CN219891562U - 一种多功能工控板的控制电路 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种多功能工控板的控制电路，包括主控板U1、信号接入模块、信号转换模块以及MIPI显示模块；所述信号接入模块的输入端用于接入HDMI信号；所述信号转换模块的输入端耦接于信号接入模块的输出端以接收HDMI信号并输出MIPI CSI信号；所述主控板U1包括MIPI CSI输入端和第一MIPI DSI输出端，所述MIPI CSI输入端耦接于信号转换模块的输出端以接收MIPICSI信号，所述第一MIPI DSI输出端耦接于MIPI显示模块以将MIPIDSI信号发送至MIPI显示模块。本申请具有扩大工控板在信号传输方面的应用范围的效果。

Description

一种多功能工控板的控制电路

技术领域

本申请涉及工控板的技术领域，尤其是涉及一种多功能工控板的控制电路。

背景技术

工控板是应用于工业场合的主板，被工业电脑所采用，根据需求可以适应宽温环境、适应恶劣环境以及长时间高负荷工作。

目前，由于工控系统的主板更新换代较慢，常规的工控板普遍未设计有高清多媒体的接口(HDMI接口)，普遍设计为MIPI的非标接口，与标准的HDMI接口相比，MIPI接口的工控板在信号传输方面的应用范围较窄，需要改进。

实用新型内容

为了提升工控板在信号传输方面的应用范围，本申请提供了一种多功能工控板的控制电路。

本申请的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种多功能工控板的控制电路，包括型号为RK3568的主控板U1、信号接入模块、信号转换模块以及MIPI显示模块；

所述信号接入模块的输入端用于接入HDMI信号；

所述信号转换模块的输入端耦接于信号接入模块的输出端以接收HDMI信号并输出MIPI CSI信号；

所述主控板U1包括MIPI CSI输入端和第一MIPI DSI输出端，所述MIPI CSI输入端耦接于信号转换模块的输出端以接收MIPI CSI信号，所述第一MIPI DSI输出端耦接于MIPI显示模块以将MIPI DSI信号发送至MIPI显示模块。

通过采用上述技术方案，通过设计信号接入模块以接入高清多媒体信号，即能够直接接入高清多媒体数据流，进一步为了适用不同尺寸大小的高分辨率MIPI接口的显示屏，通过在接入主控板之前，设置信号转换模块将HDMI信号转换成MIPI CSI信号，进一步将MIPI CSI信号输入主控板U1的MIPI CSI输入端，经过对MIPI CSI信号的编码处理后，从第一MIPI DSI输出端输出MIPI DSI信号至MIPI接口的显示屏。因此，通过设计信号接入模块，符合行业标准接口，提升信号输入的应用范围，即可直接接入高清的图片和视频流，并通过对信号的转换，将HDMI信号流转换为MIPI CSI信号流，能够实现工控板与不同尺寸的MIPI显示屏连接的兼容性，在显示方面的应用领域更广。

可选的，所述信号接入模块包括HDMI输入接口，第一防静电保护单元、第二防静电保护单元以及信号接入单元，所述信号转换模块耦接于HDMI输入接口以接入HDMI信号，所述HDMI输入接口的输出端耦接于第一防静电保护单元的输入端和第二防静电保护单元的输入端，所述第一防静电保护单元的输出端和第二防静电保护单元的输出端均耦接于信号接入单元的输入端。

通过采用上述技术方案，由HDMI输入接口将HDMI信号发送至信号转换模块，在发送的过程中，第一防静电保护单元、第二防静电保护单元对HDMI输入接口起到静电保护的作用，使得HDMI输入接口的连接更为安全。

可选的，所述信号转换模块包括信号转换单元、信号输出单元以及转换供电单元，所述信号转换单元的输入端耦接于HDMI输入接口以接入HDMI信号并输出MIPI CSI信号，所述信号转换单元的输出端耦接于信号输出单元的输入端，所述信号输出单元的输出端耦接于主控板U1的MIPI CSI输入端以输出MIPI CSI信号，所述转换供电单元耦接于信号转换单元和信号输出单元。

通过采用上述技术方案，信号转换单元为图片、视频转换接口，其将接入HDMI信号转换为MIPI CSI信号，MIPI CSI的信号能够适用于更多的高分辨率的小显示屏设备；进一步信号转换单元将MIPI CSI信号传输至信号输出单元，由信号输出单元输入至主控板U1，实现HDMI信号转换成MIPI CSI信号的功能，同时，转换供电单元能为信号转换单元和信号输出单元提供芯片所需的电源电压，使得信号转换模块的集成度更高。

