CN118098135A - 用于驱动led灯板的转换控制装置、转换控制芯片和显示设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种用于驱动LED灯板的转换控制装置、转换控制芯片和显示设备，其中，该转换控制装置利用输入模块接入并解析输入数据，再通过依次串联连接多个数据组模块接入解析后的输入数据，并将解析后的输入数据转换成对应每个数据组模块的显示数据和时序信息，而后利用时序调制模块根据时序信息生成每个数据组模块的显示数据的输出时序，以控制与该数据组模块的数组对应连接的至少一组LED灯组的时序。由此可以让MCU通过转换控制装置点亮LED灯板，减少现有技术中的额外芯片，有效节省成本，能灵活适配不同类型端口的管脚个数，实现端口时序和LED灯板接口时序的一致性，实现低成本、低刷新频率显示设备的显示。

Description

用于驱动LED灯板的转换控制装置、转换控制芯片和显示设备

技术领域

本公开涉及显示技术领域，具体涉及一种用于驱动LED灯板的转换控制装置、转换控制芯片和显示设备。

背景技术

随着技术的发展和社会的进步，LED显示屏在日常生活中的应用越来越广泛，常用的LED显示屏控制系统主要包括依次连接的视频源、视频处理器、发送卡、扫描卡以及LED显示屏，而扫描卡一般配合转接板(也称HUB板)安装在LED箱体内，同时HUB板上的HUB口会通过排线或者排针连接多个LED灯板模组进行级联显示，这样就组成了一个LED箱体，多个LED箱体再拼接成一个LED显示屏。

转换控制芯片转换控制芯片转换控制芯片由于各协议标准适用的物理接口以及支持传输的数据类型、支持特定功能等存在较大差异，不同应用场景、不同类型终端选择的视频传输协议呈现多元化特征。而在现有的低成本低刷新频率的显示场景中，控制处理芯片多采用常见的MCU，其强调简单效能、低成本应用，运算能力有限。一般的MCU控制LED灯板显示内容时，可能存在无法和LED灯板接口适配对接的情形，同时，MCU处理数据的工作频率受限，无法处理高速传输的数据，很难协调不同类型的多个输出端口来满足各个灯板模组之间的时序要求，这就可能导致出现端口时序和LED灯板接口时序无法保持一致性的问题，进而影响显示效果。

发明内容

为了解决上述技术问题，本公开提供了一种用于驱动LED灯板的转换控制装置、转换控制芯片和显示设备，可以让MCU通过转换控制装置点亮LED灯板，不需要控制卡、接收卡，在保证传输数据显示效果的基础上，有效节省成本，还能灵活适配不同类型端口的管脚个数，实现端口时序和LED灯板接口时序的一致性。

一方面本公开提供了一种用于驱动LED灯板的转换控制装置，所述转换控制装置对上位机接入的输入数据进行数据转换和时序调制后，传输至所述LED灯板，其中，所述转换控制装置包括：

输入模块，用于接入并解析所述输入数据；

多个数据组模块，所述多个数据组模块依次串联连接，通过首个数据组模块串行输入解析后的输入数据，并将所述解析后的输入数据转换成对应每个所述数据组模块的显示数据和时序信息，每个所述数据组模块的输出端口适配与其连接的所述LED灯板中至少一组LED灯组的控制接口；

时序调制模块，用于根据所述时序信息生成每个所述数据组模块的显示数据的输出时序，以控制与所述数据组模块的数组对应连接的所述至少一组LED灯组的时序。

在一些实施例中，所述转换控制装置还包括：

命令控制模块，所述命令控制模块连接在所述输入模块与所述时序调制模块之间，用于获取所述解析后的输入数据中的锁存命令信号和时序调制参数，并根据所述锁存命令信号控制所述时序调制模块接入数据，以及根据所述时序调制参数生成所述时序信息。

在一些实施例中，与所述转换控制装置连接的所述上位机为微控制器，所述微控制器与所述转换控制装置的通信连接方式可以为：UART总线通信、I2C总线通信、SPI总线通信、RS232总线通信或RS485总线通信。

