CN110782828A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种显示装置，所述显示装置包括：用于提供时钟同步信号的时钟串行总线；数据串行总线，用于传输待通讯数据；其中，所述待通讯数据包括串行通讯数据和总线通讯数据；多个通过所述时钟串行总线和所述数据串行总线级联的通讯装置以及与所述通讯装置连接的显示模块；其中，所述通讯装置包括用于实现总线通讯模式和串行通讯模式之间切换的总线模式/串行模式多路选择器；多个所述通讯装置通过所述总线模式/串行模式多路选择器实现在所述时钟同步信号下对所述待通讯数据的同步传送；所述通讯装置还用于接收所述串行通讯数据、并根据所述串行通讯数据输出串行控制信号以控制所述显示模块进行显示。本申请可实现多个显示模块的同步显示。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，特别是涉及一种显示装置。
背景技术
在计算机数据传输领域内，长期以来使用UART,SPI和I2C通信接口标准，尽管它们被广泛地使用，但却是一种低数据速率数据传输标准，随着计算机显示分辨率的提高(2k,4k,8k),大容量存储设备的发展，已无能力支持更高层次的设备之间的功能操作。现有通信接口标准的电路大都比较复杂并且与外围设备连接时不方便。同时传统的数据传输方式大多采用主从结构、寻址发送的方式来传输数据，所以可能导致数据在传输时信号延迟，进而影响数据在通讯装置和外围设备之间的同步传送。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种显示装置。
一种显示装置，所述显示装置包括：
时钟串行总线，用于为所述通讯控制链路提供时钟同步信号；
数据串行总线，用于传输待通讯数据；其中，所述待通讯数据包括串行通讯数据和总线通讯数据；
多个通过所述时钟串行总线和所述数据串行总线级联的通讯装置以及与所述通讯装置连接的显示模块；
其中，所述通讯装置包括总线模式/串行模式多路选择器，所述总线模式/串行模式多路选择器用于实现总线通讯模式和串行通讯模式之间的切换；多个所述通讯装置通过所述总线模式/串行模式多路选择器实现在所述时钟同步信号下对所述待通讯数据的同步传送；
所述通讯装置还用于接收所述串行通讯数据、并根据所述串行通讯数据输出控制信号以控制所述显示模块进行显示。
上述显示装置，通过使用两根信号线(时钟串行总线、数据串行总线)级联多个通讯装置，使得本申请实现起来更加简单，同时和显示模块进行连接时更加方便；进一步地，由于采用总线模式/串行模式多路选择器即可在通讯装置的内部实现总线通讯模式和串行通讯模式之间的切换，进而实现数据的同步传送，相较于传统模式采用主从结构、寻址发送等方式，避免了由于采用主从结构发送数据引起的信号延迟，进而影响数据在通讯装置和显示模块之间的同步传送等问题。
在其中一个实施例中，所述通讯装置还包括译码模块，所述译码模块用于在总线通讯模式下将所述总线通讯数据解码生成具有预设数据位数的命令数据；其中，所述命令数据由引导头、命令、参数构成。
在其中一个实施例中，所述总线模式/串行模式多路选择器还用于接收所述命令数据，并根据所述命令数据将所述通讯装置由总线通讯模式切换至串行通讯模式。
在其中一个实施例中，所述通讯装置还包括计数模块，所述计数模块用于对所述显示模块的个数、传输的所述数据位数进行接收计数，并在计数完成后生成锁存信号。
在其中一个实施例中，所述总线模式/串行模式多路选择器还用于接收所述锁存信号、并根据所述锁存信号将所述通讯装置由串行通讯模式切换至总线通讯模式。
在其中一个实施例中，所述通讯装置还包括总线数据接收移位寄存器和串行总线移位寄存器；
所述总线数据接收移位寄存器的输入端分别接所述时钟串行总线、所述数据串行总线；输出端接所述译码模块；用于接收并存储所述命令数据；
所述串行总线移位寄存器的输入端分别接所述时钟串行总线、所述数据串行总线；输出端接所述多路选择器的输入端；用于接收并存储所述待通讯数据。
在其中一个实施例中，所述通讯装置还包括配置寄存器，所述配置寄存器与所述译码模块连接，用于接收并存储所述参数；还用于配置输出至所述显示模块的电流。
在其中一个实施例中，所述通讯装置还包括输出控制模块，连接在所述串行总线移位寄存器与所述显示模块之间，用于控制输出至所述显示模块的输出电流大小。
在其中一个实施例中，所述通讯装置还包括恒流模块，连接在所述输出控制模块与所述显示模块之间，用于保持所述输出电流的恒定输出。
在其中一个实施例中，所述通讯装置还包括电流调整模块，所述电流调整模块与所述恒流模块连接，用于调整所述恒流模块输出的电流大小。
附图说明
图1为一实施例中的显示装置的示意图；
图2为另一实施例中的显示装置的原理示意图；
图3为一实施例中的命令数据的组成示意图；
