CN108834268A - 一种景观灯系统及其端口复用的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种景观灯系统及其端口复用的方法，包括电源、控制器和多个景观灯模组，所述景观灯模组由控制模块和显示模块组成，所述控制模块采用同一组端口连接显示模块和下一个景观灯模组的控制模块，所述控制模块内部设置有控制芯片。本发明景观灯系统通过控制模块对显示模块和下一个控制模块采用同一组端口控制，将控制芯片最基本的10个引脚缩减到9个及以下，使控制芯片能够正常封装在ESOP8、SOP8等小封装内，以满足特定场合对灯具外形结构的特殊要求。

Description

一种景观灯系统及其端口复用的方法
技术领域
本发明涉及景观灯技术领域，尤其涉及一种景观灯系统及其端口复用的方法。
背景技术
目前，景观灯在美化城市环境、提高观瞻水平、促进旅游消费、丰富文化生活等方面发挥了重要作用。随着景观灯应用场合的增加，对景观灯的要求也产生了新的变化。在高端楼宇和桥梁等应用场合，受外部美观和安装空间的限制，对景观灯的外形结构，特别是宽度提出了更为严格的要求。而景观灯灯条的宽度受灯具内部PCB灯板宽度的限制。
现有景观灯控制系统在只实现基本功能的情况下，其核心控制芯片也只能缩减到10个端口，而通用方案则采用SOP16封装，因芯片体积较大而无法满足特定窄灯条方案的要求。市面上有尝试采用TSSOP10的小间距封装来提供解决方案，但小间距封装在现有景观PCB生产工艺水平下良率偏低而无法得到推广。如果采用更高的PCB生产工艺则必然导致生产成本的增加，大大降低产品在市场上的有效竞争力。
因此，有必要进行研究开发，以提供一种解决上述目前现有技术存在缺陷的技术方案，解决现有景观灯灯条的宽度受灯具内部芯片体积较大而无法满足特定窄灯条方案的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种景观灯系统及其端口复用的方法，通过端口分时复用的方法缩减了控制芯片的端口数量，保证了控制芯片可以被封装在ESOP8等小封装里面，解决了现有景观灯灯条的宽度受灯具内部芯片体积较大而无法满足特定窄灯条方案的缺陷。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种景观灯系统，包括电源、控制器和多个景观灯模组，所述电源分别与每一个景观灯模组连接，同时每一个景观灯模组通过控制器的数据总线并接在一起，所述景观灯模组由控制模块和显示模块组成，所述控制模块的控制输出同时连接有显示模块和下一个景观灯模组的控制模块，所述控制模块采用同一组端口连接显示模块和下一个景观灯模组的控制模块，所述控制模块内部设置有控制芯片。
进一步地，所述显示模块有两种组合模式，一种是由单独的LED模块组成；另一种是由显示驱动模块并联LED模块组成。
进一步地，所述控制芯片上设置有电源端口、接地端口、地址标志输入端、地址标志输出端、显示驱动端口、数据输入端，所述电源端口连接电源，所述数据输入端与控制器数据总线连接，所述地址标志输出端连接下一个控制芯片的地址标志输入端，所述地址标志输出端与显示驱动端口复用。
进一步地，所述控制芯片上还设置有数据转发输出端，所述地址标志输出端与数据转发输出端复用。
进一步地，所述控制芯片包括数据帧识别单元、显示数据解码单元、显示控制单元、地址标志单元、地址数据解码控制单元、地址数据存储单元、地址标志发送单元、端口复用控制单元。
进一步地，所述控制芯片包括数据帧识别单元、显示数据解码单元、显示控制单元、地址标志单元、地址数据解码控制单元、地址数据存储单元、地址标志发送单元、端口复用控制单元、显示驱动单元和显示数据转发单元。
一种景观灯系统端口复用的方法，所述端口包括显示驱动端口、地址标志输出端、数据转发输出端，所述端口复用控制单元的输入端连接有数据帧识别单元，所述端口复用控制单元根据数据帧识别单元识别的数据帧来选择端口。
