CN111833803A - Led显示系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LED显示系统及其控制方法，显示系统包括：控制卡，输出多路时钟信号和数据信号；至少一个驱动电路组，与控制卡连接，每个驱动电路组包括多个级联的驱动电路，每个驱动电路组接收一路时钟信号和数据信号并在多个驱动电路中传输，每个驱动电路组中的至少一个驱动电路包括反相器，反相器对本级驱动电路接收的时钟信号进行反相处理以得到反相后的时钟信号。本发明的LED显示系统能够有效避免时钟信号在级联的驱动电路中过度衰减，保障以该时钟信号为采样基础的数据采样的正确性，确保LED显示屏的显示效果。

Description

LED显示系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种LED显示屏的显示系统及其控制方法。
背景技术
传统的LED(Light Emitting Diode，发光二极管)显示系统如图1所示，LED显示系统100通常包括控制卡110和多个驱动电路120。控制卡110提供多路信号，每一路信号控制相应的多个依次串接的驱动电路120。随着系统中串接的驱动电路120的数量的增加，控制卡110提供的信号会因负载的增加而逐渐衰减，其中在传输过程中，时钟信号的衰减尤其明显。
时钟信号是一种在高电平和低电平之间来回切换的信号。当时钟信号衰减时，时钟信号的占空比将会发生变化。如果作为数据采样基础的时钟信号一直衰减，最后将导致其他数字信号无法被正确读取，影响LED显示屏的显示效果。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种LED显示系统及其控制方法，从而避免时钟信号的过度衰减，保障LED显示屏的显示效果。
根据本发明的一方面，提供一种LED显示系统，包括：控制卡，输出多路时钟信号和数据信号；至少一个驱动电路组，与所述控制卡连接，每个驱动电路组包括多个级联的驱动电路，每个所述驱动电路组接收一路所述时钟信号和所述数据信号并在所述多个驱动电路中传输，每个驱动电路组中的至少一个驱动电路包括反相器，所述反相器对本级驱动电路接收的时钟信号进行反相处理以得到反相后的时钟信号。
可选地，每个所述驱动电路还包括：通信单元，连接所述控制卡或者上一级驱动电路以接收所述时钟信号和所述数据信号，根据所述时钟信号对所述数据信号进行解码，并传输数据信号至下一级驱动电路。
可选地，所述至少一个驱动电路组的每个所述驱动电路包括所述反相器。
可选地，所述数据信号包含显示数据、参数值和驱动电路的ID。
可选地，每个所述驱动电路还包括：比较选择单元，连接所述通信单元接收解码后的数据信号，根据驱动电路的ID和参数值，选择将所述反相后的时钟信号或者本级驱动电路接收的时钟信号提供至下一级驱动电路，参数值为正整数。
可选地，所述比较选择单元包括：比较器，连接所述通信单元以接收参数值和本级驱动电路的ID，并提供所述参数值和驱动电路的ID的比较结果；选择器，第一输入端连接反相器接收所述反相后的时钟信号，第二输入端接收本级驱动电路的时钟信号，控制端连接比较器的输出端接收比较结果，输出端向下一级驱动电路输出反相后的时钟信号或者本级驱动电路的时钟信号。
可选地，每组驱动电路组中的驱动电路的ID依次为1、2、3…X或1～N的循环，其中，X为正整数，N为所述参数值。
可选地，所述比较器的比较结果为所述驱动电路的ID与参数值或者参数值的整数倍相等时，所述选择器将反相后的时钟信号作为下一级驱动电路的时钟信号；所述比较器的比较结果为所述驱动电路的ID不等于参数值或参数值的整数倍时，所述选择器将本级驱动电路的时钟信号作为下一级驱动电路的时钟信号。
可选地，所述通信单元包含解码器。
可选地，所述反相器为非门。
可选地，每个所述驱动电路还包括：驱动单元，连接所述通信单元以接收解码后的显示数据。
