CN106356022A - 一种用于显示屏的控制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于显示屏的控制装置及方法，其包括单片机模块、与单片机模块相连的点阵式显示模块、与单片机模块相连的非点阵式显示模块、以及与单片机模块相连的环境光检测模块，其中点阵式显示模块与非点阵式显示模块由单片机模块择一驱动。本发明满足节能降耗，满足不同硬件接口、不同通讯协议及网络应用，满足无线或有线的应用的场合，既能驱动8字码LED屏又能驱动标准LED点阵屏，首创性地将两种驱动软硬件结合起来，在同一控制板上的同一个嵌入式ARM芯片的控制下完成两种完全不同的电路结构的LED大屏幕显示驱动控制。

Description

一种用于显示屏的控制装置及方法
技术领域
本发明涉及一种用于显示屏的控制装置。
背景技术
LED点阵显示屏是集微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的大型显示屏系统。它利用发光二极管构成的点阵模块或像素单元组成可变面积的显示屏幕，以可靠性高、使用寿命长、环境适应能力强、性能价格比高、使用成本低等特点，在短短的十来年中，迅速成长为平板显示的主流产品，在信息显示领域得到了广泛的应用。它以其亮度高，寿命长，工作稳定可靠等优点而成为及户外作业显示的理想选择。
虽然LED点阵屏上显示内容丰富，可以同时显示数字、文本或图形，但是由于在同样显示字高的情况下，点阵屏使用的LED(发光二极管)数量要比非点阵屏(8字码)的LED使用的数量要多好几倍，这样不但多出的LED成本高很多，而且显示驱动电路成本也要高很多，电能的消耗也要高很多倍，所以在一些只要显示简单的数字或少量的英文字母的地方使用普通的8字码LED屏是非常合适的，而且经济的。
现在的点阵式大屏幕控制板只能驱动标准接口的点阵屏，不能驱动非点阵式显示屏，即8字码显示屏。反过来驱动8字码LED屏的控制板也不能驱动标准接口的点阵LED屏。因为这两种LED显示屏驱动方式差别巨大，不但显示扫描方式、更新频率、数据输出等不同，而且驱动电路的结构、工作电压也常常不同。
现在点阵式大屏幕只有RS232或RS485，没有CAN接口、以太网等有线接口，更没有WIFI、蓝牙等无线接口。并且现在工业应用场合越来越多使用网络控制和数据传输，需要把LED显示屏当成是某个网络中的一个节点成员，但目前市场上的控制板都是一对一控制显示，不适应网络使用的要求。
现在LED屏显示控制板都是靠主控设备发来命令来调节亮度的，或者根本没有亮度调节控制功能，而不是LED屏主动检测外界环境光的强度，自动根据环境调节显示亮度的。这样在较暗的环境中不但使人感觉刺眼，而且浪费电能，产生大量热，降低产品寿命和可靠性。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用于显示屏的控制装置及方法，自动根据环境调节显示亮度的，节约电能，提高产品寿命和可靠性。
根据本发明的一目的，本发明提出第一技术方案：一种用于显示屏的控制装置，包括单片机模块、与单片机模块相连的点阵式显示模块、与单片机模块相连的非点阵式显示模块、以及与单片机模块相连的环境光检测模块，其中点阵式显示模块与非点阵式显示模块由单片机模块择一驱动。
优选地，所述单片机模块包括单片机、以及外围电路，其中点阵与非点阵式显示模块的控制信号是复用的。
优选地，所述单片机为ARM处理器。
优选地，所述点阵式显示模块的接口包括2个型号为74HC245的芯片，非点阵式显示模块采用MOSFET管作为共阳的位驱动，而段驱动采用NPN三极管。
优选地，所述环境光检测模块包括光敏电阻CDS1、与光敏电阻CDS1的端口1相连且与单片机相连的VDD3.3信号、一端与光敏电阻CDS1的端口2相连且另一端与大地相连的接地电阻、一端与光敏电阻CDS1的端口2相连且与接地电阻并联的连接电阻、以及与连接电阻另一端相连的接地电容，其中连接电阻和接地电容的共同连接点与单片机的Light信号相连。
优选地，其还包括与单片机模块相连的接口模块，其中接口模块包括RS232、RS485、CAN、以太网、WIFI、蓝牙通讯接口。
根据本发明的另一目的，本发明提出第二技术方案：一种用于显示屏的控制方法，其包括：