在一些实施例中，所述微控制器与所述转换控制装置的通信连接方式为SPI总线通信，并且，每个所述数据组模块的输出端口至少包括：时钟信号端口、串行输入端口、串行输出端口和使能信号端口，

所述多个数据组模块的时钟信号端口为并联共用端口，所述多个数据组模块的串行输入端口和串行输出端口依次串行顺序连接。

在一些实施例中，每个所述数据组模块的显示数据包括与所述数据组模块连接的所述至少一组LED灯组的RGB数据组。

在一些实施例中，所述转换控制装置中的所述输入模块、所述多个数据组模块和所述时序调制模块集成与同一芯片上。

在一些实施例中，所述LED灯板为并联的多个LED灯板模组，多个所述转换控制装置与所述多个LED灯板模组一一对应连接，且多个所述转换控制装置依次级联，并通过首个所述转换控制装置接入上位机的输入数据。

另一方面本公开提供了一种转换控制芯片，其中，所述转换控制芯片包括如前所述的用于驱动LED灯板的转换控制装置，所述转换控制芯片连接于设备源与显示终端之间。

在一些实施例中，所述显示终端包括LED显示面板，所述LED显示面板中的LED灯板为选自次毫米发光二极管、微发光二极管或量子点发光二极管所组成的群组。

另一方面本公开还提供了一种显示设备，其中，包括：

设备源，用于提供显示的输入数据；

如前所述的用于驱动LED灯板的转换控制芯片；以及

显示终端。

本公开的有益效果是：本公开提供的一种用于驱动LED灯板的转换控制装置、转换控制芯片和显示设备，其中，所述转换控制装置对上位机接入的输入数据进行数据转换和时序调制后，传输至所述LED灯板，该转换控制装置包括：输入模块，用于接入并解析所述输入数据；多个数据组模块，所述多个数据组模块依次串联连接，通过首个数据组模块串行输入解析后的输入数据，并将所述解析后的输入数据转换成对应每个所述数据组模块的显示数据和时序信息，每个所述数据组模块的输出端口适配与其连接的所述LED灯板中至少一组LED灯组的控制接口；时序调制模块，用于根据所述时序信息生成每个所述数据组模块的显示数据的输出时序，以控制与所述数据组模块的数组对应连接的所述至少一组LED灯组的时序。由此可以让MCU通过转换控制装置点亮LED灯板，不需要现有技术中的控制卡和接收卡，有效节省成本，在保证传输数据显示效果的基础上，能灵活适配不同类型端口的管脚个数，实现端口时序和LED灯板接口时序的一致性，实现低成本、低刷新频率显示设备的显示。

附图说明

通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出本公开实施例提供的用于驱动LED灯板的转换控制装置的结构示意图；

图2示出本公开又一实施例提供的用于驱动LED灯板的转换控制装置的结构示意图；

图3示出图1所示转换控制装置中数据组模块的部分输出端口的功能示意表。

具体实施方式

为了便于理解本公开，下面将参照相关附图对本公开进行更全面的描述。附图中给出了本公开的较佳实施例。但是，本公开可以通过不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反的，提供这些实施例的目的是使对本公开内容的理解更加透彻全面。

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公开的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本公开的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本公开。

现有的LED显示屏点亮需要由扫描卡输出图像显示驱动信号，然后经过转接板(也叫HUB板)进行数据分组和信号驱动增强，再由HUB板通过排线或者其他连接器连接到LED灯板模组进行点亮，同时LED灯板模组上的一些具有监控功能的芯片或者功能模块也需要通过排线及HUB板与扫描卡进行通信，从而实现将监控信息回传到扫描卡端，再通过扫描卡传回到上位机软件展示给用户。

然而，在现有扫描卡中，由于需具有较完整的功能性，扫描卡需要从前端发送卡通过网络接收数据，同时要通过标准的HUB接口输出图像显示驱动信号，这样加上现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)以及其配套的相关器件、输出信号增强用的驱动芯片等，导致扫描卡的体积比较大，成本较高。