根据本发明的一方面，提供一种显示系统的控制方法，包括：提供多路时钟信号和数据信号；每个驱动电路组接收一路所述时钟信号和所述数据信号并在多个驱动电路中传输，每个驱动电路组中的至少一个驱动电路对本级驱动电路接收的时钟信号进行反相处理以得到反相后的时钟信号，其中，每个驱动电路组包括多个级联的驱动电路。
可选地，还包括：每个所述驱动电路根据接收的所述时钟信号对所述数据信号进行解码，并传输数据信号至下一级驱动电路。
可选地，每个驱动电路组中的每个驱动电路对本级驱动电路接收的时钟信号进行反相处理以得到反相后的时钟信号。
可选地，所述数据信号包含显示数据、参数值和驱动电路的ID。
可选地，还包括：每个驱动电路根据驱动电路的ID和参数值，选择将所述反相后的时钟信号或者本级驱动电路接收的时钟信号提供至下一级驱动电路，参数值为正整数。
可选地，每组驱动电路组中的驱动电路的ID可以依次为1、2、3…X或1～N的循环，其中，X为正整数，N为所述参数值。
可选地，所述驱动电路的ID与参数值或者参数值的整数倍相等时，将反相后的时钟信号作为下一级驱动电路的时钟信号；所述驱动电路的ID不等于参数值或参数值的整数倍时，将本级驱动电路的时钟信号作为下一级驱动电路的时钟信号。
本发明提供的LED显示系统通过在每组级联的多个驱动电路中的至少一个驱动电路中设置反相器，以将时钟信号反相处理并向下一级驱动电路提供反相后的时钟信号。本实施例通过简单的硬件设计，能够有效避免时钟信号在级联的驱动电路中过度衰减，保障以该时钟信号为采样基础的数据采样的正确性，确保LED显示屏的显示效果。
优选地，在每个驱动电路中皆增设反相器以对本级时钟信号进行反相处理以得到反相后的时钟信号并提供至下一级驱动电路，既能有效避免时钟信号在级联的驱动电路中过度衰减，还可以提升驱动电路的可设计性，提升LED显示系统的灵活性。进一步地，在每个驱动电路中还设置有比较选择单元，每个驱动电路的比较选择单元基于控制卡提供的参数值和每个驱动电路的ID，将本级驱动电路的时钟信号或者经反相器处理后得到的反相后的时钟信号提供至下一级驱动电路，使得在LED显示系统中，每经由设定参数值的驱动电路传输后向下一级驱动电路提供反相后的时钟信号，而向其余级的驱动电路提供上一级驱动电路的时钟信号。上述设定的参数值可以根据实际电路的时钟信号衰减率来灵活调控，以适用于多种应用环境。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示出了根据现有技术的LED显示系统的结构框图；
图2示出了根据本发明第一实施例的LED显示系统的结构框图；
图3示出了根据本发明第二实施例的LED显示系统的结构示意图；
图4示出了根据本发明第二实施例的LED显示系统中驱动电路的工作原理示意图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图2示出了根据本发明第一实施例的LED显示系统的结构框图。
如图2所示，LED显示系统200包括控制卡110、分别与控制卡110连接的多个驱动电路组，每个驱动电路组包括多个级联的驱动电路220。LED显示系统200还包括与驱动电路220连接的多个LED灯组，其中，多个灯组构成LED显示屏。控制卡110提供多路控制信号，每一路控制信号控制相应的多个级联的驱动电路220，每一路控制信号中包括用于驱动LED灯组的数据信号和用于指示时序逻辑的时钟信号，数据信号至少包含显示数据。
至少一个驱动电路220包括驱动单元221、反相器222、通信单元223。
通信单元223连接控制卡110或者上一级驱动电路220，以接收时钟信号和数据信号，并在时钟信号的配合下对数据信号进行解码，然后将本级驱动电路220所需的显示数据发送至驱动单元221。通信单元324将数据信号进一步传送至下一级驱动电路220的通信单元。反相器223连接控制卡110或者上一级驱动电路220以接收时钟信号，并对接收的时钟信号做反相处理得到反相后的时钟信号以提供至下一级驱动电路220。