第一步：判断选择信号是否为低电平，如果是低电平，单片机模块按点阵式显示模块的要求输出控制信号及驱动相应的点阵显示屏；如果是高电平，单片机模块按非点阵式显示模块的要求输出控制信号及驱动非点阵显示屏；其中点阵与非点阵式显示模块的控制信号是复用的；
第二步：当环境光越强时，环境光检测模块的输出电压就越高，反之越低；
第三步：输出电压反馈至单片机模块，单片机模块通过PWM的方式调节显示屏驱动的平均电压，如果环境光较暗，就降低这个平均电压，反之就提高平均电压；
第四步：平均电压输至显示屏至结束。
优选地，所述单片机模块与无线接口模块相连，其中该无线接口模块主动建立并管理一个无线网络，让其他同类设备加入这个无线网络来一起工作。
优选地，所述单片机模块与无线接口模块相连，其中该无线接口模块为一个子节点，与其他同类设备建立一个无线网络。
优选地，所述点阵式显示模块的接口包括2个型号为74HC245的芯片，非点阵式显示模块采用MOSFET管作为共阳的位驱动，而段驱动采用NPN三极管；所述环境光检测模块包括光敏电阻CDS1、与光敏电阻CDS1的端口1相连且与单片机相连的VDD3.3信号、一端与光敏电阻CDS1的端口2相连且另一端与大地相连的接地电阻、一端与光敏电阻CDS1的端口2相连且与接地电阻并联的连接电阻、以及与连接电阻另一端相连的接地电容，其中连接电阻和接地电容的共同连接点与单片机的Light信号相连。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
满足节能降耗，满足不同硬件接口、不同通讯协议及网络应用，满足无线或有线的应用的场合，既能驱动8字码LED屏又能驱动标准LED点阵屏，首创性地将两种驱动软硬件结合起来，在同一控制板上的同一个嵌入式ARM芯片的控制下完成两种完全不同的电路结构的LED大屏幕显示驱动控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中单片机模块的示意图；
图2为本发明中点阵式显示模块的示意图；
图3为本发明中非点阵式显示模块的示意图；
图4为本发明中环境光检测模块的示意图；
图5为本发明中无线接口模块的示意图。
具体实施方式
下面将通过具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1-5，本发明提供一种用于显示屏的控制装置，包括单片机模块、与单片机模块相连的点阵式显示模块、与单片机模块相连的非点阵式显示模块、以及与单片机模块相连的环境光检测模块。显示屏优选为LED显示屏。
单片机模块包括单片机、以及外围电路。单片机为ARM处理器，为STM系列。点阵式显示模块的接口包括2个型号为74HC245的芯片，非点阵式显示模块采用MOSFET管作为共阳的位驱动，位的控制信号与点阵式显示模块的控制信号公用，段驱动采用NPN三极管，其控制信号与点阵式的其他信号公用，也就是说点阵与非点阵显示模块的控制信号是完全复用的。环境光检测模块包括光敏电阻CDS1、与光敏电阻CDS1的端口1相连且与单片机相连的VDD3.3信号、一端与光敏电阻CDS1的端口2相连且另一端与大地相连的接地电阻R10、一端与光敏电阻CDS1的端口2相连且与接地电阻R10并联的连接电阻R9、以及与连接电阻R9另一端相连的接地电容C017，其中连接电阻R9和接地电容C017的共同连接点与单片机的Light信号相连。
本发明进一步包括与单片机模块相连的接口模块，其中接口模块包括RS232、RS485、CAN、以太网、WIFI、蓝牙等有线或无线通讯接口，其中无线接口模块包括WIFI及蓝牙芯片，如图5所示，其可主动建立并管理一个无线网络，让其他同类设备加入这个无线网络来一起工作，无需借助外部任何无线网络；当然也可以当成一个子节点加入其他设备建立和管理的一个无线网络。由此通过接口模块获取点阵式显示模块或非点阵式显示模块的显示内容。
单片机对获取的显示内容进行变换处理后，通过点阵式显示模块的标准08接口输送到点阵式显示模块的灯板上来控制显示驱动电路，按照用户指定显示方式和显示位置来显示数字或图文，同时单片机也可非点阵式显示模块输送到非点阵式显示模块的灯板上来控制各个LED的亮灭，按照用户指定显示方式和显示位置来显示数字或少数的英文字母。单片机通过环境光检测模块来识别环境的明亮程度，进而自动调节显示屏的亮度，同时单片机也会根据是否收到有效的显示内容来自动进入显示待机状态。单片机通过IO开关量输入可以接受外部无线或有线输入的开关量信号，并通过单片机处理后通过各种接口电路转发给主控设备。
