CN112259046A - 一种电源供电同时传输数据的两线级联应用系统及其实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电源供电同时传输数据的两线级联应用系统及其实现方法，所述两线级联应用系统包括控制器、级联芯片、LED灯，所述控制器连接级联芯片，级联芯片与LED灯连接，所述级联芯片中设有电压钳位模块、电源供电模块、数据存储模块、PWM恒流输出驱动电路、R端、G端、B端、W端、VCC/DATA端和GND/DATA端，以及依次连接的数据采样校准模块、电源线采样传输数据模块、指令设置芯片初始状态模块、判断E‑fuse地址和芯片初始地址相同与否模块、E‑fuse模块。本发明对于级联应用，保证了级联应用的准确性、节省了生产成本、简化了生产流程、实现了生产的自动化、优化了显示效果等等。

Description

一种电源供电同时传输数据的两线级联应用系统及其实现 方法
技术领域
本发明涉及级联应用系统，尤其涉及一种电源供电同时传输数据的两线级联应用系统及其实现方法。
背景技术
LED显示级联应用系统包括控制器和级联芯片等，控制器发送数据，级联芯片接收数据显示并且转发数据等。现有的LED显示级联应用系统分为LED显示串联应用系统和LED显示并联应用系统。
LED显示串联应用系统只需要一个控制器产生发送数据，串联芯片接收数据显示并且转发数据。LED显示串联应用系统，在一般的显示应用效果中，具有成本低的优势(单独的可以随时设置的芯片地址单元和信号放大器等都不需要)；LED显示串联应用系统，在具有成本优势的同时，串联应用系统中某一个芯片损坏，则会导致后续的显示应用错误等，影响整个LED显示串联应用系统的显示效果，导致后续显示效果错误或者维修更换成本增加；现在LED显示串联应用系统中的级联芯片改善为断点续传芯片(使用其中一路传输数据，备用一路以上通讯端口)，能减少应用过程中某几个坏点导致的LED显示串联应用系统显示错误的概率(只要不是连续几个坏点，LED显示串联应用系统就不会显示错误)，但是毕竟不是完全避免，因此在可靠性应用要求高的系统中，考虑LED显示并联应用系统。
LED显示并联应用系统，控制器产生发送数据和所有的并联芯片的输入通路连接，通过并联芯片的不同芯片地址，分别从并联数据线上得到本芯片的数据并且显示等。LED显示并联应用系统，具有较高的可靠性，LED显示并联应用系统中某个并联芯片损坏，不会影响LED显示并联应用系统中其它并联芯片的数据采样和显示等；同时LED显示并联应用系统成本较高，不仅需要可以随时设置的芯片地址单元(使用EEPROM芯片，和并联芯片一起封装)，EEPROM芯片和并联芯片之间使用IIC协议通讯，当系统电源不稳(系统上电或者系统错误掉电后重新上电等)，可能导致 EEPROM芯片和并联芯片之间的IIC通讯协议错误，导致错误写地址，导致显示异常等；现有的LED显示并联应用系统，使用标准DMX512通讯协议，重新发显示数据都是从地址0开始，假设 LED显示并联应用系统有200颗级联芯片，下一次只有后100颗级联芯片显示颜色变化，则显示数据仍然为200颗芯片数据，前面100颗芯片数据为无效数据，降低了显示数据的刷新率；因为传输信号的衰减等，还需要在LED显示并联应用系统增加信号放大器等，对传输信号进行放大，保证LED显示并联应用系统正确采样数据并且正确显示等。
因此，为了兼顾成本和性能，现有的LED显示级联应用系统，考虑电源供电同时传输数据的两线级联应用，只用VDD和GND两根线连接级联应用系统，简化级联应用系统同时节省成本。
因此，研发一种电源供电同时传输数据的两线级联应用系统及其实现方法，成为本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明是为了解决现有两线级联应用系统可靠性较低和显示刷新率不高，提供了一种电源供电同时传输数据的两线级联应用系统及其实现方法。