进一步地，所述控制器发送地址数据帧时，控制芯片关闭显示驱动端口并通过端口复用控制单元选择地址标志输出端执行地址输出功能。
进一步地，所述控制芯片解码地址数据帧并将有效的地址存入地址数据存储单元，存储完成后地址数据解码控制单元将地址标志输出端配置为高电平。
进一步地，所述控制器发送显示数据帧时，控制芯片关闭地址标志输出端，所述端口复用控制单元选择显示驱动端口来更新显示控制端口的输出。
相较于现有技术，本发明景观灯系统通过控制模块对显示模块和下一个控制模块采用同一组端口控制，将控制芯片最基本的10个引脚缩减到9个及以下，使控制芯片能够正常封装在ESOP8、SOP8等小封装内，以满足特定场合对灯具外形结构的特殊要求，同时，在保证了生产良率和不增加产品成本的前提下为景观灯PCB方案向更小更窄的灯条方向发展提供了解决方案。
附图说明
图1为本发明景观灯系统的结构图；
图2为本发明景观灯模组控制模块的一个实施例结构图；
图3为图2控制模块的的原理框图；
图4为本发明景观灯模组控制模块的另一个实施例结构图；
图5为图4控制模块的的原理框图。
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合附图及具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
如图1所示，本发明提供一种景观灯系统，包括电源、控制器和多个顺序排列的景观灯模组，所述电源分别与每一个景观灯模组连接，同时每一个景观灯模组通过控制器的数据总线并接在一起；所述景观灯模组由控制模块和显示模块组成，所述控制模块的控制输出同时连接有显示模块和下一个景观灯模组的控制模块，所述控制模块采用同一组端口控制显示模块和下一个景观灯模组的控制模块，从而达到节省控制模块中端口数量的目的，有效缩减了控制模块的端口数量，在不增加成本的条件下为市场窄灯条需求提供了解决方案，所述控制模块内部设置有控制芯片，所述控制器通过数据总线向控制芯片发送地址数据帧或者显示数据帧，所述显示模块有两种组合模式：一种是由单独的LED模块组成，另一种是由显示驱动模块并联LED模块组成，所述显示模块的多组合模式为用户多样化解决方案的选择提供了便利。
如图2所示，提供了本发明景观灯模组控制模块的一个实施例结构图，所述控制模块包括控制芯片U1、电容C1、电阻R1～4，所述电阻R1的一端作为控制模块的电源输入端、另一端与电容C1一端共接于控制芯片U1的电源端口VDD，所述电容C1的另一端与控制芯片U1的GND端共接于地。所述电阻R2一端与控制芯片U1数据输入端口DIN连接在一起、另一端作为控制模块的数据输入端口与控制器数据总线连接在一起。另外，如虚线框所示，所述控制芯片U1也可组成AB差分数据端口通过电阻R2、R3与控制器数据总线相连。所述电阻R4一端与控制芯片U1的地址标志输入端AFI连接在一起、另一端作为控制模块的地址标志输入端，所述控制芯片U1的显示驱动端口OUT1～4与地址标志输出端AFO复用，如图2中的AFO与OUT4复用在一起，但在实际应用中，AFO可根据具体应用需求与OUT1～4中的任一端口复用，不仅仅受限制于OUT4端口复用。
具体地，如图3所示，提供了图2所示控制模块的控制芯片U1原理框图，所述控制芯片U1包括数据帧识别单元、显示数据解码单元、显示控制单元、地址标志单元、地址数据解码控制单元、地址数据存储单元、地址标志发送单元、端口复用控制单元；
所述数据帧识别单元识别并存储数据总线传输过来的数据，若为地址数据帧，则选通地址数据解码控制单元，同时控制端口复用控制单元配置为地址标志输出端功能，所述地址数据解码控制单元根据地址标志单元的有效结果开始解码地址数据帧数据，解码完成后将有效地址数据存入地址数据存储单元，同时通过地址标志发送单元将有效状态传递到端口复用控制单元，引导下一个控制芯片开始解码地址数据帧。若为显示数据帧，则选通显示数据解码单元，同时控制端口复用控制单元配置为显示驱动输出端功能，显示数据解码单元解码显示数据后将控制信号通过显示控制单元传递到端口复用控制单元，驱动显示模块实现各种各样的显示效果。
