，一个油价牌灯板内部可能有多个字单元。一般情况下，一个油价牌灯板有四个或者五个字单元；一个字单元总共需要9个驱动芯片，总共144位，数字部分占130位，小数点部分6位，空8位。一个字单元包括数字部分与小数点部分，在实际的灯板上，字单元有没有小数点，取决于字单元的小数点对应的驱动芯片上的LED灯是否焊接。

请参见图2，其为现有的一种油价牌控制系统的架构图。如图2所示，现有的显示卡方案一般采用ARM结合FPGA的架构，两者协同一起来完成对油价牌灯板的驱动；对油价的更改采用的是网络或者遥控器，对显示卡程序的更新上使用的是U盘更新的方式。

然而，现有的油价牌控制系统现有方案存在以下不足：a)在实现方式上相对较为复杂；b)油价牌控制口只有10路，带载量较小；c)支持的灯板类型较少；d)现有的显示卡一般采用的是U盘升级的方式，更新维护上比较麻烦；以及e)不具备有点检功能，对灯板的状态无法获知，对油价显示的准确性上存在缺陷。

发明内容

因此，针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提出一种LED灯板驱动方法以及一种油价牌控制卡。

具体地，本发明实施例提出的一种LED灯板驱动方法，应用于基于ARM处理器的油价牌控制卡以驱动LED灯板。所述LED灯板驱动方法包括步骤：(a)输入价格修改数据至ARM处理器，其中所述ARM处理器配置有字模存储区和相对应的输出缓冲区，所述输出缓冲区设置有与目标LED灯板的多个字单元一一对应的多个字单元存储区；(b)根据所述价格修改数据从所述字模存储区获取相对应的字模数据至所述输出缓冲区中的所述多个字单元存储区中的目标字单元存储区；以及(c)将所述目标字单元存储区中的所述字模数据输出至所述目标LED灯板以实现和所述目标字单元存储区相对应的目标字单元的显示内容修改。

在本发明的一个实施例中，所述LED灯板驱动方法在步骤(a)之前还包括步骤：以无线方式接收所述价格修改数据。

在本发明的一个实施例中，所述LED灯板驱动方法还包括步骤：由所述ARM处理器从存储于非易失性存储器的灯板走线方式与字模数据关系映射表中选取指定灯板走线方式所对应的字模数据存入所述字模存储区

此外，本发明实施例提出的一种油价牌控制卡，包括ARM处理器以及电连接所述ARM处理器的多路灯板控制口，每一路灯板控制口用于连接LED灯板。再者，所述ARM处理器配置有字模存储区和相对应的输出缓冲区，所述字模存储区用于存储对应指定灯板走线方式的字模数据，所述输出缓冲区设置有与目标LED灯板的多个字单元一一对应的多个字单元存储区，每一个所述字单元存储区用于存储从所述字模存储区获取的字模数据并输出至所述目标LED灯板以驱动相对应的字单元进行显示。

在本发明的一个实施例中，所述油价牌控制卡包括：射频无线模块，电连接所述ARM处理器。

在本发明的一个实施例中，所述油价牌控制卡包括：光探头接口和/或RS485串口，分别电连接所述ARM处理器。

在本发明的一个实施例中，所述油价牌控制卡包括：以太网口、USB接口、RS232串口和JTAG接口，分别电连接所述ARM处理器。

在本发明的一个实施例中，所述油价牌控制卡包括：多路灯板点检口，电连接所述ARM处理器；其中，所述多路灯板点检口为双向口而可兼作多路灯板控制口。

在本发明的一个实施例中，所述油价牌控制卡包括：点检板接口，电连接所述ARM处理器；所述点检板接口与设置有所述多路灯板点检口的点检板连接。

在本发明的一个实施例中，所述油价牌控制卡包括非易失性存储器，外接或内置于所述ARM处理器且用于存储灯板走线方式与字模数据关系映射表；其中，所述灯板走线方式与字模数据关系映射表包含多种灯板走线方式分别对应的字模数据。

由上可知，本发明实施例能够更加方便、快捷地更改油价牌的油价显示、减小天气因素对油价牌更改带来的困难；能够减少维护成本、降低加油站工作人员的工作量；以及能够让一个人维护多个油价牌塔标成为可能。

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为现有的一种油价牌灯板的字单元结构示意图。

图2为现有的一种油价牌控制系统的架构图。

图3为本发明实施例的一种油价牌控制卡的结构示意图。

图4为本发明实施例的一种ARM处理器的内部模块示意图。

图5为本发明实施例的一种ARM处理器配置的字模存储区和输出缓冲区的存储空间示意图。

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。

请参见图3，本发明实施例提出的一种基于ARM处理器的油价牌控制卡30包括：ARM处理器31、射频无线模块32、以太网口33、USB接口34、RS232串口35、RS485串口36、JTAG接口37、信号驱动模块38、10路灯板控制口39、点检板接口40、4路光探头接口41、低压差线性稳压器(LDO,low dropout regulator)42以及电源接口43。