本发明的上述目的通过以下的技术方案来实现：一种电源供电同时传输数据的两线级联应用系统，包括控制器、级联芯片、 LED灯，所述控制器连接级联芯片，级联芯片与LED灯连接，其特征在于：所述级联芯片中设有电压钳位模块(电压钳位模块在级联应用时实现稳定准确的电源和数据传输)、电源供电模块、数据存储模块、PWM恒流输出驱动电路、R端、G端、B端、W端、 VCC/DATA端和GND/DATA端，以及依次连接的数据采样校准模块、电源线采样传输数据模块、指令设置芯片初始状态模块、判断 E-fuse地址和芯片初始地址相同与否模块、E-fuse模块(存储芯片地址，生产应用过程中随时烧断E-fuse确定不同的芯片地址，方便生产应用)；
所述VCC/DATA端分别连接至电压钳位模块、数据采样校准模块、电源线采样传输数据模块；所述电压钳位模块输出端分别连接至GND/DATA端和电源供电模块；所述电源供电模块输出端分别连接数据采样校准模块、电源线采样传输数据模块、指令设置芯片初始状态模块、判断E-fuse地址和芯片初始地址相同与否模块、E-fuse模块、数据存储模块和PWM恒流输出驱动电路，进行供电；所述电源线采样传输数据模块输出端分别连接至指令设置芯片初始状态模块和数据存储模块；所述判断E-fuse地址和芯片初始地址相同与否模块连接至数据存储模块；所述恒流输出驱动电路连接至R端、G端、B端、W端；
所述级联芯片上还设有振荡电路及复位电路，振荡电路及复位电路连接于电源供电模块与电源线采样传输数据模块之间。
进一步地，所述控制器设有VDD和GND端口，所述控制器的 VDD、GND端分别连接至所有级联芯片的VDD、GND端；所述LED 灯与级联芯片的R端、G端、B端、W端连接。
本发明的一种电源供电同时传输数据的两线级联应用系统的实现方法，包括以下步骤：
步骤1：通过电压钳位模块，在级联应用时实现稳定准确的电源和数据传输；
步骤2：数据传输至数据采样校准模块，通过数据采样校准模块，实时改变传输数据的判断标准，精确采样传输数据；数据采样校准后，电源线采样传输数据模块采样传输数据；
步骤3：判断传输数据为写地址码指令，则写芯片E-fuse 模块地址，设置芯片地址，否则重新采样判断传输数据；
步骤4：判断传输数据为设置芯片初始地址指令数据，则设置芯片初始地址，并且接收一组显示指令数据后芯片初始地址加一，否则重新采样判断传输数据；
步骤5：判断传输数据为显示指令数据，则判断E-fuse地址和芯片初始地址相同与否，相同则采样储存对应地址的显示数据并且PWM恒流输出显示，不同则忽略。
本发明与现有技术相比的优点是：
本发明对于级联应用，在电源上传输数据，实现了两线级联应用(电源线和地线)，节省了生产成本；数据采样校准模块，实时改变传输数据的判断标准，精确采样传输数据，确保传输数据的正确，保证了两线级联应用的准确性；E-fuse模块可以随时烧断确定芯片地址，简化了生产流程，实现了生产的自动化；设置芯片初始地址，减少了无效数据，提高了两线级联应用的刷新率，优化了显示效果。总之，本发明对于级联应用，保证了级联应用的准确性、节省了生产成本、简化了生产流程、实现了生产的自动化、优化了显示效果等等。
附图说明
图1为两线级联应用系统示意图。
图2为市场上通用的两线级联芯片的内部电路示意框图。
图3为本发明的两线级联芯片的内部电路示意框图。
图4为本发明的实施步骤示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步详述。
图1为两线级联应用系统示意图。
图2为市场上通用的两线级联芯片的内部电路示意框图，此时级联芯片直接从电源线采样传输数据。当两线级联应用系统较长，即两线级联应用系统串并联较多的级联芯片时，因为寄生电阻电容等影响，导致在电源线上传输的数据异常(高电平的宽度变长或者变短)，导致错误写地址，导致显示异常等。同时市场上通用的两线级联应用系统，传输数据包括地址和显示，一颗级联芯片的数据较多，相同刷新率的条件下减少了两线级联应用系统的级联芯片颗数。晶原中测时Trimming模块烧断确定芯片地址，两线级联应用系统在生产过程中采用摄像视频识别或者感光三极管识别等配合设定的寻址程序完成级联芯片寻址工作，生产成本高，生产流程复杂。
