CN105845070A - Rgbw型led显示屏发光控制芯片 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种RGBW型LED显示屏发光控制芯片,包括:第一移位寄存器、第二移位寄存器、第三移位寄存器、第四移位寄存器、第一矩阵开关、锁存器和驱动电路；所述第一、第二、第三和第四移位寄存器的输入端分别与红色灯珠的串行控制信号端SRDI、绿色灯珠的串行控制信号端SGDI、蓝色灯珠的串行控制信号端SBDI连接，输出端与所述第一矩阵开关连接；所述第一矩阵开关的输出端和所述锁存器的输入端相连，所述锁存器的输出端与所述驱动电路的输入端连接；所述驱动电路的输出端分别与LED显示屏的各色灯珠的驱动引脚连接。本发明提供的RGBW型LED显示屏发光控制芯片，各色灯珠引脚与驱动电路的引脚可以随意连接，使LED显示屏的PCB板设计更加灵活。

Description

RGBW型LED显示屏发光控制芯片
技术领域
本发明涉及LED驱动领域，具体涉及一种用于RGBW型全彩LED显示屏发光专用发光控制芯片。
背景技术
当前全彩LED显示屏模组使用分离或三合一的R、G、B三原色灯珠，设计灯珠驱动PCB布线时，需要将相同颜色的灯珠分组连接至同一个16路串行转并行恒流LED驱动器，不同颜色连接至不同的指定的串行转并行多路恒流LED驱动IC上，需要协调其他分立器件的布线，因此，往往会导致使PCB板的布线比较复杂，使用过孔较多，使PCB设计生产难度大，成本高。此外，由于不同颜色的灯珠使用不同的驱动器，导致需要用到驱动IC也较多，更进一步为产品布线设计和生产带来不便。此外，现有技术中，虽然有通过现有分立器件IC以及特殊的电路设计来实现R、G、B三原色灯珠与驱动电路可任意连接的系统，但该系统结构比较复杂，其实用性有限。
此外，当前全彩LED显示屏模组使用分离或三合一的R、G、B三原色灯珠，不同的颜色通过混色得到，需要白色或灰色时需要三原色灯珠同时发光，能耗较大。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为提供一种RGBW型LED显示屏发光控制芯片,使不同颜色的LED灯珠可以根据需要与驱动灯珠自由连接。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：RGBW型LED显示屏发光控制芯片,其特征在于,包括: 第一移位寄存器、第二移位寄存器、第三移位寄存器、第四移位寄存器、第一矩阵开关、锁存器和驱动电路；所述第一移位寄存器、第二移位寄存器、第三移位寄存器和第四移位寄存器的输入端分别与红色灯珠的串行控制信号输入端SRDI、绿色灯珠的串行控制信号输入端SGDI、蓝色灯珠的串行控制信号输入端SBDI和白色灯珠的串行控制信号输入端SWDI连接，所述第一移位寄存器、第二移位寄存器、第三移位寄存器的输出端与所述第一矩阵开关连接，所述第一移位寄存器、第二移位寄存器、第三移位寄存器和第四移位寄存器用于分别接收红色灯珠、绿色灯珠、蓝色灯珠的串行控制信号，并将所述串行控制信号转换为并行控制信号后，传送给所述第一矩阵开关；所述第一矩阵开关的输出端和所述锁存器的输入端相连，所述第一矩阵开关用于接收所述第一移位寄存器、所述第二移位寄存器和所述第三移位寄存器发送来的并行控制信号，在所述第一矩阵开关的控制寄存器的控制下将所述并行控制信号发送至所述第一矩阵开关的控制寄存器指定的锁存器对应通道中；所述锁存器的输出端与所述驱动电路的输入端连接，用于接收所述第一矩阵开关发送来的并行控制信号，在对应通道中对该并行控制信号进行存储，将存储后的并行控制信号发送给所述驱动电路；所述驱动电路的输出端分别与LED显示屏的红色灯珠、绿色灯珠和蓝色灯珠的驱动引脚连接，用于根据所述锁存器发送的并行控制信号，控制所述红色灯珠、所述绿色灯珠和所述蓝色灯珠进行发光。
