CN201655248U - Led点阵扫描驱动控制电路及led点阵扫描控制芯片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种LED点阵扫描驱动控制电路，通过数据输入接口模块接收串行点阵数据；通过数据缓存模块缓存点阵数据；通过自动扫描模块读取数据缓存模块中缓存的点阵数据并行输出到行列驱动电路；通过数据级联接口模块完成数据级联功能；通过行列驱动电路，根据自动扫描模块并行传来的点阵数据，驱动LED点阵显示单元完成LED点阵动态行列扫描。本实用新型的LED点阵扫描驱动控制电路，功耗低，稳定可靠，并易于扩展。本实用新型还公开了一种LED点阵扫描控制芯片。
Description
技术领域
本实用新型涉及计算机通信与电子线路技术，特别涉及一种LED点阵扫描驱动控制电路及LED点阵扫描控制芯片。
背景技术
现有的LED点阵显示控制电路一般采用单片机方案，即由一个主控单片机作为核心器件，完成数据输入接口、显示数据缓存和行列扫描功能，外接驱动电路(一般为串并转换芯片和译码逻辑芯片)完成显示行列驱动，该方式有以下几个问题：
1.采用单片机程序完成动态扫描功能，扫描频率不高、稳定性不好。
2.单片机程序软件指令执行有一定的时间周期，动态扫描的频率受限，导致单片机控制动态扫描的可扩展性不好。
3.单片机外围驱动电路采用串并转换电路和译码电路实现，板级电路复杂，功耗大，并且发光效率不高，发热量大，使用维护成本高。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种LED点阵扫描驱动控制电路，功耗低，稳定可靠，并易于扩展。
为解决上述技术问题，本实用新型的LED点阵扫描驱动控制电路，包括LED点阵扫描控制芯片和行列驱动电路；所述LED点阵扫描控制芯片包括数据输入接口模块、数据缓存模块、自动扫描模块、数据级联接口模块；
所述数据输入接口模块，用于同主控制器或上一级LED点阵扫描驱动控制电路单元的数据级联接口模块相连，接收串行点阵数据；
所述数据缓存模块，用于缓存数据输入接口模块接收到的点阵数据；
所述自动扫描模块，采用硬件逻辑电路，用于读取数据缓存模块中缓存的点阵数据，并行输出到行列驱动电路；
所述数据级联接口模块，用于完成数据级联功能，包括一计数器，所述计数器对数据输入接口模块接收到的串行点阵数据进行计数，当计数器计数值超过数据缓存模块的缓存容量值时，数据级联接口模块将数据输入接口模块接收到的超过数据缓存模块的缓存容量值的点阵数据顺序串行输出到下一个LED点阵扫描驱动控制电路单元，如果数据输入接口模块接收到的串行点阵数据流中间出现中断，则数据级联接口模块将计数器清零后重新计数；
所述行列驱动电路，根据自动扫描模块并行传来的点阵数据，驱动LED点阵显示单元，完成LED点阵动态行列扫描。
所述数据输入接口模块可以采用RS232接口。
所述数据缓存模块可以采用双端口RAM结构，对应RAM缓存容量为64×16bit；所述该自动扫描模块，控制行列驱动电路对LED点阵显示单元以16行64列的方式进行动态扫描；所述数据级联接口模块，其计数器对数据输入接口模块接收到的串行点阵数据流进行计数，对超过1024bit的数据向下一LED点阵扫描驱动控制电路单元串行发送；如果串行点阵数据流的字符间隔超过3个串口通信字符宽度，则数据级联接口模块将计数器清零后重新计数。
所述行列驱动电路的行驱动电路可以采用共阳极设计，其工作电压可调，列驱动电路可以采用恒流设计，其恒流值可调。所述行列驱动电路可以为16行，其供电电压为3.3V，所述列驱动电路可以为64列，其电流为12mA。