图4为一实施例中的显示装置的仿真波形图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
请参阅图1，为一实施例中的通讯控制链路的示意图。该通讯控制链路用于实现数据的同步传送，可以包括：时钟串行总线SCLK，数据串行总线SDI，多个通过时钟串行总线SCLK和数据串行总线SDI级联的通讯装置10以及与通讯装置10连接的显示模块20。其中，通讯装置10包括总线模式/串行模式多路选择器110，总线模式/串行模式多路选择器110用于实现总线通讯模式和串行通讯模式之间的切换。时钟串行总线SCLK用于为通讯控制链路提供时钟同步信号。数据串行总线SDI用于传输待通讯数据；其中，待通讯数据包括串行通讯数据和总线通讯数据。多个通讯装置10通过总线模式/串行模式多路选择器110实现在时钟同步信号下对待通讯数据的同步传送。通讯装置10还用于接收串行通讯数据、并根据串行通讯数据输出控制信号以控制显示模块20进行显示。
上述实施例，通过使用两根信号线(时钟串行总线、数据串行总线)级联多个通讯装置，使得本申请实现起来更加简单，同时和显示模块进行连接时更加方便；进一步地，由于采用总线模式/串行模式多路选择器即可在通讯装置的内部实现总线通讯模式和串行通讯模式之间的切换，进而实现数据的同步传送，相较于传统模式采用主从结构、寻址发送等方式，避免了由于采用主从结构发送数据引起的信号延迟，进而影响数据在通讯装置和显示模块之间的同步传送等问题。
请参阅图2，为另一实施例中的显示装置的原理示意图。通讯装置10还可以包括译码模块120，译码模块120用于在总线通讯模式下将总线通讯数据解码生成具有预设数据位数的命令数据；其中，命令数据由引导头、命令、参数构成。其中，参数可以包括参数1和参数2，示例性地，请辅助参阅图3，为一实施例中的命令数据的组成示意图。本申请的命令数据可以由引导头、命令字、参数1、参数2构成40位的命令数据，其中，命令一般可以分为CODE＝1，CODE＝0。参数1和参数2可根据用户实际操作需要进行定义，本申请将参数1定义为连接显示模块个数，将参数2定义为显示长度。同时根据通讯装置10的功能需求，可以构造出不同的命令和参数。总线模式/串行模式多路选择器110也即是图2中的MUX，还用于接收译码模块120解码生成的命令数据，并根据命令数据将通讯链路由总线通讯模式切换至串行通讯模式。总线模式/串行模式多路选择器MUX实际是接收命令数据中的命令，根据命令来实现总线通讯模式与串行通讯模式之间的切换。由命令数据的构成可以看出，本申请取消了传统串行总线通讯中制约串行通讯速率的数据起始位、停止位发送模式，使得通讯装置的最大传送速率为系统时钟频率，可满足高速通讯的需求。经过测试验证，本申请的通讯装置的最大传送速率在20Mbps以上。
通讯装置10还可通过构建命令集来扩展多种功能；如通过发送一个令牌命令，使用串行通讯模式在每个通讯装置10中生成其物理地址，在总线通讯模式时可通过通讯装置10对应的地址，实现高速点对点，点对多点，寻址发送等操作；可通过把链路最终输出回路接到控制MCU,实现半双工工作模式下的应答机制；进一步地，还可通过增加一路数据串行总线，使用本申请的通讯装置10实现全双工工作模式。
显示模块20可以是多个颜色相同或者不同的LED(发光二极管)灯，示例性地，本申请采用三路输出，也即是一个通讯装置连接三个LED灯，可以理解，在具体实施的时候，其具体数量可以根据需要进行选择，可以是五个。同时输出管脚可以任意排列。
请继续参阅图2，通讯装置10还可以包括计数模块130。计数模块130用于对显示模块20的个数、传输的数据位数进行接收计数，并在计数完成后生成锁存信号。总线模式/串行模式多路选择器MUX还用于接收锁存信号、并根据锁存信号将通讯装置由串行通讯模式切换至总线通讯模式。具体地，计数模块130主要用于对显示模块20的个数和传输的数据位数进行接收计数，例如，通讯装置10连接了3个显示模块20分别是LED01，LED02，LED03，同时，传输的数据位数为40位，也即是命令数据的位数，当整个通讯装置处于串行通讯模式的时候，计数模块130就开始对显示模块20的个数和传输的数据位数进行计数，并在计数完成之后生成锁存信号，锁存，就是把信号暂存以维持某种电平状态。总线模式/串行模式多路选择器MUX接收到锁存信号之后，就自动将通讯控制链路由当前的串行通讯模式切换至总线通讯模式，重新开始接收下一次的命令数据。进一步地，计数模块130还可以包括计数单元131和显示控制单元132，计数单元用于对显示模块20的个数、传输的数据位数进行接收计数。显示控制单元132用于在计数完成后生成锁存信号，也就是图2中的LE。显示控制单元132还用于生成电流导通信号，也就是图2中的OE。