图3为本发明的两线级联芯片的内部电路示意框图，此时使用E-fuse模块地址代替Trimming模块，增加数据采样校准模块，增加指令设置芯片初始地址模块，判断E-fuse地址和芯片初始地址相同与否模块等。当两线级联应用系统较长，即两线级联应用系统串并联较多的级联芯片时，因为寄生电阻电容等影响，导致在电源线上传输的数据异常(高电平的宽度变长或者变短)，本发明的两线级联芯片通过数据采样校准模块，仍然可以正确采样传输数据，保证功能正确等。本发明的两线级联芯片，增加了指令设置芯片初始状态模块，传输数据可以指令设置地址，然后地址顺序加一，减少了每颗芯片的传输数据位数，相同刷新率的条件下增加了两线级联应用系统的级联芯片颗数。E-fuse模块可以在级联芯片的任意时间烧断确定芯片地址(比如生产过程中也可以烧断E-fuse模块确定芯片的地址)，因此两线级联应用系统可以在生产过程中按照要求烧断确定芯片地址，按照控制器定义的顺序生产两线级联应用系统，接收控制器传输的数据正确显示受控等，生产成本低，生产流程简单。
结合图2、图3、图4所示，本发明的一种电源供电同时传输数据的两线级联应用系统，包括控制器、级联芯片、LED灯，所述控制器连接级联芯片，级联芯片与LED灯连接，其特征在于：所述级联芯片中设有电压钳位模块(电压钳位模块在级联应用时实现稳定准确的电源和数据传输)、电源供电模块、数据存储模块、PWM恒流输出驱动电路、R端、G端、B端、W端、VCC/DATA 端和GND/DATA端，以及依次连接的数据采样校准模块、电源线采样传输数据模块、指令设置芯片初始状态模块、判断E-fuse 地址和芯片初始地址相同与否模块、E-fuse模块(存储芯片地址，生产应用过程中随时烧断E-fuse确定不同的芯片地址，方便生产应用)；
所述VCC/DATA端分别连接至电压钳位模块、数据采样校准模块、电源线采样传输数据模块；所述电压钳位模块输出端分别连接至GND/DATA端和电源供电模块；所述电源供电模块输出端分别连接数据采样校准模块、电源线采样传输数据模块、指令设置芯片初始状态模块、判断E-fuse地址和芯片初始地址相同与否模块、E-fuse模块、数据存储模块和PWM恒流输出驱动电路，进行供电；所述电源线采样传输数据模块输出端分别连接至指令设置芯片初始状态模块和数据存储模块；所述判断E-fuse地址和芯片初始地址相同与否模块连接至数据存储模块；所述恒流输出驱动电路连接至R端、G端、B端、W端；
所述级联芯片上还设有振荡电路及复位电路，振荡电路及复位电路连接于电源供电模块与电源线采样传输数据模块之间。
进一步地，所述控制器设有VDD和GND端口，所述控制器的 VDD、GND端分别连接至所有级联芯片的VDD、GND端；所述LED 灯与级联芯片的R端、G端、B端、W端连接。
如图3所示，本发明的一种电源供电同时传输数据的两线级联应用系统的实现方法，包括以下步骤：
级联芯片上电，电压钳位模块在级联应用时实现稳定准确的电源和数据传输；
级联芯片通过数据采样校准模块300，实时改变传输数据的判断标准，精确采样传输数据；数据采样校准后，电源线采样传输数据模块采样传输数据；
判断传输数据为写地址码指令，则写芯片E-fuse模块500，设置芯片地址，否则重新采样判断传输数据；
判断传输数据为设置芯片初始地址指令数据，则在指令设置芯片初始状态模块400设置芯片初始地址，并且接收一组显示指令数据后芯片初始地址加一，否则重新采样判断传输数据；
判断传输数据为显示指令数据，则判断模块500存储的E-fuse地址和模块400存储的芯片初始地址相同与否，相同则采样储存对应地址的显示数据并且PWM恒流输出显示，不同则忽略。