所述的RGBW型LED显示屏发光控制芯片，还包括电可擦除只读存储器, 所述电可擦除只读存储器的输入端通过I2C总线与控制数据信号端口相连，所述电可擦除只读存储器的输出端与所述第一矩阵开关的控制寄存器的输入端连接，用于给所述第一矩阵开关的控制寄存器输入控制数据。
所述的RGBW型LED显示屏发光控制芯片，还包括：第二矩阵开关和电流调节器；所述第二矩阵开关的输入端与红色灯珠、绿色灯珠、蓝色灯珠和白色灯珠的限流电阻连接, 所述第二矩阵开关的输出端与所述电流调节器的输入端连接，所述第二矩阵开关用于根据所述第二矩阵开关的控制寄存器的控制将红色灯珠、绿色灯珠、蓝色灯珠和白色灯珠的限流电阻分别连接至所述电流调节器的对应通道；所述电流调节器的输出端与所述驱动电路连接，所述电流调节器用于根据所述矩阵开关的控制寄存器的控制，调节对应的红色灯珠、绿色灯珠、蓝色灯珠和白色灯珠的驱动电流大小。
所述电可擦除只读存储器的输出端还与所述第二矩阵开关的控制寄存器的输入端相连，用于给所述第二矩阵开关的控制器寄存器输入控制数据。
所述的RGBW型LED显示屏发光控制芯片，还包括计数器，所述计数器的输入端与时钟信号连接，所述计数器的输出端分别与所述第一移位寄存器、第二移位寄存器、第三移位寄存器和第四移位寄存器连接。
所述第一移位寄存器、第二移位寄存器、第三移位寄存器和第四移位寄存器的输出端还分别与红色灯珠串行控制信号输出端SRDO、绿色灯珠串行控制信号输出端SGDO、蓝色灯珠串行控制信号输出端SBDO和白色灯珠串行控制信号输出端SWDO相连，所述红色灯珠串行控制信号输出端SRDO、绿色灯珠串行控制信号输出端SGDO、蓝色灯珠串行控制信号输出端SBDO和白色灯珠串行控制信号输出端SWDO分别与另一个发光控制芯片的红色灯珠串行控制信号输入端SRDI、绿色灯珠串行控制信号输入端SGDI、蓝色灯珠串行控制信号输入端SBDI和白色灯珠串行控制信号输出端SWDO连接，用于给所述另一个发光控制芯片输入串行控制信号。
所述的RGBW型LED显示屏发光控制芯片，还包括放大器，所述放大器的输入端与使能LE端口相连，所述放大器的输出端与所述锁存器的输入端相连。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明在目前三原色灯珠基础上，增加一颗白色灯珠，形成R、G、B、W四色显示单元，当显示白色或灰色时，只驱动白色灯珠，R、G、B三色灯珠不工作，降低LED屏显示模组的能耗，达到节省电能的目的。
2、本发明的发光控制芯片，可以使R、G、B、W四色灯珠引脚与驱动电路引脚随意连接，因此，对应的PCB板设计灵活，线路连接简洁，还可以减少使用过孔，降低PCB生产难度和成本。
3、R、G、B、W串行数据对各颜色灯珠控制的对应关系可灵活调整，方便解决全彩LED显示屏模组调试和生产中的问题。
4、与当前的驱动板控制方式和数据格式兼容。通过修改EEPROM配置数据，可灵活兼容各种R、G、B串行数据格式，适用范围广泛。
5、集成4个16路串行转并行恒流LED驱动器功能，减小IC使用数量和占用PCB面积。
附图说明