可选的，所述MIPI CSI输入端包括MIPI CSI输入接口U2，所述MIPI CSI输入接口U2的信号输入端耦接于信号输出单元的输出端以接收MIPI CSI信号，所述第一MIPI DSI输出端包括MIPI DSI/LVDS输出端口U3，所述MIPI DSI/LVDS输出端口U3耦接于MIPI CSI输入接口U2以接收经过主控板U1编码形成的MIPIDSI信号，MIPI DSI/LVDS输出端口U3的输出端耦接于MIPI显示模块。

通过采用上述技术方案，MIPI CSI输入接口U2将MIPI CSI信号发送至MIPIDSI/LVDS输出端口U3，由于MIPI DSI/LVDS输出端口U3能够兼容输出MIPI DSI信号和LVDS信号，因此能够在不同应用场景、差分电压、传输速率等的情况下应用不同的输出信号，应用范围更广。

可选的，所述主控板U1还包括第二MIPI DSI输出端，所述第二MIPI DSI输出端包括MIPI DSI输出端口U4，所述MIPI DSI输出端口U4的输入端用于接收主控板U1编码形成的MIPI DSI信号。

通过采用上述技术方案，主控板U1还包括第二MIPI DSI输出端，区别于第一MIPIDSI输出端，此输出端专用于输出MIPI DSI信号，以满足主控板U1同时连接多个显示屏，在输出显示层面能够同时输出信号至多各不同的显示屏，应用范围更广。

可选的，所述MIPI显示模块包括MIPI显示屏接口、MIPI显示屏背光单元以及MIPI供电单元，所述MIPI显示屏接口的输入端耦接于MIPI DSI/LVDS输出端口U3以接收MIPIDSI信号，所述MIPI显示屏背光单元耦接于MIPI显示屏接口的输出端以接收启动信号，所述MIPI供电单元的输出端耦接于MIPI显示屏接口和MIPI显示屏背光单元，以给MIPI显示屏接口和MIPI显示屏背光单元提供3.3V电压。

通过采用上述技术方案，MIPI显示屏接口的输入端接收到MIPI DSI信号后，MIPI显示屏的背光电路也接收到启动信号后启动，实现了MIPI接口的显示屏的画面输出。

可选的，还包括LVDS显示模块，所述LVDS显示模块包括LVDS显示屏接口、LVDS背光接口、MIPI DSI/LVDS信号接口以及LVDS显示屏供电单元；所述MIPIDSI/LVDS信号接口耦接于MIPI DSI/LVDS输出端口U3的输出端以接收LVDS信号，所述LVDS显示屏接口的输入端耦接于MIPI DSI/LVDS信号接口的输出端以接收LVDS信号，所述LVDS背光接口耦接于LVDS显示屏接口的输出端以接收启动信号，所述LVDS显示屏供电单元耦接于LVDS显示屏接口和LVDS背光接口，以给LVDS显示屏接口和LVDS背光接口供电。

通过采用上述技术方案，还设置有LVDS显示模块，为工控主板的输出显示提供多种选择，进而能够满足工控系统不同协议、标准的信号输出，应用范围更广。

可选的，还包括EDP显示屏接口、EDP显示屏背光单元和EDP电源控制单元，所述主控板U1还包括用于输出EDP信号的EDP信号输出端，所述EDP显示屏接口耦接于EDP信号输出端以接收EDP信号，所述EDP显示屏背光单元的输入端耦接于EDP显示屏接口以接收EDP信号，所述EDP电源控制单元耦接于EDP显示屏接口和EDP显示屏背光单元，以给EDP显示屏接口和EDP显示屏背光单元供电。

通过采用上述技术方案，采用EDP显示接口的电脑分辨率比LVDS显示屏接口的显示分辨率高，适用于高清显示屏，LVDS接口的特点是采用低压和低电流驱动方式，实现了低噪声和低功耗。而EDP显示接口的特点，可以用较简单的连接器以及较少的引脚来传递高分辨率信号，是采用微封包结构，能够实现多数据的同时传输，电路简洁，较小的电磁干扰。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设计信号接入模块提升信号输入的应用范围，即可直接接入高清的图片和视频流，并通过对信号的转换，将HDMI信号流转换为MIPI信号流，能够实现工控板与不同尺寸的MIPI显示屏连接的兼容性，在显示方面的应用领域更广；