请继续参阅图2，通讯装置10还可以包括总线数据接收移位寄存器140和串行总线移位寄存器150；总线数据接收移位寄存器140的输入端分别接时钟串行总线SCLK，数据串行总线SDI；输出端接译码模块120；用于接收并存储命令数据。串行总线移位寄存器150的输入端分别接时钟串行总线SCLK，数据串行总线SDI；输出端接多路选择器110的输入端；用于接收并存储待通讯数据。串行总线移位寄存器150也即是图2中的FD1，FD2，FD3。其中，FD1，FD2，FD3为同一种移位寄存器，此处这样描述仅作区分。移位寄存器(shift register)是一种在若干相同时间脉冲下工作的以触发器为基础的器件，数据以并行或串行的方式输入到该器件中，然后每个时间脉冲依次向左或右移动一个比特，在输出端进行输出。
请继续参照图2，通讯装置10还可以包括配置寄存器160，配置寄存器160与译码模块120连接，用于接收并存储参数；还用于配置输出至显示模块20的电流。进一步地，配置寄存器160可以包括电流配置寄存器(图未标示)、显示模块寄存器(图未标示)以及显示长度寄存器(图未标示)。电流配置寄存器(图未标示)用于配置输出至显示模块20的输出电流。显示模块寄存器(图未标示)与计数模块130中的计数单元131连接，用于对显示模块20的数量进行存储。显示长度寄存器(图未标示)与计数模块130中的计数单元131连接，用于存储命令数据的数据位数。在本申请中，对命令数据中的参数1、参数2通过设置配置寄存器160进行存储，可以使得后续与其他外围设备连接时不需要对参数1和参数2进行重复定义，使本申请的显示装置操作起来更加简便。
请继续参照图2，通讯装置10还可以包括输出控制模块170，连接在串行总线移位寄存器150与显示模块20之间，用于控制输出至显示模块20的输出电流大小。其中，输出控制模块可以包括缓存寄存器172，与串行总线移位寄存器150连接，用于接收并存储所述串行通讯数据，缓存寄存器172也就是图2中的LRGB[2]，LRGB[1]以及LRGB[0]。其中，LRGB[2]，LRGB[1]以及LRGB[0]为同一种缓存寄存器件，此处这样描述仅作区分。导通单元171，连接在缓存寄存器172与显示模块20之间，用于接收电流导通信号、并根据电流导通信号控制输出至显示模块20的输出电流大小。导通单元171也就是图2中的OR，OB，OC。其中，OR，OB，OC为同一种导通单元，此处这样描述仅作区分。
请继续参照图2，通讯装置10还可以包括恒流模块180，连接在输出控制模块180与显示模块20之间，用于保持输出电流的恒定输出。基于LED灯的特性，在驱动LED灯进行显示的时候，需要恒流驱动，同时为了保持LED灯的发光更加稳定，也需要保证LED灯恒流驱动。
请继续参照图2，通讯装置10还可以包括电流调整模块190，电流调整模块190与恒流模块180连接，用于调整恒流模块180输出的电流大小。电流调整模块190可以弥补电流配置寄存器(图未标示)中的配置电流不能通过外部进行设置的问题。电流配置寄存器(图未标示)中的配置电流一般是根据出厂时厂家的设定，而设置电流调整模块190之后，用户就可以根据自身的需要对输出至LED灯的电流大小进行调节。
请继续参照图2，通讯装置10还可以包括晶体振荡器，晶体振荡器与译码模块120连接，用于为译码模块120提供内部时钟信号。时钟信号通过BUFF缓冲驱动后输出，各级联通讯装置10同步接收，切换命令的生成也可通过停止时钟，利用内部振荡器采样时钟停止的输入间隔产生，同样可生成切换命令。利用内部晶体振荡器时钟采样功能，可取消外部输入时钟，也就是时钟串行总线SCLK，在这种情况下，通讯装置可以采用RS232模式或PWM模式(占空比)传送，同样可实现总线模式/串行模式切换传送，这时整个通讯过程使用到的通讯线只有一根，也即是数据串行总线SDI。
基于上述，同时结合图2、图4，显示装置的原理为：总线数据接收移位寄存器140和串行总线移位寄存器150的数据输入和时钟输入均接在一起，通讯装置10和显示模块20与其他外围电路组成的显示系统在开机时一般均处于总线状态(BUSState＝1)，总线模式/串行模式多路选择器MUX选择SDI作为SDO输出，此时整个系统处于总线通讯模式接收状态。总线通讯模式时各通讯装置10同步接收命令数据，译码模块120将根据不同的命令数据要求译码。当通讯装置10接收到进入串行通讯模式的命令请求时，内部置BUSState＝0，总线模式/串行模式多路选择器MUX将SDO输出切换到串行总线移位寄存器150的输出inSDI,通讯装置10内部进入串行接收状态。进入串行总线通讯状态时，计数模块130根据通讯控制链路中通讯装置10级联的个数，以及每个通讯装置10要接收的数据位数(本申请为3位数据)进行接收计数，在完成对整个通讯控制链路级联通讯装置10的数据传送后，生成锁存信号LE输出数据到缓存寄存器172，也就是图4中的LRGB2，LRGB1，LRGB0。