图1为本发明提供的RGBW型LED显示屏发光控制芯片的连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示，本发明提供了RGBW型LED显示屏发光控制芯片,包括: 第一移位寄存器1、第二移位寄存器2、第三移位寄存器3、第四移位寄存器4、第一矩阵开关5、锁存器6和驱动电路7。其中，第一移位寄存器1、第二移位寄存器2、第三移位寄存器3和第四移位寄存器4的输入端分别与红色灯珠的串行控制信号端SRDI、绿色灯珠的串行控制信号端SGDI、蓝色灯珠的串行控制信号端SBDI和白色灯珠的串行控制信号端SWDI连接，第一移位寄存器1、第二移位寄存器2、第三移位寄存器3和第四移位寄存器4的输出端与第一矩阵开关4连接，第一矩阵开关5的输出端和锁存器6的输入端相连，锁存器6的输出端与驱动电路7的输入端连接，驱动电路7的输出端分别与LED显示屏的红色灯珠、绿色灯珠、蓝色灯珠和白色灯珠的驱动引脚连接。
其中，第一移位寄存器1、第二移位寄存器2、第三移位寄存器3和第四移位寄存器4用于分别接收红色（R）灯珠、绿色（G）灯珠、蓝色（B）灯珠和白色（W）灯珠的串行控制信号，并将该串行控制信号转换为并行控制信号后，传送给第一矩阵开关5；第一矩阵开关5接收到第一移位寄存器1、第二移位寄存器2、第三移位寄存器3和第四移位寄存器4发送来的并行控制信号后，在自身控制寄存器501的控制下将上述并行控制信号发送至控制寄存器501所指定的锁存器6的对应通道中；锁存器6接收到第一矩阵开关5发送来的并行控制信号后，在自身的对应通道中对该并行控制信号进行存储，并将存储后的并行控制信号发送给驱动电路7；驱动电路7根据锁存器6发送的并行控制信号，控制与之相连的红、绿、蓝、白四色LED灯珠进行发光。
此外，本发明的RGBW型LED显示屏发光控制芯片还包括电可擦除只读存储器（EEPROM）10, 电可擦除只读存储器10的输入端通过I2C总线与SDA端口和SCL端口相连，从而可以在生产时写入控制数据，电可擦除只读存储器10的输出端与第一矩阵开关5的控制寄存器501的输入端连接，则第一矩阵开关5的控制寄存器501可以从电可擦除只读存储器10中加载用来控制四色LED灯珠发光的控制数据。因此，本发明提供的RGBW型LED显示屏发光控制芯片，只需要在生产时在电可擦除只读存储器10中写入相应的控制数据即可，这样可以使R、G、B、W灯珠引脚与驱动电路7的引脚可随意连接，从而，PCB板的设计也相应灵活，线路连接简洁，可以减少使用过孔，降低PCB板的生产难度和成本；此外，R、G、B、W四色串行数据对各色灯珠控制的对应关系也可灵活调整，方便解决全彩LED显示屏模组调试和生产中的问题。此外，本发明与当前的驱动板控制方式和数据格式兼容，通过修改电可擦除只读存储器10来配置数据，可灵活兼容各种R、G、B、W串行数据格式，适用范围广泛。
本发明的RGBW型LED显示屏发光控制芯片还可以包括第二矩阵开关9和电流调节器8,第二矩阵开关9的输入端与红色灯珠的限流电阻端口PR-EXT、绿色灯珠的限流电阻端口PG-EXT、蓝色灯珠的限流电阻端口PB-EXT和白色灯珠的限流电阻端口PW-EXT连接, 第二矩阵开关9的输出端与电流调节器8的输入端连接，第二矩阵开关9在其自身控制寄存器901的控制下，将红色灯珠、绿色灯珠和蓝色灯珠的限流电阻分别连接至电流调节器8的对应通道；电流调节器8的输出端与驱动电路7连接，电流调节器8根据第二矩阵开关9的控制寄存器901的控制，可以灵活调节对应的红色灯珠、绿色灯珠和蓝色灯珠的驱动电流大小，不需要由于各色灯珠限流电阻的不同来固定R、G、B、W灯珠（红色灯珠、绿色灯珠、蓝色灯珠和白色灯珠）引脚与驱动电路引脚的连接方式。