2.由HDMI输入接口将HDMI信号发送至信号转换模块，在发送的过程中，第一防静电保护单元、第二防静电保护单元对HDMI输入接口起到静电保护的作用，使得HDMI输入接口的连接更为安全；

3.MIPI CSI输入接口U2将MIPI CSI信号发送至MIPI DSI/LVDS输出端口U3，由于MIPI DSI/LVDS输出端口U3能够兼容输出MIPI DSI信号和LVDS信号，因此能够在不同应用场景、差分电压、传输速率等的情况下应用不同的输出信号，应用范围更广。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图；

图2是本身实施例中信号接入模块所接入的HDMI信号流向交互示意图；

图3是本申请实施例中信号接入模块的具体电路图；

图4是本申请实施例中信号转换模块的具体电路图。

附图标记说明：1、信号接入模块；101、HDMI输入接口；102、第一防静电保护单元；103、第二防静电保护单元；104、信号接入单元；2、信号转换模块；201、信号转换单元；202、信号输出单元；3、MIPI显示模块；4、EDP显示模块；5、以太网模块；6、串行通信接口模块；7、USB数据接口模块；8、HDMI输出模块；9、WIFI蓝牙模块；10、音频输出模块；11、内存模块；12、供电模块。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-4及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例公开一种多功能工控板的控制电路。参照图1，一种多功能工控板的控制电路包括型号为RK3568的主控板U1、信号接入模块1、信号转换模块2、MIPI显示模块3、LVDS显示模块以及EDP显示模块4。

还包括以太网模块5、串行通信接口模块6、USB数据接口模块7、HDMI输出模块8、WIFI蓝牙模块9，音频输出模块10、内存模块11以及供电模块12。集成以供不同格式、标准的信号输入以及存储、记录运行的数据。

参照图1以及图2，信号接入模块1的输入端用于接入HDMI信号，信号转换模块2的输入端耦接于信号接入模块1的输出端以接收HDMI信号并输出MIPI CSI信号，信号转换模块2将MIPI CSI信号输出至主控板U1。

主控板U1包括MIPI CSI输入端、第一MIPI DSI输出端、第二MIPI DSI输出端以及EDP信号输出端。

MIPI CSI输入端耦接于信号转换模块2的输出端以接收MIPI CSI信号或LVDS信号，第一MIPI DSI输出端耦接于MIPI显示模块3以将MIPI DSI信号或LVDS信号发送至MIPI显示模块3，第二MIPI DSI输出端耦接于MIPI CSI输入端以接收MIPI CSI信号，且第二信号输出端用于耦接MIPI接口的显示屏。

LVDS显示模块耦接于第一MIPI DSI输出端以接收LVDS信号；EDP显示模块4耦接于EDP信号输出端以接收EDP信号。

参照图2和图3，信号接入模块1包括型HDMI输入接口101Type-A、第一防静电保护单元102、第二防静电保护单元103以及信号接入单元104，第一防静电保护单元102采用型号为ESD56-RClamp-0544TSLP2510P8-ESD的芯片，第二防静电保护单元103采用型号为ESD51-RClamp0544T的芯片，信号接入单元104包括型号为RK628D的接入端口；信号转换模块2耦接于HDMI输入接口101以接入HDMI信号，HDMI输入接口101的输出端耦接于第一防静电保护单元102的输入端和第二防静电保护单元103的输入端，第一防静电保护单元102的输出端和第二防静电保护单元103的输出端均耦接于信号接入单元104的输入端。

参照图2和图4，信号转换模块2包括信号转换单元201、信号输出单元202以及转换供电单元，信号转换单元201包括型号为RK628D的转换端口，信号输出单元202包括型号为RK628D的MIPI CSI信号输出端口，信号转换单元201的输入端耦接于HDMI输入接口101以接入HDMI信号并输出MIPI CSI信号，信号转换单元201的输出端耦接于信号输出单元202的输入端，信号输出单元202的输出端耦接于主控板U1的MIPI CSI输入端以输出MIPI CSI信号，转换供电单元耦接于信号转换单元201和信号输出单元202，转换供电单元包括用于提供3.3V直流电的第一转换供电子单元和提供1.1V直流电的第二转换供电子单元。

