CN110955627A - 一种双屏显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种双屏显示器，其包括显示驱动板和两个EDP显示屏，所述显示驱动板包括Type C接口、Micro USB接口、PD协议控制器、MCU、码流分配器、电源模块和两个EDP接口，所述Type C接口用于接入外部Type C信号，所述PD协议控制器与所述Type C接口相连接，所述码流分配器分别与所述PD协议控制器和所述两个EDP接口相连接，所述两个EDP接口分别与所述两个EDP显示屏相连接，所述电源模块分别与所述Type C接口和所述Micro USB接口相连接。上述显示器具有成本低且易于扩展的优点。
Description
技术领域
本发明属于显示器领域，尤其涉及一种具有Type C接口的双屏显示器。
背景技术
多屏扩展在游戏，办公领域均有很多的应用需求，但目前市场上基本上产品都只支持单屏扩展应用，尚无双屏扩展产品，无法满足用户的显示屏扩展需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有Type C接口的双屏显示器，从而满足用户的显示屏扩展需求。
本发明实施例中，提供了一种双屏显示器，其包括显示驱动板和两个EDP显示屏，所述显示驱动板包括Type C接口、Micro USB接口、PD协议控制器、MCU、码流分配器、电源模块和两个EDP接口，所述Type C接口用于接入外部Type C信号，所述PD协议控制器与所述Type C接口相连接，用于将外部接入的Type C信号转换为DP信号，所述MCU用于对所述PD协议控制器进行配置，所述码流分配器分别与所述PD协议控制器和所述两个EDP接口相连接，用于将所述PD协议控制器输出的DP信号分发给所述两个EDP接口，所述两个EDP接口分别与所述两个EDP显示屏相连接，所述电源模块分别与所述Type C接口和所述Micro USB接口相连接，用于将通过所述Type C接口和所述Micro USB接口接入的电源转换为所述显示驱动板所需的直流电源以及所述EDP显示屏所需的背光电源。
本发明实施例中，所述PD协议控制器采用硅谷数模半导体公司的芯片ANX7327。
本发明实施例中，所述码流分配器采用Megachips公司的芯片STDP4320。
本发明实施例中，所述MCU采用新唐公司的芯片NUC123ZD4AN0，
本发明实施例中，所述MCU通过I2C总线与所述PD协议控制器相连接。
本发明实施例中，所述电源模块包括系统电源电路和背光电源电路。
本发明实施例中，所述系统电源电路与所述Type C接口的接入电源相连接，其包括三个降压电路，其中，两个降压电路分别用于将所述Type C接口的接入电源转换为3.3V，另一个降压电路用于将所述Type C接口的接入电源转换为1.2V。
本发明实施例中，所述背光电源电路包括一个选择电路和两个升压电路，所述选择电路分别与所述Type C接口的接入电源和所述Micro USB接口的接入电源相连接，用于选择接入电源，所述两个升压电路用于将所述Type C接口的接入电源或所述Micro USB接口的接入电源转换为12V电源，并分别提供给所述两个EDP显示屏。
本发明实施例中，所述两个升压电路都采用升压芯片STI3508来实现。
本发明实施例中，所述显示驱动板上还包括光感应电路，所述光感应电路与所述MCU相连接，用于将检测到的环境光信号发送给所述MCU，所述MCU用于根据环境光信号控制所述EDP显示屏的亮度。
与现有技术相比较，本发明的双屏显示器中包括显示驱动板和两个EDP显示屏，所述显示驱动板包括Type C接口、Micro USB接口、PD协议控制器、MCU、码流分配器、电源模块和两个EDP接口，通过所述Type C接口的dp alternate工作模式，使具有全功能Type C输出的手机和电脑可以通过一条普通的Type C线缆连接此双屏显示器，极大的降低了连接成本，省掉的元器件也使显示器的结构设计更轻薄化；还支持与主电脑的显示屏同屏显示，或者扩展显示，提高办公效率，丰富娱乐内容。
附图说明
图1是本发明实施例的双屏显示器的结构示意图。
图2是本发明实施例的Type C接口的示意图。