如图4所示，提供了本发明景观灯模组控制模块的另一个实施例结构图，所述控制模块包括控制芯片U1、电容C1、电阻R1～4，所述电阻R1的一端作为控制模块的电源输入端、另一端与电容C1一端共接于控制芯片U1的电源端口VDD，所述电容C1的另一端与控制芯片U1的GND端共接于地。所述电阻R2一端与控制芯片U1数据输入端口DIN连接在一起、另一端作为控制模块的数据输入端口与控制器数据总线连接在一起。另外，如虚线框所示，所述控制芯片U1也可组成AB差分数据端口通过电阻R2、R3与控制器数据总线相连。所述电阻R4一端与控制芯片U1的地址标志输入端AFI连接在一起、另一端作为控制模块的地址标志输入端，所述控制芯片U1的显示驱动端口OUT1～3用于驱动显示模块，所述控制芯片U1的地址标志输出端AFO与数据转发输出端DO复用，有效缩减了景观灯系统控制模块的端口数量。
具体地，如图5所示，提供了图4所示控制模块的控制芯片U1原理框图，所述控制芯片U1包括数据帧识别单元、显示数据解码单元、显示控制单元、显示驱动单元、显示数据转发单元、地址标志单元、地址数据解码控制单元、地址数据存储单元、地址标志发送单元、端口复用控制单元；
所述数据帧识别单元识别并存储数据总线传输过来的数据，若为地址数据帧，则选通地址数据解码控制单元，同时控制端口复用控制单元配置为地址标志输出端功能，所述地址数据解码控制单元根据地址标志单元的有效结果开始解码地址数据帧数据，解码完成后将有效地址数据存入地址数据存储单元，同时通过地址标志发送单元将有效状态传递到端口复用控制单元，引导下一个控制芯片开始解码地址数据帧。若为显示数据帧，则选通显示数据解码单元，同时控制端口复用控制单元配置为显示数据转发输出端功能，显示数据解码单元解码自身显示数据后将控制信号通过显示控制单元传递到显示驱动单元，以驱动显示模块实现各种各样的显示效果，同时通过显示数据转发单元将后续数据传递到显示数据转发输出端，供后一级串联芯片使用。
具体地，所述数据帧识别单元与数据总线连接用于识别控制器所发送的数据，所述地址标志单元单元与地址标志输入端AFI连接，所述地址数据解码控制单元和显示数据解码单元分别与数据帧识别单元连接用于解码数据帧识别单元识别出来的数据帧，所述地址数据存储单元与地址数据解码控制单元连接用于存储解码后的有效地址，所述地址标志发送单元、显示控制单元的输入端分别连接地址数据解码控制单元、显示数据解码单元用于接收传输过来的地址数据和显示数据，所述端口复用控制单元的输入端连接有数据帧识别单元，所述端口复用控制单元根据数据帧识别单元识别的地址数据帧或者显示数据帧来选择地址标志输出端AFO或者显示驱动端口OUT1～4、数据转发输出端DO。
具体地，当所述控制器发送地址数据帧时，挂接在数据总线上的所有控制芯片通过数据帧识别单元识别控制器所发送的数据帧为地址数据帧，此时所有控制芯片均会关闭显示驱动端口并通过端口复用控制单元选择地址标志输出端AFO执行地址输出功能，同时将地址标志输出端AFO配置为低电平，结合图1可以看到，除了与控制器连接的第一个控制芯片外、其他控制芯片的地址标志输入端AFI均与上一个控制芯片的地址标志输出端AFO相连，因此，除了第一个控制芯片因为地址标志输入端AFI悬空而处于不为低电平状态、其他控制芯片地址标志输出端AFO都被上一个控制芯片的地址标志输入端AFI置为低电平；
接下来，第一个控制芯片将开始解码数据总线发送过来的地址数据帧并将有效的地址存入地址数据存储单元，存储完成后地址数据解码控制单元将地址标志输出端AFO配置为高电平，因此第二个控制芯片的地址标志输入端AFI被拉为高电平，此时第二个控制芯片开始解码数据总线发送过来的地址数据帧并将有效的地址存入地址数据存储单元，依此类推，直到第N个控制芯片完成地址数据帧的解码，这样每一个景观灯模组的控制芯片都被配置了一个地址数据。