现有的显示设备为提高性能和显示效果，使用高性能的处理芯片、驱动芯片来对显示数据做优化和处理，从而达到提升用户体验的目的，但这极大地增加了成本，在高性能高成本的市场中还好，但对于低刷新频率、低成本的显示场景，上述处理就不太实用了。基于此，本公开提出了一种用于驱动LED灯板的转换控制装置、桥接芯片和显示设备，让MCU通过转换控制装置点亮LED灯板，不需要现有技术中的控制卡和接收卡，有效节省成本，在保证传输数据显示效果的基础上，实现端口时序和LED灯板接口时序的一致性，实现低成本、低刷新频率显示设备的显示。

下面，参照附图对本公开进行详细说明。

图1示出本公开实施例提供的用于驱动LED灯板的转换控制装置的结构示意图。

在此需要了解的是，LED显示屏的刷新率又叫“视觉刷新频率”、“刷新频率”，是指每秒钟显示画面被显示屏重复显示的次数，单位是Hz(赫兹)。刷新率是表征LED显示屏画面稳定不闪烁的重要指标。LED显示屏刷新率越高，画面显示越稳定，视觉闪烁感就越小，换言之对视力的保护也就越好。LED灯板的刷新率是由灯板上的驱动芯片决定的，一般全彩LED显示屏的刷新率有三种，分别是960Hz、1920Hz、3840Hz。960Hz常被称为低刷，1920Hz称为普刷，3840Hz称为高刷。

在LED显示屏的几个核心部件——LED电源、LED驱动芯片、LED灯珠中，LED驱动芯片对屏幕刷新率的影响比较大。当使用普通驱动芯片时，刷新率只能达到960Hz，而使用双锁存驱动芯片可以大幅提升LED显示屏的刷新率，使用高清高阶PWM驱动芯片则能让LED显示屏的刷新率达到3840Hz。静态驱动是驱动芯片管脚输出到灯管只控制一个像素点；动态驱动是驱动芯片管脚输出到灯管控制一列像素点，有4个灯珠，8个灯珠，16个灯珠，以此类推，几扫就控制一列的几个灯管。以下本公开各个实施例应用的显示场景为低成本、低刷新频率的动态驱动显示场景。通常显示内容主流上是60Hz，有些应用场景没有必要60HZ，如说商店门头屏广告等，1秒钟更新几次就够用的。

如图1所示，本公开实施例提供了一种用于驱动LED灯板300的转换控制装置200，所述转换控制装置200对上位机(图中以微控制器为例，下同)100接入的输入数据进行数据转换和时序调制后，传输至所述LED灯板300，其中，所述转换控制装置200至少包括：输入模块210、多个数据组模块220和时序调制模块230，

其中，输入模块210用于接入并解析所述输入数据；

该多个数据组模块220如图1所示，在本实施例中所述多个数据组模块220例如可以包括：数据组模块220-1、数据组模块220-2、数据组模块220-3和数据组模块220-4，该多个数据组模块220依次串联连接，通过首个数据组模块220-1串行输入解析后的输入数据，并将所述解析后的输入数据转换成对应每个所述数据组模块220的显示数据和时序信息，每个所述数据组模块220的输出端口适配与其连接的所述LED灯板300中至少一组LED灯组的控制接口；

时序调制模块230用于根据所述时序信息生成每个所述数据组模块220的显示数据的输出时序，以控制与所述数据组模块220的数组对应连接的所述至少一组LED灯组的时序。

在一些实施例中，所述转换控制装置200还包括：命令控制模块240，所述命令控制模块240连接在所述输入模块210与所述时序调制模块230之间，用于获取所述解析后的输入数据中的锁存命令信号和时序调制参数，并根据所述锁存命令信号控制所述时序调制模块230接入数据，以及根据所述时序调制参数生成所述时序信息。

