CN209748696U - 一种微型显示器驱动电路系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微型显示器驱动电路系统，包括HDMI接口单元、视频解码单元、FPGA单元、USB接口单元、USB转TTL串口单元、第一电源单元、第二电源单元和上位机及视频源单元；所述HDMI接口单元通过HDMI连接器接收HDMI视频信号，所述HDMI接口单元的输出端与视频解码单元的输入端连接，所述视频解码单元的输入输出端与FPGA单元的输入输出端连接，所述FPGA单元的数据输出端与显示器的输入端连接。本实用新型实现了更高分辨率，且提高了通用性等。

Description

一种微型显示器驱动电路系统

技术领域

本实用新型涉及显示器技术领域，更为具体地，涉及一种微型显示器驱动电路系统。

背景技术

应用于红外、微光等夜视领域的瞄准镜、手持机、头盔等近眼显示设备都需要用到微型显示器显示观测图像。微型显示器可实现在1英寸以下的尺寸上显示高清分辨率的图像，在一些近眼显示设备上应用极广。目前的设备只能显示720p以下的分辨率，显示接口也为普通的数字接口。随着时代的发展，人们不断最求更高分辨率的显示设备。针对夜视领域的高清显示需求，本实用新型提供了一种微型显示驱动电路系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种微型显示器驱动电路系统，实现了更高分辨率，且提高了通用性等。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种微型显示器驱动电路系统，包括HDMI接口单元、视频解码单元、FPGA单元、USB接口单元、USB转TTL串口单元、第一电源单元、第二电源单元和上位机及视频源单元；所述HDMI接口单元通过HDMI连接器接收HDMI视频信号，所述HDMI接口单元的输出端与视频解码单元的输入端连接，所述视频解码单元的输入输出端与FPGA单元的输入输出端连接，所述FPGA单元的数据输出端与显示器的输入端连接；所述USB接口单元的输入端与上位机及视频源单元的输出端连接；所述USB接口单元的第一输出端与第一电源单元连接，所述USB接口单元的第二输出端与USB转TTL串口单元的输入端连接，所述USB转TTL串口单元的UART接口输出端与FPGA单元的输入端连接；所述第一电源单元分别与视频解码单元、FPGA单元、USB接口单元和第二电源单元的电源端口连接，所述第二电源单元与显示器的电源端口连接。

进一步的，所述FPGA单元通过I2C接口控制视频解码芯片，实现了HDMI标准视频到并行视频数据的转换，FPGA单元接收上位机的串口指令，实现显示器亮度及显示方向调节，FPGA单元将接收到的数字视频进行数据缓存、信号同步、颜色空间转换处理，FPGA单元产生OLED送显时序，并通过I2C接口配置显示器，实现显示器的高清图像显示，所述FPGA单元包含27MHz晶振给FPGA提供时钟，FLASH为FPGA存储代码。

进一步的，所述USB接口单元，通过USB连接器接收通信指令，并提供5V直流电源为系统供电，该单元电路包含阻抗匹配电路，用于保证信号完整性，并设置有第二ESD保护电路，用于防止静电损坏系统。

进一步的，所述USB转TTL串口单元采用CP2102芯片，将USB接口单元处理后的USB数据转换为TTL电平的UART串口数据，并将控制指令发送到FPGA单元。

进一步的，所述上位机及视频源单元包括PC机和/或视频源设备，且设置有HDMI接口和USB接口；所述HDMI接口能够输出2560×2048分辨率高清视频信号；所述USB接口能够通过串口调试助手发送串口命令，并输出5V直流电压。

进一步的，所述视频解码单元包括ADV7619芯片，用于将HDMI接口单元处理后的4路TMDS差分视频信号解码成48位并行数据信号及对应的时钟和行、场同步信号。

进一步的，所述视频解码单元设置有28.63636MHz晶振，用于给ADV7619芯片提供时钟源。

进一步的，所述HDMI接口单元内部设置有第一ESD保护电路，用于防止静电损坏系统。

进一步的，所述显示器包括MDP02BPWM黑白单色OLED显示器。

进一步的，包括：

所述第一电源单元将USB接口输入的5V电源经过DC/DC转换电路转换成3.3V、1.8V、1.0V电压，其中给视频解码单元提供3.3V及1.8V电源，给USB转TTL串口单元提供3.3V电源，给FPGA单元提供3.3V、1.8V、1.0V电源；