其中，LED显示系统200中包括至少一个设置有反相器222的驱动电路220，该驱动电路220可以为LED显示系统200中的任一级驱动电路。进一步地，LED显示系统200中其余未具备反相处理能力的驱动电路中仅包含通信单元223和驱动单元222，其中，通信单元223连接控制卡110或者上一级驱动电路以接收时钟信号和数据信号并将时钟信号和数据信号传输至下一级驱动电路，并在时钟信号的配合下对数据信号进行解码，然后将本级驱动电路所需的显示数据发送至驱动单元221。
优选地，如图2所示，LED显示系统200中的每级驱动电路均为具有反相处理能力的驱动电路220。
上述LED显示系统200可以有效避免时钟信号在多个级联的驱动电路中持续衰减，例如，当50％占空比的时钟信号经过一级或者多级驱动电路后占空比衰减至40％，在此时对占空比为40％的时钟信号进行反相处理，高低电平反转，其占空比变为60％，规避占空比的过度衰减，确保以该时钟信号为数据采样基础的数据采样能够准确采样，确保LED显示系统正确读取数据信号，解决了衰减问题，保障LED显示屏的显示效果。本实施例的驱动电路中使用较少的硬件实现高效的衰减处理，节约成本。
图3示出了根据本发明第二实施例的LED显示系统的结构示意图。
如图3所示，LED显示系统300包括控制卡310、分别与控制卡310连接的多个驱动电路组，每个驱动电路组包括多个级联的驱动电路320。LED显示系统300还包括与驱动电路320连接的多个LED灯组，其中，多个灯组构成LED显示屏。相较于LED显示系统200中至少一级驱动电路将接收的时钟信号做反相处理，并将反相后的时钟信号输出至下一级驱动电路，本实施例的LED显示系统300中，每个驱动电路组中的每个驱动电路320将接收的时钟信号进行反相处理并选择将接收的时钟信号或者反相后的时钟信号作为下一级驱动电路320所接收的时钟信号，具体地，在时钟信号经由设定参数值个驱动电路320传输后将反相后的时钟信号作为下一级驱动电路320接收的时钟信号。
控制卡310提供多路控制信号，每一路控制信号控制每个驱动电路组中多个级联的驱动电路320。每一路控制信号中包括用于驱动LED灯组的数据信号和用于指示时序逻辑的时钟信号。控制卡310设定参数值N以及为每一级驱动电路320配置一个ID(Identitydocument，身份标识号)。参数值N决定了驱动电路的ID为N或者N的倍数时，输出反相后的时钟信号作为下一级驱动电路接收的时钟信号，其中，参数值N为正整数。进一步地，驱动电路320的ID用于指示驱动电路320位于LED显示系统中的相对位置，例如，驱动电路320在接收某一路由控制卡310输出的控制信号的驱动电路组中位于第三级时，控制卡310为其分配的ID为3。
驱动电路320中包括驱动单元321、反相器322、通信单元324、以及比较选择单元323。比较选择单元323包括比较器3231、选择器3232。
反相器322连接控制卡310或者上一级驱动电路320以接收时钟信号，并对接收的时钟信号做反相处理得到反相后的时钟信号。
通信单元324连接控制卡310或者上一级驱动电路320，以接收时钟信号和数据信号，数据信号至少包含显示数据、各级驱动电路320的ID以及参数值N。并在时钟信号的配合下对数据信号进行解码，然后将本级驱动电路320所需的显示数据发送至驱动单元321。通信单元324将包含数据信号的控制信号进一步传送至下一级驱动电路320的通信单元。通信单元324将解码数据信号得到的参数值N以及分配至本级驱动电路320的ID提供至本级驱动电路320的比较选择单元323中。
比较选择单元323的比较器3231连接通信单元324以接收解码得到的本级驱动电路320的ID和控制卡310设定的参数值N，并输出本级驱动电路320的ID与参数值N的比较结果。
比较选择单元323的选择器3232的第一输入端连接反相器322，第二输入端接收时钟信号，选择器3232的控制端连接比较器3231的输出端以接收比较结果，并由选择器3232的输出端向下一级驱动电路320提供经由反相器322反相后的时钟信号或者由本级驱动电路320接收的时钟信号作为下一级驱动电路320接收的时钟信号。其中，比较结果指示驱动电路320的ID为参数值N或者参数值N的倍数时，选择器3232输出反相后的时钟信号，否则将接收的时钟信号提供至下一级。