其中，电可擦除只读存储器10的输出端还与第二矩阵开关9的控制寄存器901的输入端相连，使第二矩阵开关9的控制器寄存器901中可以从电可擦除只读存储器9中加载控制数据。
其中，本发明的RGBW型LED显示屏发光控制芯片中，第一移位寄存器1、第二移位寄存器2、第三移位寄存器3和第四移位寄存器4可以为16位移位寄存器，从而第一矩阵开关5、锁存器6、和驱动电路7对应地为64通道，从而可以对红色、绿色、蓝色、白色四色各16个、共48个LED灯珠进行发光控制。因此，本发明集成了4个16路串行转并行恒流LED驱动器功能，可以减少LED显示屏中驱动IC的使用数量和占用PCB面积。
本发明的RGBW型LED显示屏发光控制芯片还可以包括计数器11，计数器11的输入端与时钟信号端口GLCK连接，计数器11的输出端分别与第一移位寄存器1、第二移位寄存器2、第三移位寄存器3和第四移位寄存器4连接，从而给位第一移位寄存器1、第二移位寄存器2、第三移位寄存器3和第四移位寄存器4输入时钟控制信号，计数器可以为16位计数器。
此外，第一移位寄存器1、第二移位寄存器2、第三移位寄存器3和第四移位寄存器4的输出端还分别输出红色灯珠串行控制信号SRDO，绿色灯珠串行控制信号SRDO，蓝色灯珠串行控制信号SBDO和白色灯珠串行控制信号输出端SWDO相连，红色灯珠串行控制信号输出端SRDO、绿色灯珠串行控制信号输出端SGDO、蓝色灯珠串行控制信号输出端SBDO和白色灯珠串行控制信号输出端SWDO分别与另一个发光控制芯片的红色灯珠串行控制信号输入端SRDI、绿色灯珠串行控制信号输入端SGDI、蓝色灯珠串行控制信号输入端SBDI和白色灯珠串行控制信号输出端SWDO连接，用于给所述另一个发光控制芯片输入串行控制信号。
本发明的RGBW型LED显示屏发光控制芯片，还包括放大器12，放大器12的输入端与使能LE端口相连，放大器12的输出端与锁存器5的输入端相连，从而通过使能LE端口对本发明的控制芯片进行逻辑控制，此外，放大器12的输入端还通过电阻R接地。
本发明提供了RGBW型LED显示屏发光控制芯片，使R、G、B、W灯珠引脚可随意与驱动电路引脚连接，从而使对应的PCB板设计灵活，线路连接简洁，可以减少使用过孔，降低PCB板的生产难度和成本；此外，红色灯珠、绿色灯珠、蓝色灯珠和白色灯珠的串行数据对各颜色灯珠控制的对应关系可灵活调整，方便解决全彩LED显示屏模组调试和生产中的问题；同时，该芯片与当前的驱动板控制方式和数据格式兼容，通过修改EEPROM配置数据，可灵活兼容各种红色灯珠、绿色灯珠、蓝色灯珠和白色灯珠（R、G、B、W）串行数据格式，适用范围广泛。
上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (7)

1.RGBW型LED显示屏发光控制芯片,其特征在于,包括: 第一移位寄存器、第二移位寄存器、第三移位寄存器、第四移位寄存器、第一矩阵开关、锁存器和驱动电路；
所述第一移位寄存器、第二移位寄存器、第三移位寄存器和第四移位寄存器的输入端分别与红色灯珠的串行控制信号输入端SRDI、绿色灯珠的串行控制信号输入端SGDI、蓝色灯珠的串行控制信号输入端SBDI和白色灯珠的串行控制信号输入端SWDI连接，所述第一移位寄存器、第二移位寄存器、第三移位寄存器的输出端与所述第一矩阵开关连接，所述第一移位寄存器、第二移位寄存器、第三移位寄存器和第四移位寄存器用于分别接收红色灯珠、绿色灯珠、蓝色灯珠的串行控制信号，并将所述串行控制信号转换为并行控制信号后，传送给所述第一矩阵开关；