其中，ARM处理器31为但不限于STM32F429/439系列ARM芯片。

射频无线模块32电连接ARM处理器31，其例如直接焊接在油价牌控制卡的电路板上且支持SPI接口。优选地，射频无线模块32例如包括工作在2.4GHz～2.5GHz的ISM频段的单片无线收发器芯片像nRF24L01等芯片。本实施例中，射频无线模块32可以以无线方式接收价格修改数据等控制信号，还可用于ARM处理器31的程序更新(也即支持无线更新)。

以太网口33电连接ARM处理器31，其例如是百兆以太网口并通过网络PHY芯片连接ARM处理器31。本实施例中，以太网口33可用于油价牌控制卡30的集群管理。

USB接口34电连接ARM处理器31，其可用于ARM处理器31的程序更新，相较于射频无线模块32而言，其作为程序更新的备份设计。

RS232串口35电连接ARM处理器31，其可用作程序的调试口，打印一些调试信息。

RS485串口36电连接ARM处理器31，其主要是用来连接外围距离稍微远点的设备，如光探头等。

JTAG接口37电连接ARM处理器31，其主要作为程序下载口使用。

10路灯板控制口39通过信号驱动模块38电连接ARM处理器31。10路灯板控制口39可分别用于连接10个LED灯板(或称油价牌灯板)，各个LED灯板的显示驱动数据即是来自于相对应的灯板控制口39；同一个油价牌控制卡30连接的多个LED灯板共同构成一个或多个油价牌。信号驱动模块38例如是采用74HC245系列芯片，其为一种三态输出、八路信号收发器，主要是为了增加ARM处理器31引脚的驱动能力。此处值得一提的是，本发明的油价牌并不限于汽油、柴油等燃油价格信息显示牌，也可以是近几年兴起的应用于机动车加气站的燃气价格信息显示牌，甚至是未来机动车充电站的充电价格信息显示牌；简而言之，本实施例的油价牌泛指应用于机动车的能源补给站(像加油站、加气站、充电站等)的能源价格信息显示牌。

点检板接口40电连接ARM处理器31，其用于与设置有10路灯板点检口的点检板连接。本实施例中，点检板接口40例如是一个20pin接口(其中10pin为数据口、10pin是地线)；点检功能的设置可以解决油价牌显示上因为坏点(LED灯损坏)而造成的油价不准确问题。优选地，点检板(图中未绘出)上的10路灯板点检口为双向口，从而可以兼作灯板控制口，如此则可以增加油价牌控制卡30的带载量。当然，灯板点检口也可以直接设置在油价牌控制卡30的电路板上而不再单独设置点检板。

4路光探头接口41电连接ARM处理器31，其例如可以连接4路2pin的光探头例如光敏电阻探头等。

电源接口43通过低压差线性稳压器42电连接ARM处理器31，其例如是12V的电源接口。

请参见图4，当油价牌控制卡30上的射频无线模块32以无线方式接收到来自前端设备例如上位机、遥控器等的数据后，会输入至ARM处理器31以预存在输入数据缓冲区311，然后由ARM处理器31中的输入数据解析模块312对对接收到的数据进行解析，再由驱动控制模块313根据解析后的结果区别相应的命令功能并将相应的数据调入输出缓冲区316以供输出来驱动控制LED灯板。

本实施例中，驱动控制模块313例如用于执行灯板亮度控制、灯板点检、程序更新、油价控制等功能。其中，灯板亮度控制功能支持手动和自动调节模式，手动模式由上位机发送命令和亮度值进行控制，自动控制则会用到光探头，光探头会实时的采集油价牌周围的环境光亮度，ARM处理器31得到环境光亮度信息之后，根据比对结果对油价牌的亮度进行一个调节；亮度控制的实现上例如采用的是PWM波的形式，通过调节PWM的脉宽来控制灯板亮的时间的长短。对于灯板点检功能，因为灯板是拼接的数字样式，一旦有坏点就会对数字的显示造成很大的影响，有可能还会改变数值的大小，所以对于油价这种特别敏感的行业，对显示的准确性要求很高，而本油价牌控制卡30针对这个对每一路LED灯板都配有点检功能，可以时刻监控油价牌灯板的显示状态，一旦发现错误，可以及时做出响应机制，保证了对油价准确性的这种要求。油价控制功能例如包括油价修改，通过射频无线模块32可以获取上位机(例如PC机、平板电脑等终端设备)或遥控器等下发的具体油价值，ARM处理器31收到数据后经过解析，会根据收到的数据自动更新当前输出缓冲区316的数据，从而更新油价牌上的数字显示。