本实施例的LED显示系统300中，每一级驱动电路320对接收的时钟信号进行反相处理得到反相后的时钟信号，并根据自身的ID和参数值N的比较结果将接收的时钟信号或反相后的时钟信号提供至下一级驱动电路320，其中，时钟信号每经过N级驱动电路后向下一级提供一个反相后的时钟信号，参数值N的取值可以根据实际电路的时钟信号衰减率来确定，并且参数值N的取值由控制卡310确定，并非为不可变的固定值，可以灵活调控，以适用于多种应用环境。
具体地，图4示出了根据本发明第二实施例的LED显示系统中驱动电路的工作原理示意图。
如图4所示，包括如下步骤，需要说明的是，驱动电路的工作原理以流程图的方式描述，此行为仅为更详细的阐述本实施例。
S01：控制卡设定参数值N且为每级驱动电路配置一个ID。N为正整数。驱动电路的ID配置方案包括两种，方案一：假设控制卡310每一路信号提供至由X个驱动电路级联组成的驱动电路组，则为每组驱动电路组中的每一级驱动电路320依次配置ID为1、2、3…X；方案二：假设控制卡310每一路信号提供至由X个驱动电路级联组成的驱动电路组，则为每组驱动电路组中的每一级驱动电路320依次循环配置ID为1～N。其中，X为正整数。
S02：每级驱动电路的反相器输出反相后的时钟信号。本级驱动电路320的反相器322将接收的时信号做反相处理以得到反相后的时钟信号。反相器322可以选择简单逻辑元件非门。
S03：比较驱动电路的ID与参数值N的大小。比较器3231接收由通信单元324解码得到的ID和参数值N。其中，通信单元324例如采用设置解码器的方式实现解码。
S04：判断驱动电路的ID是否等于参数值N或等于参数值N的整数倍。通过比较器3231执行上述方案。
S05：如果驱动电路的ID等于参数值N或等于参数值N的整数倍，则将反相后的时钟信号提供至下一级驱动电路。比较器3231的比较结果为驱动电路的ID等于参数值N或等于参数值N的整数倍，则选择器3232将反相器322反相后的时钟信号提供至下一级驱动电路320。
S06：如果驱动电路的ID不等于参数值N也不等于参数值N的整数倍，则将本级接收的时钟信号提供至下一级驱动电路。比较器3231的比较结果为ID不等于参数值N也不等于参数值N的整数倍，选择器3232将本级驱动电路320接收的时钟信号直接提供至下一级驱动电路320。
按照ID配置方案一，判断ID是否等于参数值N的整数倍；按照ID配置方案二，判断ID是否等于参数值N。
本发明实施例的LED显示系统可以有效的避免时钟信号的持续衰减，例如，50％占空比的时钟信号经过一级或者多级驱动电路后占空比衰减至40％，在此时对该40％占空比的时钟信号进行反相处理，高低电平反转，其占空比变为60％，规避占空比的过度衰减，确保以该时钟信号为数据采样基础的数据采样有效工作，确保系统正确读取数字信号，保障LED显示屏的显示效果，解决衰减问题。
本实施例的LED显示系统对每一级驱动电路都设置了比较选择单元和反相器，在实际设备中，驱动电路级数很多，比较选择单元和反相器还可以在级联的驱动电路中间隔设置，以降低硬件成本，同时，还可以根据衰减率合理设计间隔，例如间隔一级或十级等数量的驱动电路设置一个比较选择单元和反相器，衰减率越低的系统，其间隔可以越大，间隔小的设计适用于衰减率高的系统同时也可以适用于衰减率低的系统。
本申请还提供一种控制方法，应用于上述显示系统中。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (18)

1.一种LED显示系统，其特征在于，包括：
控制卡，输出多路时钟信号和数据信号；
至少一个驱动电路组，与所述控制卡连接，每个驱动电路组包括多个级联的驱动电路，每个所述驱动电路组接收一路所述时钟信号和所述数据信号并在所述多个驱动电路中传输，每个驱动电路组中的至少一个驱动电路包括反相器，所述反相器对本级驱动电路接收的时钟信号进行反相处理以得到反相后的时钟信号。
2.根据权利要求1所述的LED显示系统，其特征在于，每个所述驱动电路还包括：