图3是本发明实施例的Micro USB接口的示意图。
图4是本发明实施例的PD协议控制器的示意图。
图5是本发明实施例的码流分配器的示意图。
图6是本发明实施例中码流分配器的两个DP输出口的示意图。
图7是本发明实施例的码流分配器的一种设置模式的示意图。
图8是本发明实施例的码流分配器的另一种设置模式的示意图。
图9是本发明实施例的两个EDP接口的示意图。
图10是本发明实施例的MCU的示意图。
图11是本发明实施例的光感应电路的示意图。
图12是本发明实施例的选择电路的示意图。
图13是本发明实施例的两个升压电路的示意图。
图14是本发明实施例的两个降压电路的示意图。
图15是本发明实施例的一个降压电路的示意图。
缩略词及专业术语说明如下：
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细描述。
如图1所示，本发明实施例中，提供了一种双屏显示器，其包括显示驱动板和两个EDP显示屏，所述显示驱动板包括Type C接口、Micro USB接口、PD协议控制器、MCU、码流分配器、电源模块、光感应电路和两个EDP接口，所述Type C接口用于接入外部Type C信号，所述PD协议控制器与所述Type C接口相连接，用于将外部接入的Type C信号转换为DP信号，所述MCU用于对所述PD协议控制器进行配置，所述码流分配器分别与所述PD协议控制器和所述两个EDP接口相连接，用于将所述PD协议控制器输出的DP信号分发给所述两个EDP接口，所述两个EDP接口分别与所述两个EDP显示屏相连接，所述电源模块分别与所述Type C接口和所述Micro USB接口相连接，用于将通过所述Type C接口和所述Micro USB接口接入的电源转换为所述显示驱动板所需的直流电源以及所述EDP显示屏所需的背光电源。所述光感应电路与所述MCU相连接。所述电源模块包括系统电源电路和背光电源电路。
如图2所示，所述Type C接口U1，是一个全功能Type C输入接口，总共24脚。其中，A02/A03,B02/B03,A10/A11,B10/B11为高速信号引脚，网络标号为SSTX1/RX1,SSTX2/RX2,Type C线缆中的Displayport信号的音视频就是通过这四对引脚进入所述显示驱动板，连接到下级的PD协议控制器的SSRX1/RX2和SSTX2/RX2。A8/B8脚为Displayport协议信号传输引脚，网络标号SBU1/2_AUX,接到下级的PD协议控制器的SBU脚，用以访问Displayport终端的DPCD地址，传输EDID，做link training。A05/B05脚是Type C的CC引脚，网络标号CC1,CC2,接到下级的PD协议控制器的CC脚,用以传输USBPD协议。A04/B04/A09/B09为电源引脚，网络标号为VBUS_UTC，电脑或手机的5V直流电源通过这四个引脚进入显示驱动板，这四个脚最大可以支持5A电流，但受限于电脑和手机的输出能力，一般电流为1.5A以下。另外，为了增强设备防静电能力，还可在Type C的接口的信号和电源引脚上都增加ESD器件，使设备的防静电能力达到接触级8KV，空气级15KV。
如图3所示，所述Micro USB接口J4的作用是如果有些电脑或手机的TypeC输出电流能力只有4.5W(5V*900Ma)时,只靠Type C口的电力是无法驱动此显示器的，此时需要额外从所述Micro USB接口J4接入USB电源，可以是电脑的USB口或者普通USB充电器。所述Micro USB接口J4的1脚为5V直流电源输入脚。此外，此Micro USB口J4的2,3,4脚连接到所述MCU的ISP下载脚，方便在不拆开机身的情况下也可以对MCU代码进行升级。
如图4所示，所述PD协议控制器采用了硅谷数模半导体公司的芯片ANX7327，这颗芯片的特点是集成了PD协议控制以及高速信号切换开关为一体。相比分立的PD芯片+高速信号切换开关芯片更省成本，应用更简单。当Type C线缆插入后，芯片ANX7327会自动监测CC1和CC2上的电压，因为CC1和CC2上内部有5.1K下拉电阻，如果是正向插入，与源端的CC的上拉电阻分压后，则CC1电平为0.9V，CC2电平为0V，如果是反向插入，则CC1电平为0V，CC2电平为0.9V，根据CC1和CC2的电平状态，芯片ANX7327自动切换内部高速开关。正向插入时，内部高速开关通路如下：