参照图1和图2，MIPI CSI输入端即MIPI-CSI-RX输入端，包括型号为RK3568-BGA636_19R00X19R00X1R20的MIPI CSI输入接口U2(图中未示出)，MIPI CSI输入接口U2的信号输入端耦接于信号输出单元202的输出端以接收MIPI CSI信号，第一MIPI DSI输出端即MIPI-DSI-TX0/LVDS-TX0输出端，包括型号为RK3568-BGA636_19R00X19R00X1R20的MIPIDSI/LVDS输出端口U3(图中未示出)，MIPI DSI/LVDS输出端口U3耦接于MIPI CSI输入接口U2以接收经主控板U1的CPU编码后的MIPI DSI信号，MIPI DSI/LVDS输出端口U3的输出端耦接于MIPI显示模块3。

第二MIPI DSI输出端即MIPI-DSI-TX1输出端，包括型号为RK3568-BGA636_19R00X19R00X1R20MIPI DSI输出端口U4(图中未示出)，MIPI DSI输出端口U4的输入端用于接收主控板U1编码形成的MIPI DSI信号。

MIPI显示模块3包括型号为FPC40-05PH-SMD-TOP的MIPI显示屏接口、MIPI显示屏背光单元以及MIPI供电单元，MIPI显示屏背光单元采用型号SY7203DBCDFN10-PH05Z3X3的芯片(图中未示出)，MIPI显示屏接口的输入端耦接于MIPI DSI/LVDS输出端口U3以接收MIPI DSI信号，MIPI显示屏背光单元耦接于MIPI显示屏接口的输出端以接收启动信号，MIPI供电单元的输出端耦接于MIPI显示屏接口和MIPI显示屏背光单元，以给MIPI显示屏接口和MIPI显示屏背光单元提供3.3V电压。

LVDS显示模块包括型号为LVDS显示屏接口、LVDS背光接口、MIPI DSI/LVDS信号接口以及LVDS显示屏供电单元；LVDS显示屏接口采用型号为FPC40-05PH-SMD的芯片(图中未示出)，LVDS背光接口采用型号为PH-6AK-200的接口(图中未示出)，MIPI DSI/LVDS信号接口采用型号为HEADER-DIP2x15-200-MALE的接口(图中未示出)，LVDS显示屏供电单元采用型号为AP3032KTR-G1的供电芯片(图中未示出)；MIPI DSI/LVDS信号接口耦接于MIPI DSI/LVDS输出端口U3的输出端以接收LVDS信号，LVDS显示屏接口的输入端耦接于MIPI DSI/LVDS信号接口的输出端以接收LVDS信号，LVDS背光接口耦接于LVDS显示屏接口的输出端以接收启动信号，LVDS显示屏供电单元耦接于LVDS显示屏接口和LVDS背光接口，以给LVDS显示屏接口和LVDS背光接口供电。

EDP模块包括EDP显示屏接口、EDP显示屏背光单元和EDP电源控制单元；EDP显示屏接口采用型号为FPC30-PH05-IPEX20455-030E的接口(图中未示出)，EDP显示屏背光单元包括型号为DFN10-PH05Z3X3的芯片(图中未示出)，EDP显示屏接口耦接于EDP信号输出端以接收EDP信号，EDP显示屏背光单元的输入端耦接于EDP显示屏接口以接收EDP信号，EDP电源控制单元耦接于EDP显示屏接口和EDP显示屏背光单元，EDP电源控制单元用于输出3.3V和12V的直流电压至EDP显示屏接口和EDP显示屏背光单元。

本申请实施例一种多功能工控板的控制电路的实施原理为：通过设计信号接入模块1以接入高清多媒体信号，即能够直接接入高清多媒体数据流，进一步为了适用不同尺寸大小的高分辨率MIPI接口的显示屏，通过在接入主控板之前，设置信号转换模块2将HDMI信号转换成MIPI CSI信号。进一步将MIPI CSI信号或LVDS信号输入主控板U1的MIPI CSI输入接口U2，并由MIPI DSI/LVDS输出端口U3输出MIPI DSI信号或LVDS信号输出至LVDS显示模块以及EDP显示模块4，同时，EDP信号通过EDP信号输出端输出至EDP显示模块4；且第二MIPIDSI输出端也可接入MIPI显示屏以再显示MIPI DSI信号的视频画面。在显示层面的应用范围更广。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书(包括摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者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。

Claims (8)

1.一种多功能工控板的控制电路，其特征在于：包括型号为RK3568的主控板U1、信号接入模块(1)、信号转换模块(2)以及MIPI显示模块(3)；

所述信号接入模块(1)的输入端用于接入HDMI信号；

所述信号转换模块(2)的输入端耦接于信号接入模块(1)的输出端以接收HDMI信号并输出MIPI CSI信号；

所述主控板U1包括MIPICSI输入端和第一MIPIDSI输出端，所述MIPICSI输入端耦接于信号转换模块(2)的输出端以接收MIPI CSI信号，所述第一MIPIDSI输出端耦接于MIPI显示模块(3)以将MIPIDSI信号发送至MIPI显示模块(3)。

