CN111489671A - 一种车载lvds信号输出的自检电路 - Google Patents

一种车载lvds信号输出的自检电路 Download PDF

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Abstract

一种车载LVDS信号输出的自检电路,包括MPU模块、LVDS显示屏、MCU模块、开关切换模块和比较转换模块;该开关切换模块输入端与MPU模块的LVDS信号输出端相连;该比较转换模块输入端与开关切换模块的第一输出端相连以检测LVDS信号输出端的电压差,进行比较和转换后输出电压值;该LVDS显示屏输入端与开关切换模块的第二输出端相连以接收LVDS信号;MCU模块的采集端与比较转换模块的输出端相连以采集电压值进行判断,并根据判断结果控制开关切换模块接通LVDS显示屏或比较转换模块。本发明电路结构简单易于实现,电路成本低,通用性强。

Description

一种车载LVDS信号输出的自检电路
技术领域
本发明涉及车载设备领域,特别是一种车载LVDS信号输出的自检电路。
背景技术
随着汽车市场的迅速发展,车载多媒体显示屏在卡车上的运用也越来越广泛。同时为了满足客户对液晶显示屏的高分辨率,低噪声,低功耗要求,车载 LVDS显示屏已成为车载显示屏的主流。其显示屏接口是LVDS接口,该接口采用了低压差(约350mV)和低电流驱动方式,来实现低噪声和低功耗,适用于车载复杂环境中。
然而在显示屏的设计生产中,常常会碰到有些显示屏无法显示画面,这个时候有可能是显示屏本身的异常,也有可能是设备本身就没有LVDS信号输出,显然没有进行信号分析,很难判断LVDS信号输出是否正常。针对这个问题,多媒体显示屏就需要一种车载LVDS信号输出的自检方法及电路,来快速判断设备本身LVDS信号输出是否正常,保证设备生产效率以及故障排查效率。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷,提出一种车载LVDS信号输出的自检电路,具有低成本、应用方便,电路简单以及LVDS信号输出管理控制等优点。
本发明采用如下技术方案:
一种车载LVDS信号输出的自检电路,包括MPU模块和LVDS显示屏,其特征在于:还包括MCU模块、开关切换模块和比较转换模块;该开关切换模块输入端与MPU模块的LVDS信号输出端相连;该比较转换模块输入端与开关切换模块的第一输出端相连以检测LVDS信号输出端的电压差,进行比较和转换后输出电压值;该LVDS显示屏输入端与开关切换模块的第二输出端相连以接收LVDS 信号;MCU模块的采集端与比较转换模块的输出端相连以采集电压值进行判断,并根据判断结果控制开关切换接通LVDS显示屏或比较转换模块。
优选的,所述开关切换模块采用高速模拟开关。
优选的,还包括终端电阻,该终端电阻并联于所述LVDS信号输出端,所述电压差为该终端电阻两端的电压差。
优选的,所述比较转换模块包括依次相连的比较器、积分电路、整流电路和分压电路。
优选的,所述比较器的基准输入端连接有调压电路,该调压电路包括相连二级滤波电路、稳压二极管和VCC。
优选的,所述MCU模块设有第一控制端和第二控制端,该第一控制端与所述开关切换模块相连,该第二控制端与所述MPU模块相连。
优选的,所述MCU模块与所述MPU模块之间为串口通信。
优选的,还包括提示模块,所述MCU模块对应设有第三控制端,该提示模块与该第三控制端相连以根据判断结果显示对应状态。
优选的,所述提示模块采用发光二极管和/或蜂鸣器。
由上述对本发明的描述可知,与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
1.本发明电路结构简单易于实现,电路成本低,通用性强,自检实现智能化,快速判断LVDS信号是否正常输出及实现输出管理控制。
2.利用了LVDS信号电平特性,在低电流(3.5MA)驱动下,流过100欧姆的终端电阻,使得信号两端具有大约为350mV的低压差。
3.运用高速比较器进行检测对比,以及积分电路,整流电路把交流信号转化成直流信号,便于采集。
4.采用AD采集技术,精确度高。
5.运用串口通信技术以及I/O口的控制技术,来实现LVDS信号输出的自检及控制。
5.设有提示模块,具有异常提示功能。
6.本发明可运用于车载多媒体显示屏中,来快速判断设备本身LVDS信号输出是否正常,保证设备生产效率以及故障排查效率。
附图说明
图1为本发明电路图;
图2为本发明判断流程图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。本发明的各附图仅为示意以更容易了解本发明,其具体比例可依照设计需求进行调整。
参照图1,一种车载LVDS信号输出的自检电路,包括MPU模块U1、LVDS显示屏U4、MCU模块U5、开关切换模块U2和比较转换模块等。图中LVDS显示屏 U4只画出其中一组LVDS数据线(LVDS_RX_N、LVDS_RX_P),其他组信号线,以及信号两端100欧姆的匹配电阻图中未画出。
该开关切换模块U2采用高速模拟开关或功能类似的其它开关,其控制端S 设有下拉电阻R8,保证上电瞬间,高速模拟开关的(S脚)为低电平。开关切换模块U2还设有输入端(D-、D+)、第一输出端(D1+、D1-)和第二输出端(D2+、D2-),其输入端与MPU模块U1的LVDS信号输出端(LVDS_TX_N、LVDS_TX_P) 相连,第一输出端连接有终端电阻和比较转换模块,终端电阻一般为100欧姆,第二输出端连接LVDS显示屏U4。当控制端为低电平时,开关切换模块U2接通比较转换模块,当控制端S为高电平时,开关切换模块U2接通LVDS显示屏U4。该开关切换模块U2的输入端、输出端数量可根据MPU模块U1的信号线数量合理设置,并不唯一。
该比较转换模块用于检测LVDS信号输出端的电压差,即终端电阻R1两端的电压差,进行比较和转换后输出电压值等,其包括有比较器、积分电路、整流电路和分压电路等,保证图中M点最高电压不超过MCU模块U5的供电电压(一般为3.3V)。