SSTX2P→DPRX0_ML_L0P，SSTX2N→DPRX0_ML_L0N
SSRX2P→DPRX0_ML_L1P，SSRX2N→DPRX0_ML_L1N
SSRX1P→DPRX0_ML_L2P，SSRX1N→DPRX0_ML_L2N
SSTX1P→DPRX0_ML_L3P，SSTX1N→DPRX0_ML_L3N
反向插入时，内部高速开关通路如下：
SSTX1P→DPRX0_ML_L0P，SSTX1N→DPRX0_ML_L0N
SSRX1P→DPRX0_ML_L1P，SSRX1N→DPRX0_ML_L1N
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芯片ANX7327的HPD口为输入口，接收来自于后级DP多码流解析芯片的HPD输出信号，也就是DP_HPD信号，当这个信号被拉高后，会触发芯片ANX7327发出Attention的PDmessage,由此将HPD物理信号转换为协议信号发送到电脑端或手机端，告知发送端需要进入到DP alternate mode,开始进行DP传输。芯片ANX7327的DM,DP两个脚具有USB2.0功能，连接到Type C接口的A6/A7,B6/B7,可以通过这两个脚对芯片ANX7327内部固件进行升级。VBUS_SENSE引脚连接芯片7327内部的ADC，外部接的是348K上拉到VBUS_UTC以及49.9K下拉到地，通过这两个分压电阻，当测到电压高于0.4V，换算到VBUS_UTC高于3.3V时，表示有Type C源端插入，触发芯片ANX7327进入工作状态。第47脚为I2C地址选择脚，芯片ANX7327可以根据这个脚的电平状态确定I2C地址。
如图5所示，所述码流分配器采用Megachips公司的DP多码流分配器STDP4320实现。这颗芯片支持DP1.2的MST输入，可以扩展多达8路的视频流，支持2 port DP1.2输出，分辨率最高可达4K2K@60Hz。输入口RX0_LN0_P/N—RX0_LN3_P/N连接前级芯片ANX7327输出口的DP_LN_0P/N—DP_LN_3P/N，RX0_AUX_P/N连接前级芯片ANX7327输出口的AUXP/N。XTAL和TCLK连接27M晶振，用于DP信号内嵌时钟的基准信号。此芯片内部具有OCM，其运行的代码程序存储于外部的SPI flash,芯片的SPI引脚就用于连接外部SPI flash,这里选用的是SST25VF020B,SPI Flash,有2Mbits存储空间。
如图6所示，芯片STDP4320的具有两个DP输出口port0和port1。port0包括引脚TX0_LN0_P/N—TX0_LN3_P/N和引脚TX0_AUX_P/N。port1包括引TX1_LN0_P/N—TX1_LN3_P/N和引脚TX1_AUX_P/N。这两个DP输出口port0和port1分别连接至所述两个EDP屏接口。
芯片STDP4320的Resetn脚采用3.3K电阻上拉到3.3V和22pf电容下拉到地构成的阻容延时电路，以保证Resetn信号在3.3V电源起来后1mS以上再启动，高有效。STDP4320的输出模式可以配置为HDMI或DP两种模式。在本发明应用中，需要将port0和port1都配置为DP输出模式。具体实现方法是将引脚GPIO0,GPIO1,GPIO11,GPIO12通过4.7K电阻拉到地。将引脚GPIO6通过4.7K电阻拉高，可以将输入设置为最大支持4lane main link模式，如图7所示。
在芯片STDP4320启动阶段，也就是Resetn从低变高的时期，以下银角需要一个确定的电平状态作为芯片配置自身工作模式的判断条件，具体为引脚UART_TX通过4.7K电阻拉高，以进入正常工作模式，引脚BS_1通过4.7K电阻拉低，以使能Crystal_OSC功能，引脚SPI_CLK通过4.7K电阻拉高，使OCM通过内部ROM启动，引脚SPI_DO通过4.7K电阻拉低，保留作为测试引脚，引脚S/PDIF_OUT0通过4.7K电阻拉高，选择内部时钟模式，引脚SPI_CSn通过4.7K电阻拉高，以关闭调试模式，引脚S/PDIF_OUT1通过4.7K电阻拉高，选择1号I2C地址，如图8所示。