单片机模块检测CS_8LED引脚，如果是低电平，单片机模块按点阵式显示模块的要求输出各种控制信号、驱动相应的点阵LED显示屏；如果CS_8LED是高电平，单片机模块按非点阵式显示模块的要求输出各种控制信号、驱动相应的8字码LED显示屏；其中点阵与非点阵式显示模块的控制信号是复用的，但驱动电路有所不同。当环境光越强时，环境光检测模块中接地电容C017上的输出电压就越高；反之越低，模数转换单元把这一电压模拟量信号转为数字量告诉单片机模块，现在显示屏所处的环境的明亮程度，单片机模块通过PWM的方式调节显示屏驱动的平均电压，如果环境光较暗，就降低这个平均电压，从而降低显示屏的显示亮度，反之就提高平均电压，提高显示屏的显示亮度。
当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于显示屏的控制装置，其特征在于包括单片机模块、与单片机模块相连的点阵式显示模块、与单片机模块相连的非点阵式显示模块、以及与单片机模块相连的环境光检测模块，其中点阵式显示模块与非点阵式显示模块由单片机模块择一驱动。
2.如权利要求1所述的一种用于显示屏的控制装置，其特征在于：所述单片机模块包括单片机、以及外围电路，其中点阵与非点阵式显示模块的控制信号是复用的。
3.如权利要求2所述的一种用于显示屏的控制装置，其特征在于：所述单片机为ARM处理器。
4.如权利要求2或3所述的一种用于显示屏的控制装置，其特征在于：所述点阵式显示模块的接口包括2个型号为74HC245的芯片，非点阵式显示模块采用MOSFET管作为共阳的位驱动，而段驱动采用NPN三极管。
5.如权利要求4所述的一种用于显示屏的控制装置，其特征在于：所述环境光检测模块包括光敏电阻CDS1、与光敏电阻CDS1的端口1相连且与单片机相连的VDD3.3信号、一端与光敏电阻CDS1的端口2相连且另一端与大地相连的接地电阻、一端与光敏电阻CDS1的端口2相连且与接地电阻并联的连接电阻、以及与连接电阻另一端相连的接地电容，其中连接电阻和接地电容的共同连接点与单片机的Light信号相连。
6.如权利要求1或2或3所述的一种用于显示屏的控制装置，其特征在于还包括与单片机模块相连的接口模块，其中接口模块包括RS232、RS485、CAN、以太网、WIFI、蓝牙通讯接口。
7.一种用于显示屏的控制方法，其特征在于其包括：
第一步：判断选择信号是否为低电平，如果是低电平，单片机模块按点阵式显示模块的要求输出控制信号及驱动相应的点阵显示屏；如果是高电平，单片机模块按非点阵式显示模块的要求输出控制信号及驱动非点阵显示屏；其中点阵与非点阵式显示模块的控制信号是复用的；
第二步：当环境光越强时，环境光检测模块的输出电压就越高，反之越低；
第三步：输出电压反馈至单片机模块，单片机模块通过PWM的方式调节显示屏驱动的平均电压，如果环境光较暗，就降低这个平均电压，反之就提高平均电压；
第四步：平均电压输至显示屏至结束。
8.如权利要求7所述的一种用于显示屏的控制方法，其特征在于所述单片机模块与无线接口模块相连，其中该无线接口模块主动建立并管理一个无线网络，让其他同类设备加入这个无线网络来一起工作。
9.如权利要求7所述的一种用于显示屏的控制方法，其特征在于所述单片机模块与无线接口模块相连，其中该无线接口模块为一个子节点，与其他同类设备建立一个无线网络。
10.如权利要求7或8或9所述的一种用于显示屏的控制方法，其特征在于：所述点阵式显示模块的接口包括2个型号为74HC245的芯片，非点阵式显示模块采用MOSFET管作为共阳的位驱动，而段驱动采用NPN三极管；所述环境光检测模块包括光敏电阻CDS1、与光敏电阻CDS1的端口1相连且与单片机相连的VDD3.3信号、一端与光敏电阻CDS1的端口2相连且另一端与大地相连的接地电阻、一端与光敏电阻CDS1的端口2相连且与接地电阻并联的连接电阻、以及与连接电阻另一端相连的接地电容，其中连接电阻和接地电容的共同连接点与单片机的Light信号相连。
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