请再参见图4，ARM处理器31针对连接有LED灯板(或称油价牌灯板)的每一路灯板控制口39配置字模存储区315和相对应的输出缓冲区316；此外ARM处理器31还内置或外接有非易失性存储器例如闪存以用于存储灯板走线方式与字模数据关系映射表314。可以理解的是，对于LED灯板的驱动是基于灯板自身的走线方式而实现的，所以驱动灯板首先必须知道的就是灯板的走线方式，油价牌控制卡本身并没有确定灯板走线方式的能力，所以在第一次上电的时候需要上位机下发灯板的基本信息，包括灯板走线方式信息，灯板亮度等。本实施例例如在灯板走线方式与字模数据关系映射表314中预存最常用的五种灯板的走线方式与字模数据关系映射信息，用户可以通过上位机下达命令控制ARM处理器31针对各个灯板控制口39所带载的LED灯板逐一选取相应的灯板走线方式，走线方式一旦确定，相对应的字模数据就会被调入字模存储区315，字模存储区315中例如存储有如图5所示的0～9等数字的字模数据。对于每一个灯板控制口39所带载的LED灯板所对应的输出缓冲区316，其会如图5所示被独立的分成很多个字单元存储区，每个字单元存储区对应LED灯板(或称油价牌灯板)上的一个单元字，这样做的好处是方便对油价牌灯板上单独的数字显示做更改，需要更改某个数字时，只需要把字模数据从字模存储区315调入相对应的字单元存储区就可以了，根本不会影响到其他数字的显示；在控制端也只需要维护一张地址表就可以了。此外可以理解的是，对于新类型的灯板的支持也只需要上位机将灯板走线方式与字模数据的关系映射信息下发到油价牌控制卡30就可以了，这种方式节省了ARM处理器31的存储空间，也使得对于各种灯板的控制更加的灵活和方便。而对于不同的灯板走线方式的支持，也仅仅需要做的是更新前面字模存储区315的数据，这样前后的数据分离，无论对于技术人员进行排错还是控制程序进行维护更新上都是很方便的。

综上所述，本发明实施例能够更加方便、快捷地更改油价牌的油价显示、减小天气因素对油价牌更改带来的困难；能够减少维护成本、降低加油站工作人员的工作量；以及能够让一个人维护多个油价牌塔标成为可能。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种LED灯板驱动方法，应用于基于ARM处理器的油价牌控制卡以驱动LED灯板；其特征在于，所述LED灯板驱动方法包括步骤：

(a)输入价格修改数据至ARM处理器，其中所述ARM处理器配置有字模存储区和相对应的输出缓冲区，所述输出缓冲区设置有与目标LED灯板的多个字单元一一对应的多个字单元存储区；

(b)根据所述价格修改数据从所述字模存储区获取相对应的字模数据至所述输出缓冲区中的所述多个字单元存储区中的目标字单元存储区；以及

(c)将所述目标字单元存储区中的所述字模数据输出至所述目标LED灯板以实现和所述目标字单元存储区相对应的目标字单元的显示内容修改。

2.如权利要求1所述的LED灯板驱动方法，其特征在于，在步骤(a)之前，还包括步骤：

以无线方式接收所述价格修改数据。

3.如权利要求1所述的LED灯板驱动方法，其特征在于，还包括步骤：

由所述ARM处理器从存储于非易失性存储器的灯板走线方式与字模数据关系映射表中选取指定灯板走线方式所对应的字模数据存入所述字模存储区。

4.一种油价牌控制卡，包括ARM处理器以及电连接所述ARM处理器的多路灯板控制口，每一路灯板控制口用于连接LED灯板；其特征在于，所述ARM处理器配置有字模存储区和相对应的输出缓冲区，所述字模存储区用于存储对应指定灯板走线方式的字模数据，所述输出缓冲区设置有与目标LED灯板的多个字单元一一对应的多个字单元存储区，每一个所述字单元存储区用于存储从所述字模存储区获取的字模数据并输出至所述目标LED灯板以驱动相对应的字单元进行显示。

5.如权利要求4所述的油价牌控制卡，其特征在于，包括：射频无线模块，电连接所述ARM处理器。

6.如权利要求5所述的油价牌控制卡，其特征在于，包括：光探头接口和/或RS485串口，分别电连接所述ARM处理器。

7.如权利要求5所述的油价牌控制卡，其特征在于，包括：以太网口、USB接口、RS232串口和JTAG接口，分别电连接所述ARM处理器。

8.如权利要求5所述的油价牌控制卡，其特征在于，包括：多路灯板点检口，电连接所述ARM处理器；其中，所述多路灯板点检口为双向口而可兼作多路灯板控制口。

9.如权利要求8所述的油价牌控制卡，其特征在于，包括：点检板接口，电连接所述ARM处理器；所述点检板接口与设置有所述多路灯板点检口的点检板连接。

10.如权利要求5所述的油价牌控制卡，其特征在于，包括非易失性存储器，外接或内置于所述ARM处理器且用于存储灯板走线方式与字模数据关系映射表；其中，所述灯板走线方式与字模数据关系映射表包含多种灯板走线方式分别对应的字模数据。