所述第二电源单元通过第一电源单元产生的3.3V电源经过电压转换产生3.3V、1.8V、1.5V及0～-3V的可调负电压Vcath，为显示器提供供电电源。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型实施例采用HDMI解码芯片、FPGA、微型OLED等，实现了USXGA分辨率的微型显示驱动电路系统。

(2)本实用新型实施例采用HDMI接口传输高清视频，采用USB接口发送串口命令并供电，方便连接到通用的PC及其他视频源设备，通用性强，使用方便。

(3)本实用新型实施例所用OLED显示器为MicroOLED的MDP02BPWM黑白单色OLED显示器，充分利用其2×2的子像素排列模式，单独驱动每个子像素，实现USXGA分辨率显示。

(4)本实用新型实施例FPGA通过I2C控制视频解码芯片实现HDMI转并行数据，并将视频数据进行缓冲、同步、格式转换、根据OLED送显时序及格式要求送显，通过串口通信接收上位机控制指令，并通过I2C接口配置OLED显示器输出图像，可实现2560×2048的USXGA分辨率显示，比目前的近眼微显示器应用分辨率更高。

(5)本实用新型实施例采用ADV7619、FPGA高清视频驱动的方式，相对于现有的专用高清视频驱动芯片更灵活，可用于驱动各种显示接口的显示屏，兼容性更强。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的电路系统框图。

图2为本实用新型的OLED显示器像素排列示意图。

图3为本实用新型的电源电路图。

图4为本实用新型的视频编码电路图。

图5为本实用新型的USB转串口电路图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。本说明书中公开的所有特征，或隐含公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

下面将详细描述本实用新型的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本实用新型。在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的电路，软件或方法。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在对实施例进行描述之前，需要对一些必要的术语进行解释。例如：

若本申请中出现使用“第一”、“第二”等术语来描述各种元件，但是这些元件不应当由这些术语所限制。这些术语仅用来区分一个元件和另一个元件。因此，下文所讨论的“第一”元件也可以被称为“第二”元件而不偏离本实用新型的教导。应当理解的是，若提及一元件“连接”或者“联接”到另一元件时，其可以直接地连接或直接地联接到另一元件或者也可以存在中间元件。相反地，当提及一元件“直接地连接”或“直接地联接”到另一元件时，则不存在中间元件。

在本申请中出现的各种术语仅仅用于描述具体的实施方式的目的而无意作为对本实用新型的限定，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式意图也包括复数形式。

当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包括有”时，这些术语指明了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是也不排除一个以上其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在和/或附加。

如图1～5所示，一种微型显示器驱动电路系统，包括HDMI接口单元、视频解码单元、FPGA单元、USB接口单元、USB转TTL串口单元、第一电源单元、第二电源单元和上位机及视频源单元；所述HDMI接口单元通过HDMI连接器接收HDMI视频信号，所述HDMI接口单元的输出端与视频解码单元的输入端连接，所述视频解码单元的输入输出端与FPGA单元的输入输出端连接，所述FPGA单元的数据输出端与显示器的输入端连接；所述USB接口单元的输入端与上位机及视频源单元的输出端连接；所述USB接口单元的第一输出端与第一电源单元连接，所述USB接口单元的第二输出端与USB转TTL串口单元的输入端连接，所述USB转TTL串口单元的UART接口输出端与FPGA单元的输入端连接；所述第一电源单元分别与视频解码单元、FPGA单元、USB接口单元和第二电源单元的电源端口连接，所述第二电源单元与显示器的电源端口连接。

进一步的，所述FPGA单元通过I2C接口控制视频解码芯片，实现了HDMI标准视频到并行视频数据的转换，FPGA单元接收上位机的串口指令，实现显示器亮度及显示方向调节，FPGA单元将接收到的数字视频进行数据缓存、信号同步、颜色空间转换处理，FPGA单元产生OLED送显时序，并通过I2C接口配置显示器，实现显示器的高清图像显示，所述FPGA单元包含27MHz晶振给FPGA提供时钟，FLASH为FPGA存储代码。

进一步的，所述USB接口单元，通过USB连接器接收通信指令，并提供5V直流电源为系统供电，该单元电路包含阻抗匹配电路，用于保证信号完整性，并设置有第二ESD保护电路，用于防止静电损坏系统。