所述第一矩阵开关的输出端和所述锁存器的输入端相连，所述第一矩阵开关用于接收所述第一移位寄存器、所述第二移位寄存器和所述第三移位寄存器发送来的并行控制信号，在所述第一矩阵开关的控制寄存器的控制下将所述并行控制信号发送至所述第一矩阵开关的控制寄存器指定的锁存器对应通道中；
所述锁存器的输出端与所述驱动电路的输入端连接，用于接收所述第一矩阵开关发送来的并行控制信号，在对应通道中对该并行控制信号进行存储，将存储后的并行控制信号发送给所述驱动电路；
所述驱动电路的输出端分别与LED显示屏的红色灯珠、绿色灯珠和蓝色灯珠的驱动引脚连接，用于根据所述锁存器发送的并行控制信号，控制所述红色灯珠、所述绿色灯珠和所述蓝色灯珠进行发光。
2.根据权利要求1所述的RGBW型LED显示屏发光控制芯片，其特征在于，还包括电可擦除只读存储器, 所述电可擦除只读存储器的输入端通过I2C总线与控制数据信号端口相连，所述电可擦除只读存储器的输出端与所述第一矩阵开关的控制寄存器的输入端连接，用于给所述第一矩阵开关的控制寄存器输入控制数据。
3.根据权利要求2所述的RGBW型LED显示屏发光控制芯片，其特征在于，还包括：第二矩阵开关和电流调节器；
所述第二矩阵开关的输入端与红色灯珠、绿色灯珠、蓝色灯珠和白色灯珠的限流电阻连接, 所述第二矩阵开关的输出端与所述电流调节器的输入端连接，所述第二矩阵开关用于根据所述第二矩阵开关的控制寄存器的控制将红色灯珠、绿色灯珠、蓝色灯珠和白色灯珠的限流电阻分别连接至所述电流调节器的对应通道；
所述电流调节器的输出端与所述驱动电路连接，所述电流调节器用于根据所述矩阵开关的控制寄存器的控制，调节对应的红色灯珠、绿色灯珠、蓝色灯珠和白色灯珠的驱动电流大小。
4.根据权利要求3所述的RGBW型LED显示屏发光控制芯片，其特征在于，所述电可擦除只读存储器的输出端还与所述第二矩阵开关的控制寄存器的输入端相连，用于给所述第二矩阵开关的控制器寄存器输入控制数据。
5.根据权利要求1所述的RGBW型LED显示屏发光控制芯片，其特征在于，还包括计数器，所述计数器的输入端与时钟信号连接，所述计数器的输出端分别与所述第一移位寄存器、第二移位寄存器、第三移位寄存器和第四移位寄存器连接。
6.根据权利要求1所述的RGBW型LED显示屏发光控制芯片，其特征在于，所述第一移位寄存器、第二移位寄存器、第三移位寄存器和第四移位寄存器的输出端还分别与红色灯珠串行控制信号输出端SRDO、绿色灯珠串行控制信号输出端SGDO、蓝色灯珠串行控制信号输出端SBDO和白色灯珠串行控制信号输出端SWDO相连，所述红色灯珠串行控制信号输出端SRDO、绿色灯珠串行控制信号输出端SGDO、蓝色灯珠串行控制信号输出端SBDO和白色灯珠串行控制信号输出端SWDO分别与另一个发光控制芯片的红色灯珠串行控制信号输入端SRDI、绿色灯珠串行控制信号输入端SGDI、蓝色灯珠串行控制信号输入端SBDI和白色灯珠串行控制信号输出端SWDO连接，用于给所述另一个发光控制芯片输入串行控制信号。
7.根据权利要求1所述的RGBW型LED显示屏发光控制芯片，其特征在于，还包括放大器，所述放大器的输入端与使能LE端口相连，所述放大器的输出端与所述锁存器的输入端相连。
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