为解决上述技术问题，本实用新型还公开了一种LED点阵扫描控制芯片，包括数据输入接口模块、数据缓存模块、自动扫描模块、数据级联接口模块；
所述数据输入接口模块，用于同主控制器或上一级LED点阵扫描驱动控制电路单元的数据级联接口模块相连，接收串行点阵数据；
所述数据缓存模块，用于缓存数据输入接口模块接收到的点阵数据；
所述自动扫描模块，采用硬件逻辑电路，用于读取数据缓存模块中缓存的点阵数据，并行输出到行列驱动电路，控制行列驱动电路对LED点阵显示单元进行动态扫描；
所述数据级联接口模块，用于完成数据级联功能，包括一计数器，所述计数器对数据输入接口模块接收到的串行点阵数据进行计数，当计数器计数值超过数据缓存模块的缓存容量值时，数据级联接口模块将数据输入接口模块接收到的超过数据缓存模块的缓存容量值的点阵数据顺序串行输出到下一个LED点阵扫描驱动控制电路单元，如果数据输入接口模块接收到的串行点阵数据流中间出现中断，则数据级联接口模块将计数器清零后重新计数。
本实用新型的LED点阵扫描驱动控制电路及LED点阵扫描控制芯片，电路采用单芯片解决方案，将多个电路功能模块集成到LED点阵扫描控制芯片单芯片内部，通过硬件数字逻辑电路实现，降低了低功耗，提高了稳定性和可靠性。通过数据缓存模块缓存显示点阵数据，然后自动扫描模块根据缓存的点阵数据自动完成LED点阵扫描和显示驱动，这种脱离控制主机的一级缓存设计提高了LED点阵显示单元的扫描频率，并可以实现脱机运行；自动扫描模块是由硬件逻辑电路设计实现并固化在单芯片内部，使自动扫描稳定可靠，同时实现和主控机独立并行运行；通过数据级联接口电路完成多个LED点阵扫描驱动控制电路之间的级联功能，当主控计算机需要控制多个LED点阵显示单元时，只需要将多个LED点阵扫描驱动控制电路单元级联，各LED点阵扫描驱动控制电路单元分别驱动一LED点阵显示单元，主控计算机只需向级联的第一个LED点阵扫描驱动控制电路单元的数据输入接口模块顺序连续发送所有的待显示点阵数据，即可完成对所有LED点阵显示单元的显示内容控制，便于通过级联方式进行行列扩展，以适用于不同规格点阵显示屏需求。
附图说明
下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
图1是本实用新型的LED点阵扫描驱动控制电路及LED点阵扫描控制芯片一实施方式的结构图。
具体实施方式
本实用新型的LED点阵扫描驱动控制电路及LED点阵扫描控制芯片一实施方式如图1所示，
所述LED点阵扫描驱动控制电路，包括LED点阵扫描控制芯片和行列驱动电路；所述LED点阵扫描控制芯片包括数据输入接口模块、数据缓存模块、自动扫描模块、数据级联接口模块；
所述数据输入接口模块，用于同主控制器或上一级LED点阵扫描驱动控制电路单元的数据级联接口模块相连，接收串行点阵数据，完成和主控制器或上一级LED点阵扫描驱动控制电路单元的数据通信功能；
所述数据缓存模块，用于缓存数据输入接口模块接收到的点阵数据，完成数据输入接口模块到自动扫描模块之间的点阵数据缓存和隔离，实现点阵数据刷新和自动扫描模块的独立并行运行机制；
所述自动扫描模块，采用硬件逻辑电路设计，用于读取数据缓存模块中缓存的点阵数据，并行输出到行列驱动电路。
所述数据级联接口模块，用于完成数据级联功能，包括一计数器，所述计数器对数据输入接口模块接收到的串行点阵数据进行计数，当计数器计数值超过数据缓存模块的缓存容量值时，数据级联接口模块将数据输入接口模块接收到的超过数据缓存模块的缓存容量值的点阵数据顺序串行输出到下一个LED点阵扫描驱动控制电路单元，如果数据输入接口模块接收到的串行点阵数据流中间出现中断，则认为是接收到一个新的点阵数据流，数据级联接口模块将计数器清零后重新计数。