通信单元，连接所述控制卡或者上一级驱动电路以接收所述时钟信号和所述数据信号，根据所述时钟信号对所述数据信号进行解码，并传输数据信号至下一级驱动电路。
3.根据权利要求2所述的LED显示系统，其特征在于，所述至少一个驱动电路组的每个所述驱动电路包括所述反相器。
4.根据权利要求2所述的LED显示系统，其特征在于，所述数据信号包含显示数据、参数值和驱动电路的ID。
5.根据权利要求4所述的LED显示系统，其特征在于，每个所述驱动电路还包括：
比较选择单元，连接所述通信单元接收解码后的数据信号，根据驱动电路的ID和参数值，选择将所述反相后的时钟信号或者本级驱动电路接收的时钟信号提供至下一级驱动电路，参数值为正整数。
6.根据权利要求5所述的LED显示系统，其特征在于，所述比较选择单元包括：
比较器，连接所述通信单元以接收参数值和本级驱动电路的ID，并提供所述参数值和驱动电路的ID的比较结果；
选择器，第一输入端连接反相器接收所述反相后的时钟信号，第二输入端接收本级驱动电路的时钟信号，控制端连接比较器的输出端接收比较结果，输出端向下一级驱动电路输出反相后的时钟信号或者本级驱动电路的时钟信号。
7.根据权利要求4所述的LED显示系统，其特征在于，每组驱动电路组中的驱动电路的ID依次为1、2、3…X或1～N的循环，其中，X为正整数，N为所述参数值。
8.根据权利要求6所述的LED显示系统，其特征在于，所述比较器的比较结果为所述驱动电路的ID与参数值或者参数值的整数倍相等时，所述选择器将反相后的时钟信号作为下一级驱动电路的时钟信号；所述比较器的比较结果为所述驱动电路的ID不等于参数值或参数值的整数倍时，所述选择器将本级驱动电路的时钟信号作为下一级驱动电路的时钟信号。
9.根据权利要求2所述的LED显示系统，其特征在于，所述通信单元包含解码器。
10.根据权利要求1所述的LED显示系统，其特征在于，所述反相器为非门。
11.根据权利要求2所述的LED显示系统，其特征在于，每个所述驱动电路还包括：
驱动单元，连接所述通信单元以接收解码后的显示数据。
12.一种显示系统的控制方法，其特征在于，包括：
提供多路时钟信号和数据信号；
每个驱动电路组接收一路所述时钟信号和所述数据信号并在多个驱动电路中传输，每个驱动电路组中的至少一个驱动电路对本级驱动电路接收的时钟信号进行反相处理以得到反相后的时钟信号，
其中，每个驱动电路组包括多个级联的驱动电路。
13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，还包括：
每个所述驱动电路根据接收的所述时钟信号对所述数据信号进行解码，并传输数据信号至下一级驱动电路。
14.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，每个驱动电路组中的每个驱动电路对本级驱动电路接收的时钟信号进行反相处理以得到反相后的时钟信号。
15.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，所述数据信号包含显示数据、参数值和驱动电路的ID。
16.根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于，还包括：
每个驱动电路根据驱动电路的ID和参数值，选择将所述反相后的时钟信号或者本级驱动电路接收的时钟信号提供至下一级驱动电路，参数值为正整数。
17.根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于，每组驱动电路组中的驱动电路的ID可以依次为1、2、3…X或1～N的循环，其中，X为正整数，N为所述参数值。
18.根据权利要求16所述的控制方法，其特征在于，所述驱动电路的ID与参数值或者参数值的整数倍相等时，将反相后的时钟信号作为下一级驱动电路的时钟信号；所述驱动电路的ID不等于参数值或参数值的整数倍时，将本级驱动电路的时钟信号作为下一级驱动电路的时钟信号。
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