在一些实施例中，与所述转换控制装置200连接的所述上位机为微控制器(如MCU，下同)100，所述微控制器100与所述转换控制装置200的通信连接方式可以为：UART总线通信、I2C总线通信、SPI总线通信、RS232总线通信或RS485总线通信。当然在其他可替代的实施例中，通信方式可以是其他能够实现以下数据传输功能的其他通信协议，在此不作限制。在以下实施例中，仅以SPI总线通信作为其中一种的通信方式来进行示例性的描述说明，其他通信方式可参考理解和替换。

可以理解的是，MCU也可以替换成其他微处理器例如ARM处理器或DSP等。

在一些实施例中，所述微控制器100与所述转换控制装置200的通信连接方式为SPI总线通信，并且，每个所述数据组模块220的输出端口至少包括：时钟信号端口Sclk、串行输入端口Si、串行输出端口So和使能信号端口Csn。在实际应用中，可以通过一个芯片的简单4线SPI接口(SI，SO，SCLK，CSN)来配置它的工作模式，并能实现读写数据缓存的功能，其中，所有的地址和数据在SPI上传送时都是以MSB开始的。

如图3表中各个端口的功能示意，其中，该多个数据组模块220的时钟信号端口Sclk为并联共用端口，该多个数据组模块220的串行输入端口Si和串行输出端口So依次串行顺序连接，串行顺序以该多个数据组模块220的串联顺序进行传送数据，传输数据的数据长度根据装置内数据组模块220的内部寄存器的设定而定。

在一些实施例中，每个所述数据组模块220的显示数据包括与所述数据组模块220连接的所述至少一组LED灯组的RGB数据组。LED灯板300的接口可以包括：时钟信号端口Sclk、锁存命令信号端口、换行信号线端口和多组LED(RGB)数据信号线端口。本实施例中的转换控制装置200可以让MCU通过该转换控制装置200点亮LED灯板300，不需要现有技术中的控制卡和接收卡，有效节省成本。

同时，在稳定传输数据和保证显示效果的基础上，能灵活适配不同类型端口的管脚个数，实现端口时序和LED灯板接口时序的一致性，以此实现低成本、低刷新频率的显示设备的显示。

在一些实施例中，所述转换控制装置200中的所述输入模块210、所述多个数据组模块220和所述时序调制模块230集成与同一芯片上，提高集成度，减小芯片面积，有利于显示系统的小型化。

如图2所示，在另外一些实施例中，多个所述转换控制装置200依次级联，并通过首个所述转换控制装置200接入上位机100的输入数据，相应的，所述LED灯板300可以为并联的多个LED灯板模组，如：LED灯板300-1、LED灯板300-2和LED灯板300-3，多个所述转换控制装置200(如：转换控制装置200-1、转换控制装置200-2和转换控制装置200-3)与所述多个LED灯板模组一一对应连接，以实现MCU对多个串联的转换控制装置200的控制，以满足一些中屏显示场景中多个LED灯板组，或者小屏显示场景中LED灯板的精度控制的应用场景。

基于同一发明构思，另一方面本公开实施例还提供了一种转换控制芯片(未示出)，其中，所述转换控制芯片包括如前实施例中所述的用于驱动LED灯板300的转换控制装置200，所述转换控制芯片连接于设备源与显示终端之间。所述设备源用于提供包括控制命令、时序信息和显示内容的视频数据，所述显示终端将数据转换和时序调制后的显示数据在对应的LED灯板上进行执行。