所述行列驱动电路，根据自动扫描模块并行传来的点阵数据，驱动LED点阵显示单元，完成LED点阵动态行列扫描；根据LED发光点的电流电压特性，所述行列驱动电路的行驱动电路采用共阳极设计，其工作电压可调，列驱动电路采用恒流设计，其恒流值可调，从而降低发热损耗，同等显示亮度下的功耗更低，提高发光效率。
下面给出一个具体的实施例。
针对一个16行64列的单红色LED点阵显示单元，设计本实用新型的LED点阵扫描驱动控制电路及LED点阵扫描控制芯片。
首先，基于可编程逻辑器件设计LED点阵扫描控制芯片，LED点阵扫描控制芯片包括数据输入接口模块、数据缓存模块、自动扫描模块、数据级联接口模块四个电路单元；
该数据输入接口模块采用RS232接口，RS232接口具有接口简单、通信距离长等优点；
该数据缓存模块采用双端口RAM结构，对应RAM缓存容量为64×16bit；
该自动扫描模块，控制行列驱动电路对LED点阵显示单元以16行64列的方式进行动态扫描，行频可达到2K，场频可达到128Hz；
该数据级联接口模块，判断串行点阵数据流中间是否出现中断的间隔时间设置为3个串口通信字符宽度，该数据级联接口模块的计数器对数据输入接口模块接收到的串行点阵数据流进行计数，对超过1024bit的数据向下一LED点阵扫描驱动控制电路单元串行发送，完成对下一个LED点阵扫描驱动控制电路单元的级联功能；如果串行点阵数据流中间出现中断，即数据流的字符间隔超过3个串口通信字符宽度，则数据级联接口模块认为是新的数据流的开始，将计数器清零后重新计数。
设计行列驱动电路，采用共阳极电路设计，包括16行共阳极行驱动电路和64列恒流控制列驱动电路；设计的16行共阳极行驱动电路供电电压可调，根据LED点阵发光的电流电压特性，红色LED发光二极管的导通压降为1.8V至2.2V之间，设计共阳极驱动电路的供电电压为3.3V，满足LED发光点阵的导通压降和行驱动控制电路的导通压降要求；设计64列恒流控制列驱动电路的电流可调，根据红色LED发光二极管的工作电路特性，设计恒流列驱动的电流为12mA。
本实用新型的LED点阵扫描驱动控制电路及LED点阵扫描控制芯片，电路采用单芯片解决方案，将多个电路功能模块集成到LED点阵扫描控制芯片单芯片内部，通过硬件数字逻辑电路实现，降低了低功耗，提高了稳定性和可靠性。通过数据缓存模块缓存显示点阵数据，这种脱离控制主机的一级缓存设计提高了LED点阵显示单元的扫描频率，并可以实现脱机运行；自动扫描模块是由硬件逻辑电路设计实现并固化在单芯片内部，使自动扫描稳定可靠，同时实现和主控机独立并行运行；通过数据级联接口电路完成多个LED点阵扫描驱动控制电路之间的级联功能，当主控计算机需要控制多个LED点阵显示单元时，只需要将多个LED点阵扫描驱动控制电路单元级联，各LED点阵扫描驱动控制电路单元分别驱动一LED点阵显示单元，主控计算机只需向级联的第一个LED点阵扫描驱动控制电路单元的数据输入接口模块顺序连续发送所有的待显示点阵数据，即可完成对所有LED点阵显示单元的显示内容控制；本实用新型的LED点阵扫描驱动控制电路及LED点阵扫描控制芯片，可以通过级联方式进行行列扩展，以适用于不同规格点阵显示屏需求。
Claims (8)
1.一种LED点阵扫描驱动控制电路，其特征在于，包括LED点阵扫描控制芯片和行列驱动电路；所述LED点阵扫描控制芯片包括数据输入接口模块、数据缓存模块、自动扫描模块、数据级联接口模块；
所述数据输入接口模块，用于同主控制器或上一级LED点阵扫描驱动控制电路单元的数据级联接口模块相连，接收串行点阵数据；