使用了本发明后，实现了一种电源供电同时传输数据的两线级联应用系统。通用原有的应用系统，没有增加使用成本，提高了LED显示级联应用系统的应用可靠性、提高了显示刷新率等，安全、有效、正确的使用级联LED显示应用系统。
本发明实现了一种电源供电同时传输数据的两线级联应用系统及其实现方法，通用原有的应用系统，没有增加使用成本，提高了LED显示级联应用系统的应用可靠性、提高了显示刷新率等，安全、有效、正确的使用LED显示级联应用系统。当然，本发明不仅仅适用于LED显示两线级联应用系统，也适用于其它级联应用系统(例如电源线和数据线分离等)。
本说明书所述的仅是本发明的较佳的具体实施方式，用于说明本发明的技术方案，而非对本发明的限制，凡本领域的技术人员依据本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验来对本发明做出了一些调整和改变而得到的技术方案，例如应用于串联应用LED显示、并联应用LED显示、并联应用工业控制、串联应用工业控制、其它级联应用系统等等(例如电源线和数据线分离等)。仍为本发明的要义所在，皆应在本发明的范围之内。

Claims (3)

1.一种电源供电同时传输数据的两线级联应用系统，包括控制器、级联芯片、LED灯，所述控制器连接级联芯片，级联芯片与LED灯连接，其特征在于：所述级联芯片中设有电压钳位模块、电源供电模块、数据存储模块、PWM恒流输出驱动电路、R端、G端、B端、W端、VCC/DATA端和GND/DATA端，以及依次连接的数据采样校准模块、电源线采样传输数据模块、指令设置芯片初始状态模块、判断E-fuse地址和芯片初始地址相同与否模块、E-fuse模块；
所述VCC/DATA端分别连接至电压钳位模块、数据采样校准模块、电源线采样传输数据模块；所述电压钳位模块输出端分别连接至GND/DATA端和电源供电模块；所述电源供电模块输出端分别连接数据采样校准模块、电源线采样传输数据模块、指令设置芯片初始状态模块、判断E-fuse地址和芯片初始地址相同与否模块、E-fuse模块、数据存储模块和PWM恒流输出驱动电路，进行供电；所述电源线采样传输数据模块输出端分别连接至指令设置芯片初始状态模块和数据存储模块；所述判断E-fuse地址和芯片初始地址相同与否模块连接至数据存储模块；所述恒流输出驱动电路连接至R端、G端、B端、W端；
所述级联芯片上还设有振荡电路及复位电路，振荡电路及复位电路连接于电源供电模块与电源线采样传输数据模块之间。
2.根据权利要求1所述的一种电源供电同时传输数据的两线级联应用系统，其特征在于：所述控制器设有VDD和GND端口，所述控制器的VDD、GND端分别连接至所有级联芯片的VDD、GND端；所述LED灯与级联芯片的R端、G端、B端、W端连接。
3.一种电源供电同时传输数据的两线级联应用系统的实现方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：通过电压钳位模块，在级联应用时实现稳定准确的电源和数据传输；
步骤2：数据传输至数据采样校准模块，通过数据采样校准模块，实时改变传输数据的判断标准，精确采样传输数据；数据采样校准后，电源线采样传输数据模块采样传输数据；
步骤3：判断传输数据为写地址码指令，则写芯片E-fuse模块地址，设置芯片地址，否则重新采样判断传输数据；
步骤4：判断传输数据为设置芯片初始地址指令数据，则设置芯片初始地址，并且接收一组显示指令数据后芯片初始地址加一，否则重新采样判断传输数据；
步骤5：判断传输数据为显示指令数据，则判断E-fuse地址和芯片初始地址相同与否，相同则采样储存对应地址的显示数据并且PWM恒流输出显示，不同则忽略。
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