2.根据权利要求1所述的一种多功能工控板的控制电路，其特征在于：所述信号接入模块(1)包括HDMI输入接口(101)，第一防静电保护单元(102)、第二防静电保护单元(103)以及信号接入单元(104)，所述信号转换模块(2)耦接于HDMI输入接口(101)以接入HDMI信号，所述HDMI输入接口(101)的输出端耦接于第一防静电保护单元(102)的输入端和第二防静电保护单元(103)的输入端，所述第一防静电保护单元(102)的输出端和第二防静电保护单元(103)的输出端均耦接于信号接入单元(104)的输入端。

3.根据权利要求2所述的一种多功能工控板的控制电路，其特征在于：所述信号转换模块(2)包括信号转换单元(201)、信号输出单元(202)以及转换供电单元，所述信号转换单元(201)的输入端耦接于HDMI输入接口(101)以接入HDMI信号并输出MIPI CSI信号，所述信号转换单元(201)的输出端耦接于信号输出单元(202)的输入端，所述信号输出单元(202)的输出端耦接于主控板U1的MIPI CSI输入端以输出MIPICSI信号，所述转换供电单元耦接于信号转换单元(201)和信号输出单元(202)。

4.根据权利要求3所述的一种多功能工控板的控制电路，其特征在于：所述MIPI CSI输入端包括MIPI CSI输入接口U2，所述MIPI CSI输入接口U2的信号输入端耦接于信号输出单元(202)的输出端以接收MIPICSI信号，所述第一MIPIDSI输出端包括MIPIDSI/LVDS输出端口U3，所述MIPIDSI/LVDS输出端口U3耦接于MIPICSI输入接口U2以接收经过主控板U1编码形成的MIPIDSI信号，MIPIDSI/LVDS输出端口U3的输出端耦接于MIPI显示模块(3)。

5.根据权利要求4所述的一种多功能工控板的控制电路，其特征在于：所述主控板U1还包括第二MIPIDSI输出端，所述第二MIPIDSI输出端包括MIPIDSI输出端口U4，所述MIPIDSI输出端口U4的输入端用于接收主控板U1编码形成的MIPIDSI信号。

6.根据权利要求4所述的一种多功能工控板的控制电路，其特征在于：所述MIPI显示模块(3)包括MIPI显示屏接口、MIPI显示屏背光单元以及MIPI供电单元，所述MIPI显示屏接口的输入端耦接于MIPIDSI/LVDS输出端口U3以接收MIPIDSI信号，所述MIPI显示屏背光单元耦接于MIPI显示屏接口的输出端以接收启动信号，所述MIPI供电单元的输出端耦接于MIPI显示屏接口和MIPI显示屏背光单元，以给MIPI显示屏接口和MIPI显示屏背光单元提供3.3V电压。

7.根据权利要求4所述的一种多功能工控板的控制电路，其特征在于：还包括LVDS显示模块，所述LVDS显示模块包括LVDS显示屏接口、LVDS背光接口、MIPIDSI/LVDS信号接口以及LVDS显示屏供电单元；所述MIPIDSI/LVDS信号接口耦接于MIPIDSI/LVDS输出端口U3的输出端以接收LVDS信号，所述LVDS显示屏接口的输入端耦接于MIPIDSI/LVDS信号接口的输出端以接收LVDS信号，所述LVDS背光接口耦接于LVDS显示屏接口的输出端以接收启动信号，所述LVDS显示屏供电单元耦接于LVDS显示屏接口和LVDS背光接口，以给LVDS显示屏接口和LVDS背光接口供电。

8.根据权利要求1所述的一种多功能工控板的控制电路，其特征在于：还包括EDP显示屏接口、EDP显示屏背光单元和EDP电源控制单元，所述主控板U1还包括用于输出EDP信号的EDP信号输出端，所述EDP显示屏接口耦接于EDP信号输出端以接收EDP信号，所述EDP显示屏背光单元的输入端耦接于EDP显示屏接口以接收EDP信号，所述EDP电源控制单元耦接于EDP显示屏接口和EDP显示屏背光单元，以给EDP显示屏接口和EDP显示屏背光单元供电。