所述数据缓存模块，用于缓存数据输入接口模块接收到的点阵数据；
所述自动扫描模块，采用硬件逻辑电路，用于读取数据缓存模块中缓存的点阵数据，并行输出到行列驱动电路；
所述数据级联接口模块，用于完成数据级联功能，包括一计数器，所述计数器对数据输入接口模块接收到的串行点阵数据进行计数，当计数器计数值超过数据缓存模块的缓存容量值时，数据级联接口模块将数据输入接口模块接收到的超过数据缓存模块的缓存容量值的点阵数据顺序串行输出到下一个LED点阵扫描驱动控制电路单元，如果数据输入接口模块接收到的串行点阵数据流中间出现中断，则数据级联接口模块将计数器清零后重新计数；
所述行列驱动电路，根据自动扫描模块并行传来的点阵数据，驱动LED点阵显示单元，完成LED点阵动态行列扫描。
2.根据权利要求1所述的LED点阵扫描驱动控制电路，其特征在于，所述数据输入接口模块采用RS232接口。
3.根据权利要求1所述的LED点阵扫描驱动控制电路，其特征在于，所述数据缓存模块采用双端口RAM结构，对应RAM缓存容量为64×16bit；
所述该自动扫描模块，控制行列驱动电路对LED点阵显示单元以16行64列的方式进行动态扫描；
所述数据级联接口模块，其计数器对数据输入接口模块接收到的串行点阵数据流进行计数，对超过1024bit的数据向下一LED点阵扫描驱动控制电路单元串行发送；如果串行点阵数据流的字符间隔超过3个串口通信字符宽度，则数据级联接口模块将计数器清零后重新计数。
4.根据权利要求1所述的LED点阵扫描驱动控制电路，其特征在于，所述行列驱动电路的行驱动电路采用共阳极设计，其工作电压可调，列驱动电路采用恒流设计，其恒流值可调。
5.根据权利要求4所述的LED点阵扫描驱动控制电路，其特征在于，所述行列驱动电路为16行，其供电电压为3.3V，所述列驱动电路为64列，其电流为12mA。
6.一种LED点阵扫描控制芯片，其特征在于，包括数据输入接口模块、数据缓存模块、自动扫描模块、数据级联接口模块；
所述数据输入接口模块，用于同主控制器或上一级LED点阵扫描驱动控制电路单元的数据级联接口模块相连，接收串行点阵数据；
所述数据缓存模块，用于缓存数据输入接口模块接收到的点阵数据；
所述自动扫描模块，采用硬件逻辑电路，用于读取数据缓存模块中缓存的点阵数据，并行输出到行列驱动电路；
所述数据级联接口模块，用于完成数据级联功能，包括一计数器，所述计数器对数据输入接口模块接收到的串行点阵数据进行计数，当计数器计数值超过数据缓存模块的缓存容量值时，数据级联接口模块将数据输入接口模块接收到的超过数据缓存模块的缓存容量值的点阵数据顺序串行输出到下一个LED点阵扫描驱动控制电路单元，如果数据输入接口模块接收到的串行点阵数据流中间出现中断，则数据级联接口模块将计数器清零后重新计数。
7.根据权利要求6所述的LED点阵扫描控制芯片，其特征在于，所述数据输入接口模块采用RS232接口。
8.根据权利要求6所述的LED点阵扫描驱动控制电路，其特征在于，所述数据缓存模块采用双端口RAM结构，对应RAM缓存容量为64×16bit；
所述该自动扫描模块，控制行列驱动电路对LED点阵显示单元以16行64列的方式进行动态扫描；
所述数据级联接口模块，其计数器对数据输入接口模块接收到的串行点阵数据流进行计数，对超过1024bit的数据向下一LED点阵扫描驱动控制电路单元串行发送；如果串行点阵数据流的字符间隔超过3个串口通信字符宽度，则数据级联接口模块将计数器清零后重新计数。
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