该比较器可采用高速比较器U3,其基准输入端N连接有调压电路,其比较输入端P通过电容C1与高速模拟开关相连,该电容C1为隔直电容。该调压电路包括稳压二极管D1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C2、电容C3和VCC等,该电阻R2一端与VCC相连,另一端连接稳压二极管D1的负极、电容C2一端和电阻R3一端。该电阻R3另一端连接电阻R4一端,电容C3一端和高速比较器 U3的基准输入端N。该稳压二极管D1的正极、二极管C2的另一端、电阻R4的另一端和电容C3的另一端均连接GND。该电容C2和电容C3为滤波电容。
其中电阻R2,电容C2,电阻R3,电容C3组成二级滤波电路,该电阻R2、电阻R3和电阻R4为分压电阻,经过稳压管D1和电阻分压作用使得高速比较器的基准输入端电压为一定值。例如:可通过调整电阻R2,电容D1,电阻R3,电阻R4参数,保证N端电压为200MV。因为正常LVDS信号波形幅值350MV,当高速比较器U3的比较端即P端电压高于N端电压时,高速比较器U3输出高电平,当P端电压小于N端电压时高速比较器U3输出低电平。
该积分电路包括电阻R5和电容C4,该电阻R5一端与高速比较器的输出端相连,另一端与电容C4一端相连。该整流电路包括二极管D2和电容C5,该二极管D2正极连接电容C4一端,负极连接电容C5一端。该分压电路包括电阻R6 和电阻R7,该电阻R6一端连接电容C5一端,另一端连接电阻R7一端,该电阻 R7另一端、电容C5另一端、电容C4另一端均连接GND。该电容C4和电容C5 为滤波电容。
MCU模块U5设有采集端AD1、第一控制端I/O1、第二控制端I/O2和第三控制端I/O3等。该第一控制端I/O1连接开关切换模块U2的控制端,该第二控制端I/O2连接MPU上电控制管脚。该I/O1,I/O2,I/O3分别为MCU模块U5的GPIO 口,AD1为MCU模块U5的A/D采集口。
其采集端AD1与比较转换模块的输出端相连即电阻R6和R7之间(M点),用于采集电压值V2进行判断,通过将该电压值V2与阈值V1进行比较,并根据判断结果控制第一控制端I/O1、第二控制端I/O2和第三控制端I/O3的状态。
MPU模块U1与MCU模块U5内部进行串口通信,实现数据交互。MPU模块U1 为核心系统模块,其内部包含CPU,DDR3,EMMC,PMIC等单元,具有音视频编解码功能,具有LVDS信号输出接口,以及WIFI、蓝牙、GPS等组合电路,实际中软件系统运行在安卓平台下,图中只画出其中一组LVDS信号输出(LVDS_TX_N、 LVDS_TX_P)。
在MPU模块U1的控制端连接有R9,其为下拉电阻,与MPU模块U1内部PMIC 的上电控制管脚ON/OFF相连接,该脚可以控制MPU模块U1的开关机,当ON/OFF 脚为高时,触发MPU模块U1正常上电开机,当ON/OFF脚为低时,触发MPU关机.
当MPU模块U1内部LVDS接口有LVDS信号输出时,该信号将通过电容C1 到达高速比较器U3的P端,经过比较器U3的作用后输出方波,再经过电阻R5、二极管C4组成的积分电路以及二极管D2、电容C5组成的整流电路转化成直流电压信号,最后通过通过电阻R6、电阻R7的分压作用,使得MCU模块U5通过 AD1将在M点采集到电压值V2。
当MPU模块U1内部的LVDS接口没有LVDS信号输出时,MPU模块U1无LVDS 信号输入到比较器U3的P端,比较器U3的N端电平一直比P大,比较器U3输出为低的状态,MCU模块U5通过采集端AD1在M点采集到电压值V2。
V1表示在MPU模块U1没有LVDS信号输入到比较器U3时,MCU模块U5通过AD1在M点采集到的电压值,为预先保存在MCU模块U5内部的初始值,上电初始化时,已经写入,为了避免误差范围,V1设定一定范围,最小值为0。当 V2>V1时,表示MCU模块U5的LVDS信号输出正常,当V2≤V1,表示MPU模块 U1的LVDS信号输出不正常。
本发明还包括提示模块,该提示模块与该第三控制端I/O3相连以根据判断结果显示对应状态。其包括发光二极管D3和三极管Q1等,该三极管Q1的基极与第三控制端I/O3相连,发射极接地,集电极连接发光二极管D3的负极,正极连接一限流电阻R10,限流电阻R10连接VCC。
三极管Q1为NPN三极管,通过发光二极管D3的显示状态实现提示,包括亮、灭、闪烁等。例如:当发光二极管不亮时,表示未进行LVDS信号的检测,当发光二极管常亮时,表示LVDS信号输出异常,当发光二极管闪烁时,表示LVDS 信号输出正常。根据需要,该提示模块还可增加蜂鸣器或其它提醒元件。
参见图2,本发明电路的工作原理如下:
MCU模块U5上电,MCU模块U5控制第一控制端I/O1,第三控制端I/O3为低电平,第二控制端I/O2为高电平,MPU模块U1随即开始启动(安卓系统启动需要一定时间,一般几十秒),同时MCU模块U5通过串口一直向MPU模块U1发送请求命令,直到MPU模块U1启动完成后,会通过串口向MCU模块U5发送命令回复,表示正常启动。随即MCU模块U5将通过AD1对M点进行AD采集,采集到的电压值为V2。
当V2>V1,表示MPU模块U1的LVDS信号输出正常,随即MCU模块U5控制 I/O3输出固定频率的PWM,使得D3连续闪烁,作为正常提示提醒,同时MCU模块U5控制第一控制端I/O1为高,使得MPU模块U1的LVDS信号通过开关切换模块U2内部切换输入到LVDS显示屏U4中。
当V2≤V1,表示信号输出不正常,MCU模块U5的第三控制端I/O3为高,发光二极管D3一直常亮。同时MCU模块U5保持第一控制端I/O1为低电平,开关切换模块U2内部不进行信号切换。
通过以上自检以及控制可以快速排查MPU模块U1的LVDS信号输出是否为异常,同时使用发光二极管D3进行提示。
本发明利用了LVDS信号电平特性,在低电流(3.5MA)驱动下,流过100 欧姆的终端电阻,使得信号两端具有大约为350mV的低压差。运用高速比较器进行检测对比,同时采用AD采集技术,串口通信技术以及I/O口的控制技术,来实现LVDS信号输出的自检以及控制,并对异常情况进行指示提醒。
上述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的设计构思并不局限于此,凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动,均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (9)