具体地，当所述控制器发送显示数据帧时，挂接在数据总线上的控制芯片通过数据帧识别单元识别控制器所发送的数据帧为显示数据帧，此时所有控制芯片均会关闭地址标志输出端AFO，每一个控制芯片将根据自身被配置的地址数据从数据总线上截取不同位置的显示数据帧，然后通过显示数据解码单元解码显示数据帧得到显示数据，最后通过端口复用控制单元选择驱动输出端功能，显示数据解码单元解码显示数据后将控制信号通过显示控制单元传递到端口复用控制单元，驱动显示模块实现各种各样的显示效果；
在本发明另一实施例中，所述显示数据解码单元解码显示数据帧得到显示数据后，通过端口复用控制单元选择显示数据转发输出端功能，显示数据解码单元解码自身显示数据后将控制信号通过显示控制单元传递到显示驱动单元，以驱动显示模块实现各种各样的显示效果，同时通过显示数据转发单元将后续数据传递到显示数据转发输出端，供后一级串联芯片使用。
本发明提供一种景观灯系统及其端口复用的方法，通过每个景观灯模组中控制芯片之间的特定接法，经由控制芯片内部端口复用控制单元的逻辑控制切换以实现外部引脚的分时复用，将控制芯片最基本的10个引脚缩减到9个及以下，使控制芯片能够正常封装在ESOP8、SOP8等小封装内，以满足特定场合对灯具外形结构的特殊要求。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种景观灯系统，包括电源、控制器和多个景观灯模组，所述电源分别与每一个景观灯模组连接，同时每一个景观灯模组通过控制器的数据总线并接在一起，其特征在于：所述景观灯模组由控制模块和显示模块组成，所述控制模块的控制输出同时连接有显示模块和下一个景观灯模组的控制模块，所述控制模块采用同一组端口连接显示模块和下一个景观灯模组的控制模块，所述控制模块内部设置有控制芯片。
2.根据权利要求1所述的景观灯系统，其特征在于：所述显示模块有两种组合模式，一种是由单独的LED模块组成；另一种是由显示驱动模块并联LED模块组成。
3.根据权利要求1所述的景观灯系统，其特征在于：所述控制芯片上设置有电源端口、接地端口、地址标志输入端、地址标志输出端、显示驱动端口、数据输入端，所述电源端口连接电源，所述数据输入端与控制器数据总线连接，所述地址标志输出端连接下一个控制芯片的地址标志输入端，所述地址标志输出端与显示驱动端口复用。
4.根据权利要求3所述的景观灯系统，其特征在于：所述控制芯片上还设置有数据转发输出端，所述地址标志输出端与数据转发输出端复用。
5.根据权利要求3所述的景观灯系统，其特征在于：所述控制芯片包括数据帧识别单元、显示数据解码单元、显示控制单元、地址标志单元、地址数据解码控制单元、地址数据存储单元、地址标志发送单元、端口复用控制单元。
6.根据权利要求4所述的景观灯系统，其特征在于：所述控制芯片包括数据帧识别单元、显示数据解码单元、显示控制单元、地址标志单元、地址数据解码控制单元、地址数据存储单元、地址标志发送单元、端口复用控制单元、显示驱动单元和显示数据转发单元。
7.一种如权利要求6所述的景观灯系统端口复用的方法，所述端口包括显示驱动端口、地址标志输出端、数据转发输出端，其特征在于：所述端口复用控制单元的输入端连接有数据帧识别单元，所述端口复用控制单元根据数据帧识别单元识别的数据帧来选择端口。
8.根据权利要求7所述的景观灯系统端口复用的方法，其特征在于：所述控制器发送地址数据帧时，控制芯片关闭显示驱动端口并通过端口复用控制单元选择地址标志输出端执行地址输出功能。
9.根据权利要求8所述的景观灯系统端口复用的方法，其特征在于：所述控制芯片解码地址数据帧并将有效的地址存入地址数据存储单元，存储完成后地址数据解码控制单元将地址标志输出端配置为高电平。
10.根据权利要求7所述的景观灯系统端口复用的方法，其特征在于：所述控制器发送显示数据帧时，控制芯片关闭地址标志输出端，所述端口复用控制单元选择显示驱动端口来更新显示控制端口的输出。
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