如图9所示，本发明实施例中，采用两个40PIN的上接EDP接口J1和J2，用以连接两个EDP屏。EDP接口J1的AUX和main link连到芯片STDP4320的port0的DPTX0_AUXP/N、DPTX0_ML_L0P/N和DPTX0_ML_L1P/N。信号中间需要用0.1uf耦合电容隔离直流分量。其中引脚AUXP在电容靠近EDP接口处需要100K电阻下拉，引脚AUXN在电容靠近EDP接口处需要100K电阻上拉到3.3V，引脚HPD接到引脚DPTX0_HPD_IN，并联1M电阻下拉到地。EDP接口J2的AUX和mainlink连到芯片STDP4320的port1的DPTX1_AUXP/N、DPTX1_ML_L0P/N和DPTX1_ML_L1P/N。信号中间需要用0.1uf耦合电容隔离直流分量。其中引脚AUXP在电容靠近EDP接口处需要100K电阻下拉，引脚AUXN在电容靠近EDP接口处需要100K电阻上拉到3.3V，引脚HPD接到DPTX1_HPD_IN，并联1M电阻下拉到地。EDP接口J1和J2的背光控制信号BL_PWM和背光使能信号BL_EN分别并联，由所述MCU统一控制。
如图10所示，所述MCU采用新唐公司的NUC123ZD4AN0，其具有68k flash,20KSRAM,I2C，PWM等功能。在本发明中主要用到了I2C,PWM和GPIO中断功能。芯片NUC123ZD4AN0的第2,3脚为I2C master脚，通过I2C总线连接到芯片ANX7327 I2C_CFG,用于控制7327完成PD通信。I2C数据和时钟都通过4.7K电阻上拉到3.3V。第18脚为PWM输出引脚，可以调整PWM频率和脉宽。第19脚为环境光监测，通过判断光感电路产生的高低电平，来判断环境光强弱，以此来调节PWM背光。ICE_DAT/CLK以及nReset可以作为ISP在线烧录引脚。第26脚为背光使能BL_EN脚，输出高时打开背光，输出低电平时关掉背光。
如图11所示，所述光感应电路中，光感二极管D6的阻值会随着光强度的减小而增大，当D6阻值变为166K时，与R95构成的分压电路达到U11 TL431的基准电压1.24V，使U11导通，Q2的基极被拉低，Q2导通，Light_C信号被拉高，MCU检测到这个高电平后，会调整PWM脉宽达到根据环境光调节背光亮度的效果，环境光弱，调暗背光，环境光强，调亮背光。
本发明实施例中，所述背光电源电路包括一个选择电路和两个升压电路，所述选择电路分别与所述Type C接口的接入电源和所述Micro USB接口的接入电源相连接，用于选择接入电源，所述两个升压电路用于将所述Type C接口的接入电源或所述Micro USB接口的接入电源转换为12V电源，并分别提供给所述两个EDP显示屏。
如图12所示，所述选择电路中，所述背光电源电路的电路来源来源为两部分，一是Type C接口的接入电源VBUS_UTC,二是Micro BUS接口的接入电源VBUS_BACKUP。两个电源通过一个PMOS三极管Q4进行选择。VBUS_UTC接到三极管Q4的S极，VBUS_BACKUP接到Q4的G极，当没有Micro BUS电源插入时，三极管Q4的G极通过R101拉低，三极管Q4导通，VBUS_UTC连接到了VBUS_BL，作为背光电源来源。当有Micro BUS接口电源插入时，三极管Q4的G极拉高，三极管Q4截止，VBUS_BACKUP通过二极管D8连接到VBUS_BL，作为背光电源来源。
如图13所示，VBUS_BL接到两个升压芯片U8和U9,分别形成两个升压电路，两个升压芯片U8和U9的型号为STI3508。芯片STI3508的第1脚SW通过4.7uh电感和二极管D3构成的震荡电路形成开关信号，用以控制芯片内部的MOS开关电源，输出电压由基准电压和分压电路决定，Vout＝0.6V*(1+220K/12K)＝12V作为两个EDP屏的背光电源。升压芯U8产生+12_AVDD驱动一个EDP显示屏背光，升压芯U9产生+12_AVDD_2驱动另一个EDP显示屏的背光。