进一步的，所述USB转TTL串口单元采用CP2102芯片，将USB接口单元处理后的USB数据转换为TTL电平的UART串口数据，并将控制指令发送到FPGA单元。

进一步的，所述上位机及视频源单元包括PC机和/或视频源设备，且设置有HDMI接口和USB接口；所述HDMI接口能够输出2560×2048分辨率高清视频信号；所述USB接口能够通过串口调试助手发送串口命令，并输出5V直流电压。

进一步的，所述视频解码单元包括ADV7619芯片，用于将HDMI接口单元处理后的4路TMDS差分视频信号解码成48位并行数据信号及对应的时钟和行、场同步信号。

进一步的，所述视频解码单元设置有28.63636MHz晶振，用于给ADV7619芯片提供时钟源。

进一步的，所述HDMI接口单元内部设置有第一ESD保护电路，用于防止静电损坏系统。

进一步的，所述显示器包括MDP02BPWM黑白单色OLED显示器。

进一步的，包括：

所述第一电源单元将USB接口输入的5V电源经过DC/DC转换电路转换成3.3V、1.8V、1.0V电压，其中给视频解码单元提供3.3V及1.8V电源，给USB转TTL串口单元提供3.3V电源，给FPGA单元提供3.3V、1.8V、1.0V电源；

所述第二电源单元通过第一电源单元产生的3.3V电源经过电压转换产生3.3V、1.8V、1.5V及0～-3V的可调负电压Vcath，为显示器提供供电电源。

针对夜视领域的高清显示需求，本实用新型提供了一种微型显示驱动电路系统，可实现2K高清单色图像显示，非常适用于夜视显示应用。

本实用新型系统包括HDMI接口单元、视频解码单元、FPGA、USB接口单元、USB转TTL串口单元、电源单元1、电源单元2、上位机及视频源单元等。

HDMI接口单元：通过HDMI连接器接收HDMI视频信号，单元内部包含ESD保护电路，防止静电损坏系统。

USB接口单元：通过USB连接器接收通信指令，并提供5V直流电源为系统供电。该单元电路包含阻抗匹配电路以保证信号完整性，ESD保护电路防止静电损坏系统。

上位机及视频源单元：可以是PC机及各种视频源设备，具有HDMI接口，可以输出2560×2048分辨率高清视频信号；具有USB接口，可以通过串口调试助手发送串口命令，并输出5V直流电压。

视频解码单元：视频解码芯片采用ADV7619芯片，将HDMI接口单元处理后的4路TMDS差分视频信号解码成48位并行数据信号及对应的时钟和行、场同步信号。该单元包含28.63636MHz晶振用于给ADV7619提供时钟源。

USB转TTL串口单元：采用CP2102芯片，将USB接口单元处理后的USB数据转换为TTL电平的UART串口数据，并将控制指令发送到FPGA单元。

FPGA单元：FPGA单元通过I2C接口控制视频解码芯片，实现HDMI标准视频到并行视频数据的转换。FPGA单元接收上位机的串口指令，实现显示器亮度及显示方向调节。FPGA单元将接收到的数字视频进行数据缓存、信号同步、颜色空间转换等处理。FPGA单元产生OLED送显时序，并通过I2C接口配置OLED，实现OLED显示器的高清图像显示。该单元包含27MHz晶振给FPGA提供时钟，FLASH为FPGA存储代码。

电源单元1：将USB接口输入的5V电源经过DC/DC转换电路转换成3.3V、1.8V、1.0V电压，其中给视频解码单元提供3.3V及1.8V电源，给USB转TTL串口单元提供3.3V电源，给FPGA单元提供3.3V、1.8V、1.0V电源。

电源单元2：通过电源单元1产生的3.3V电源经过电压转换产生3.3V、1.8V、1.5V及0～-3V的可调负电压Vcath，为OLED显示器提供供电电源。并控制上电顺序为：1.5V—>3.3V—>1.8V—>Vcath。

OLED显示器：采用MicroOLED的MDP02BPWM黑白单色OLED显示器。显示区域尺寸为0.61英寸，1280×1024像素分辨率，每个像素由2×2个子像素组成，对每个子像素进行单独驱动可实现最大2560×2048的显示分辨率，像素排列如图2。