1.一种车载LVDS信号输出的自检电路,包括MPU模块和LVDS显示屏,其特征在于:还包括MCU模块、开关切换模块和比较转换模块;该开关切换模块输入端与MPU模块的LVDS信号输出端相连;该比较转换模块输入端与开关切换模块的第一输出端相连以检测LVDS信号输出端的电压差,进行比较和转换后输出电压值;该LVDS显示屏输入端与开关切换模块的第二输出端相连以接收LVDS信号;MCU模块的采集端与比较转换模块的输出端相连以采集电压值进行判断,并根据判断结果控制开关切换接通LVDS显示屏或比较转换模块。
2.如权利要求1所述的一种车载LVDS信号输出的自检电路,其特征在于:所述开关切换模块采用高速模拟开关。
3.如权利要求1所述的一种车载LVDS信号输出的自检电路,其特征在于:还包括终端电阻,该终端电阻并联于所述LVDS信号输出端,所述电压差为该终端电阻两端的电压差。
4.如权利要求1所述的一种车载LVDS信号输出的自检电路,其特征在于:所述比较转换模块包括依次相连的比较器、积分电路、整流电路和分压电路。
5.如权利要求4所述的一种车载LVDS信号输出的自检电路,其特征在于:所述比较器的基准输入端连接有调压电路,该调压电路包括相连二级滤波电路、稳压二极管和VCC。
6.如权利要求1所述的一种车载LVDS信号输出的自检电路,其特征在于:所述MCU模块设有第一控制端和第二控制端,该第一控制端与所述开关切换模块相连,该第二控制端与所述MPU模块相连。
7.如权利要求1所述的一种车载LVDS信号输出的自检电路,其特征在于:所述MCU模块与所述MPU模块之间为串口通信。
8.如权利要求1所述的一种车载LVDS信号输出的自检电路,其特征在于:还包括提示模块,所述MCU模块对应设有第三控制端,该提示模块与该第三控制端相连以根据判断结果显示对应状态。
9.如权利要求8所述的一种车载LVDS信号输出的自检电路,其特征在于:所述提示模块采用发光二极管和/或蜂鸣器。
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