在一些实施例中，所述显示终端可以包括LED显示面板，所述LED显示面板中的LED灯板为选自次毫米发光二极管、微发光二极管或量子点发光二极管所组成的群组。

基于同一发明构思，另一方面本公开实施例还提供了一种显示设备，其中，包括：

设备源，用于提供显示的输入数据；

如前实施例中所述的用于驱动LED灯板300的转换控制芯片；以及

显示终端。

综上，本公开实施例提供了一种用于驱动LED灯板300的转换控制装置200、转换控制芯片和显示设备，其中，所述转换控制装置200对上位机100接入的输入数据进行数据转换和时序调制后，传输至所述LED灯板300，该转换控制装置200包括：输入模块210，用于接入并解析所述输入数据；多个数据组模块220，所述多个数据组模块220依次串联连接，通过首个数据组模块220串行输入解析后的输入数据，并将所述解析后的输入数据转换成对应每个所述数据组模块220的显示数据和时序信息，每个所述数据组模块220的输出端口适配与其连接的所述LED灯板300中至少一组LED灯组的控制接口；时序调制模块230，用于根据所述时序信息生成每个所述数据组模块220的显示数据的输出时序，以控制与所述数据组模块220的数组对应连接的所述至少一组LED灯组的时序。由此可以让MCU通过转换控制装置200点亮LED灯板300，不需要现有技术中的控制卡和接收卡，有效节省成本，在保证传输数据显示效果的基础上，能灵活适配不同类型端口的管脚个数，实现端口时序和LED灯板300接口时序的一致性，以实现低成本、低刷新频率的显示设备的显示。

应当说明的是，在本公开的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

此外，在本文中，所含术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本公开所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本公开的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种用于驱动LED灯板的转换控制装置，所述转换控制装置对上位机接入的输入数据进行数据转换和时序调制后，传输至所述LED灯板，其中，所述转换控制装置包括：

输入模块，用于接入并解析所述输入数据；

多个数据组模块，所述多个数据组模块依次串联连接，通过首个数据组模块串行输入解析后的输入数据，并将所述解析后的输入数据转换成对应每个所述数据组模块的显示数据和时序信息，每个所述数据组模块的输出端口适配与其连接的所述LED灯板中至少一组LED灯组的控制接口；

时序调制模块，用于根据所述时序信息生成每个所述数据组模块的显示数据的输出时序，以控制与所述数据组模块的数组对应连接的所述至少一组LED灯组的时序。

2.根据权利要求1所述的用于驱动LED灯板的转换控制装置，其中，还包括：

命令控制模块，所述命令控制模块连接在所述输入模块与所述时序调制模块之间，用于获取所述解析后的输入数据中的锁存命令信号和时序调制参数，并根据所述锁存命令信号控制所述时序调制模块的接收数据，以及根据所述时序调制参数生成所述时序信息。

3.根据权利要求2所述的用于驱动LED灯板的转换控制装置，其中，与所述转换控制装置连接的所述上位机为微控制器，所述微控制器与所述转换控制装置的通信连接方式可以为：UART总线通信、I2C总线通信、SPI总线通信、RS232总线通信或RS485总线通信。

4.根据权利要求3所述的用于驱动LED灯板的转换控制装置，其中，所述微控制器与所述转换控制装置的通信连接方式为SPI总线通信，并且，每个所述数据组模块的输出端口至少包括：时钟信号端口、串行输入端口、串行输出端口和使能信号端口，

所述多个数据组模块的时钟信号端口为并联共用端口，所述多个数据组模块的串行输入端口和串行输出端口依次串行顺序连接。

5.根据权利要求1所述的用于驱动LED灯板的转换控制装置，其中，每个所述数据组模块的显示数据包括与所述数据组模块连接的所述至少一组LED灯组的RGB数据组。

6.根据权利要求1所述的用于驱动LED灯板的转换控制装置，其中，所述转换控制装置中的所述输入模块、所述多个数据组模块和所述时序调制模块集成与同一芯片上。

7.根据权利要求1所述的用于驱动LED灯板的转换控制装置，其中，所述LED灯板为并联的多个LED灯板模组，多个所述转换控制装置与所述多个LED灯板模组一一对应连接，且多个所述转换控制装置依次级联，并通过首个所述转换控制装置接入上位机的输入数据。

8.一种转换控制芯片，其中，所述转换控制芯片包括如权利要求1～7中任一项所述的用于驱动LED灯板的转换控制装置，所述转换控制芯片连接于设备源与显示终端之间。

9.根据权利要求8所述的转换控制芯片，其中，所述显示终端包括LED显示面板，所述LED显示面板中的LED灯板为选自次毫米发光二极管、微发光二极管或量子点发光二极管所组成的群组。

10.一种显示设备，其中，包括：

设备源，用于提供显示的输入数据；

如权利要求8或9所述的用于驱动LED灯板的转换控制芯片；以及

显示终端。