实现对各个级联通讯装置10的同步操作。进一步地，在请求串行通讯总线发送(ASKSend)命令(CODE＝1)之前，还可以根据需要发送多个不同的命令，在本申请中，设置了发送命令(CODE＝0)给配置寄存器160中的电流配置寄存器(图未标示)，生成WRCR脉冲配置显示装置内部的输出电流大小，在接收到待通讯数据之后，装置内部产生DispBegin脉冲，控制导通单元170根据配置的电流输出电流，通过恒流模块180驱动显示模块20进行发光，同时通讯装置10中的计数模块130开始计数，当计数到已定义“显示长度”之后，通讯装置10的显示控制单元132置OE＝1，使得整个装置停止输出电流。在完成接收数据后，通讯装置10内部置总线状态BUSState＝1，恢复到总线通讯模式接收状态，重新接收命令数据。
本申请的通讯装置10在总线通讯模式下发送命令及参数，请求切换到串行通讯模式，在串行通讯模式下进行数据同步传送，在数据传送期间，根据通讯装置内部配置的输出电流值控制显示模块20进行显示，在完成串行通讯后电路恢复到总线通讯模式下，以便再次接收命令和参数。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括：
时钟串行总线，用于为所述通讯控制链路提供时钟同步信号；
数据串行总线，用于传输待通讯数据；其中，所述待通讯数据包括串行通讯数据和总线通讯数据；
多个通过所述时钟串行总线和所述数据串行总线级联的通讯装置以及与所述通讯装置连接的显示模块；
其中，所述通讯装置包括总线模式/串行模式多路选择器，所述总线模式/串行模式多路选择器用于实现总线通讯模式和串行通讯模式之间的切换；多个所述通讯装置通过所述总线模式/串行模式多路选择器实现在所述时钟同步信号下对所述待通讯数据的同步传送；
所述通讯装置还用于接收所述串行通讯数据、并根据所述串行通讯数据输出控制信号以控制所述显示模块进行显示。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述通讯装置还包括译码模块，所述译码模块用于在总线通讯模式下将所述总线通讯数据解码生成具有预设数据位数的命令数据；其中，所述命令数据由引导头、命令、参数构成。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述总线模式/串行模式多路选择器还用于接收所述命令数据，并根据所述命令数据将所述通讯装置由总线通讯模式切换至串行通讯模式。
4.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述通讯装置还包括计数模块，所述计数模块用于对所述显示模块的个数、传输的所述数据位数进行接收计数，并在计数完成后生成锁存信号。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述总线模式/串行模式多路选择器还用于接收所述锁存信号、并根据所述锁存信号将所述通讯装置由串行通讯模式切换至总线通讯模式。
6.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述通讯装置还包括总线数据接收移位寄存器和串行总线移位寄存器；
所述总线数据接收移位寄存器的输入端分别接所述时钟串行总线、所述数据串行总线；输出端接所述译码模块；用于接收并存储所述命令数据；
所述串行总线移位寄存器的输入端分别接所述时钟串行总线、所述数据串行总线；输出端接所述多路选择器的输入端；用于接收并存储所述待通讯数据。
7.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述通讯装置还包括配置寄存器，所述配置寄存器与所述译码模块连接，用于接收并存储所述参数；还用于配置输出至所述显示模块的电流。
8.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述通讯装置还包括输出控制模块，连接在所述串行总线移位寄存器与所述显示模块之间，用于控制输出至所述显示模块的输出电流大小。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述通讯装置还包括恒流模块，连接在所述输出控制模块与所述显示模块之间，用于保持所述输出电流的恒定输出。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述通讯装置还包括电流调整模块，所述电流调整模块与所述恒流模块连接，用于调整所述恒流模块输出的电流大小。
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