本实用新型可实现2560×2048的USXGA分辨率显示，比目前的近眼微显示器应用分辨率更高。

进一步，本实用新型采用ADV7619+FPGA高清视频驱动的方式，相对于目前市场上的专用高清视频驱动芯片更灵活，可用于驱动各种显示接口的显示屏，兼容性更强。

采用HDMI及USB的通用接口实现视频传输及供电，方便连接到通用的PC及其他视频源设备，通用性强，使用方便。

本实用新型采用ADV7619+FPGA的方式实现高清视频解码及OLED显示器驱动成像，也可以采用专用的显示驱动芯片实现，但是接口限制较多，电路设计复杂，且成本较高。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种微型显示器驱动电路系统，其特征在于，包括HDMI接口单元、视频解码单元、FPGA单元、USB接口单元、USB转TTL串口单元、第一电源单元、第二电源单元和上位机及视频源单元；所述HDMI接口单元通过HDMI连接器接收HDMI视频信号，所述HDMI接口单元的输出端与视频解码单元的输入端连接，所述视频解码单元的输入输出端与FPGA单元的输入输出端连接，所述FPGA单元的数据输出端与显示器的输入端连接；所述USB接口单元的输入端与上位机及视频源单元的输出端连接；所述USB接口单元的第一输出端与第一电源单元连接，所述USB接口单元的第二输出端与USB转TTL串口单元的输入端连接，所述USB转TTL串口单元的UART接口输出端与FPGA单元的输入端连接；所述第一电源单元分别与视频解码单元、FPGA单元、USB接口单元和第二电源单元的电源端口连接，所述第二电源单元与显示器的电源端口连接。

2.根据权利要求1所述的一种微型显示器驱动电路系统，其特征在于，所述FPGA单元通过I2C接口控制视频解码芯片，实现了HDMI标准视频到并行视频数据的转换，FPGA单元接收上位机的串口指令，实现显示器亮度及显示方向调节，FPGA单元将接收到的数字视频进行数据缓存、信号同步、颜色空间转换处理，FPGA单元产生OLED送显时序，并通过I2C接口配置显示器，实现显示器的高清图像显示，所述FPGA单元包含27MHz晶振给FPGA提供时钟，FLASH为FPGA存储代码。

3.根据权利要求1所述的一种微型显示器驱动电路系统，其特征在于，所述USB接口单元，通过USB连接器接收通信指令，并提供5V直流电源为系统供电，该单元电路包含阻抗匹配电路，用于保证信号完整性，并设置有第二ESD保护电路，用于防止静电损坏系统。

4.根据权利要求1所述的一种微型显示器驱动电路系统，其特征在于，所述USB转TTL串口单元采用CP2102芯片，将USB接口单元处理后的USB数据转换为TTL电平的UART串口数据，并将控制指令发送到FPGA单元。

5.根据权利要求1所述一种微型显示器驱动电路系统，其特征在于，所述上位机及视频源单元包括PC机和/或视频源设备，且设置有HDMI接口和USB接口；所述HDMI接口能够输出2560×2048分辨率高清视频信号；所述USB接口能够通过串口调试助手发送串口命令，并输出5V直流电压。

6.根据权利要求1所述一种微型显示器驱动电路系统，其特征在于，所述视频解码单元包括ADV7619芯片，用于将HDMI接口单元处理后的4路TMDS差分视频信号解码成48位并行数据信号及对应的时钟和行、场同步信号。

7.根据权利要求6所述一种微型显示器驱动电路系统，其特征在于，所述视频解码单元设置有28.63636MHz晶振，用于给ADV7619芯片提供时钟源。

8.根据权利要求1所述一种微型显示器驱动电路系统，其特征在于，所述HDMI接口单元内部设置有第一ESD保护电路，用于防止静电损坏系统。

9.根据权利要求1所述一种微型显示器驱动电路系统，其特征在于，所述显示器包括MDP02BPWM黑白单色OLED显示器。

10.根据权利要求1或9所述一种微型显示器驱动电路系统，其特征在于，包括：

所述第一电源单元将USB接口输入的5V电源经过DC/DC转换电路转换成3.3V、1.8V、1.0V电压，其中给视频解码单元提供3.3V及1.8V电源，给USB转TTL串口单元提供3.3V电源，给FPGA单元提供3.3V、1.8V、1.0V电源；

所述第二电源单元通过第一电源单元产生的3.3V电源经过电压转换产生3.3V、1.8V、1.5V及0～-3V的可调负电压Vcath，用于为显示器提供供电电源。