如图14、15所示，所述系统电源电路与所述Type C接口的接入电源VBUS_UTC相连接，其包括三个降压电路，其中，两个降压电路分别用于将所述Type C接口的接入电源转换为3.3V，另一个降压电路用于将所述Type C接口的接入电源转换为1.2V。所述三个降压电路都采用型号MP2359的降压芯片U6、U7和U10来实现。所述连个降压电路中，芯片MP2359第6脚SW通过4.7uh电感和二极管1N5819构成的震荡电路形成开关信号，用以控制芯片内部的MOS开关电源，输出电压由基准电压和分压电路决定。通过所述分压电路，即可得到不同的输出电压。U6产生+3V3_DVDD供芯片ANX7327、芯片STDP4320、所述MCU和一个显示屏使用，U10产生+3V3_LCD供另一个显示屏使用。U7产生1.2V_DVDD，为芯片STDP4320提供内核电源。
综上所述，本发明的双屏显示器中包括显示驱动板和两个EDP显示屏，所述显示驱动板包括Type C接口、Micro USB接口、PD协议控制器、MCU、码流分配器、电源模块和两个EDP接口，通过所述Type C接口的dp alternate工作模式，使具有全功能Type C输出的手机和电脑可以通过一条普通的Type C线缆连接此双屏显示器，极大的降低了连接成本，省掉的元器件也使显示器的结构设计更轻薄化；还支持与主电脑的显示屏同屏显示，或者扩展显示，提高办公效率，丰富娱乐内容。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种双屏显示器，其特征在于，包括显示驱动板和两个EDP显示屏，所述显示驱动板包括Type C接口、Micro USB接口、PD协议控制器、MCU、码流分配器、电源模块和两个EDP接口，所述PD协议控制器与所述Type C接口相连接，用于将外部接入的Type C信号转换为DP信号，所述MCU用于对所述PD协议控制器进行配置，所述码流分配器分别与所述PD协议控制器和所述两个EDP接口相连接，用于将所述PD协议控制器输出的DP信号分发给所述两个EDP接口，所述两个EDP接口分别与所述两个EDP显示屏相连接，所述电源模块分别与所述TypeC接口和所述Micro USB接口相连接，用于将通过所述Type C接口和所述Micro USB接口接入的电源转换为所述显示驱动板所需的直流电源以及所述EDP显示屏所需的背光电源。
2.如权利要求1所述的双屏显示器，其特征在于，所述PD协议控制器采用硅谷数模半导体公司的芯片ANX7327。
3.如权利要求1所述的双屏显示器，其特征在于，所述码流分配器采用Megachips公司的芯片STDP4320。
4.如权利要求1所述的双屏显示器，其特征在于，所述MCU采用新唐公司的芯片NUC123ZD4AN0。
5.如权利要求4所述的双屏显示器，其特征在于，所述MCU通过I2C总线与所述PD协议控制器相连接。
6.如权利要求1所述的双屏显示器，其特征在于，所述电源模块包括系统电源电路和背光电源电路。
7.如权利要求6所述的双屏显示器，其特征在于，所述系统电源电路与所述Type C接口的接入电源相连接，其包括三个降压电路，其中，两个降压电路分别用于将所述Type C接口的接入电源转换为3.3V，另一个降压电路用于将所述Type C接口的接入电源转换为1.2V。
8.如权利要求6所述的双屏显示器，其特征在于，所述背光电源电路包括一个选择电路和两个升压电路，所述选择电路分别与所述Type C接口的接入电源和所述Micro USB接口的接入电源相连接，用于选择接入电源，所述两个升压电路用于将所述Type C接口的接入电源或所述Micro USB接口的接入电源转换为12V电源，并分别提供给所述两个EDP显示屏。
9.如权利要求8所述的双屏显示器，其特征在于，所述两个升压电路都采用升压芯片STI3508来实现。
10.如权利要求1所述的双屏显示器，其特征在于，所述显示驱动板上还包括光感应电路，所述光感应电路与所述MCU相连接，用于将检测到的环境光信号发送给所述MCU，所述MCU用于根据环境光信号控制所述EDP显示屏的亮度。
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