CN220528045U - 一种六线制双向数据传输的led灯珠 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种六线制双向数据传输的LED灯珠，包括：具有断点续传功能的IC芯片，LED发光单元，封装载体，具有断点续传功能的IC芯片的并行输出引脚通过金属线连接LED发光单元；封装载体设置有金属焊盘，IC芯片的数据信号双向端口DI、数据信号双向端口DO、备用数据信号双向端口BI、备用数据信号双向端口BO、三个并行输出端口、电源正极VDD、电源负极GND通过金属线连接到各个金属焊盘上；封装载体用于固定具有断点续传功能的IC芯片和LED发光单元。本实用新型技术方案解决了现有技术中因3个LED灯珠损坏，影响其他灯珠正常使用的问题，有效避免影响全局LED显示，同时具有布线简单等优点，单层电路就可实现显示屏的制作，尤其适用于透明LED显示屏产品。

Description

一种六线制双向数据传输的LED灯珠

技术领域

本实用新型涉及LED断点续传显示技术领域，具体而言，尤其涉及一种六线制双向数据传输的LED灯珠。

背景技术

目前大多断点续传IC采用额外增加一路信号线，采用单向传输方法，能够解决在单个灯珠损坏的情况下，不影响整体显示效果的问题，但如果有多个灯珠损坏，依然会导致后边的灯珠不受控制，因此本实用新型在此基础上采用双向数据传输，能够允许在3个灯珠损坏的条件下，不影响整体的显示效果，而且防止了金属线之间互相交叉的问题。

实用新型内容

根据上述提出的技术问题，提供一种六线制双向数据传输的LED灯珠。本实用新型采用双向数据传输，能够允许在3个灯珠损坏的条件下，不影响整体的显示效果，而且能够避免金属线之间互相交叉。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种六线制双向数据传输的LED灯珠，包括：具有断点续传功能的IC芯片，LED发光单元，封装载体，其中：

所述具有断点续传功能的IC芯片，其并行输出引脚通过金属线连接LED发光单元；

所述封装载体，设置有金属焊盘，具有断点续传功能的IC芯片的其他管脚通过金属线连接到金属焊盘上；

所述封装载体，用于固定具有断点续传功能的IC芯片和LED发光单元。

进一步地，所述具有断点续传功能的IC芯片采用双向端口或双向备用端口进行数据传输，包括：数据信号双向端口DI、数据信号双向端口DO、备用数据信号双向端口BI、备用数据信号双向端口BO、三个并行输出端口、电源正极VDD、电源负极GND；所述金属焊盘分别连接数据信号双向端口DI、数据信号双向端口DO、备用数据信号双向端口BI、备用数据信号双向端口BO、电源正极VDD以及电源负极GND。

进一步地，所述封装载体包括六个金属焊盘、封装模具、衬底、封装胶，其中：

六个所述金属焊盘分别连接数据信号双向端口DI、数据信号双向端口DO、备用数据信号双向端口BI、备用数据信号双向端口BO、电源正极VDD以及电源负极GND；与数据信号双向端口DI连接的金属焊盘和与备用数据信号双向端口BO连接的金属焊盘用金属线连接，实现LED灯珠具备断点续传的功能；

所述衬底用于走线，避免金属线互相交叉；

所述封装胶用于将具有断点续传功能的IC芯片固定在封装载体上。

进一步地，所述具有断点续传功能的IC芯片的内部设置有LDO电路，OSC振荡电路、数据处理模块、恒流输出电路、锁存器、输出驱动电路、移位寄存器、判断寄存器、正向传输主移位寄存器、反向传输主移位寄存器、正向传输备用移位寄存器和反向传输备用移位寄存器，其中：

移位寄存器设置有四个，分别用于存储数据信号双向端口DI、数据信号双向端口DO、备用数据信号双向端口BI、备用数据信号双向端口BO的数据；

判断寄存器用于防止正向传输数据与反向传输数据之间的影响，包括第一判断寄存器和第二判断寄存器，第一判断寄存器用于防止反向数据传输时对正向传输数据的影响，第二判断寄存器用于防止正向数据传输时对反向传输数据的影响；

正向传输主移位寄存器和反向传输主移位寄存器采用24bits的移位寄存器，上电时默认以DI、BO作为数据传输通道；

正向传输备用移位寄存器和反向传输备用移位寄存器采用48bits的移位寄存器，上电时默认以DI、BO作为数据传输通道。

进一步地，所述具有断点续传功能的IC芯片采用归零码形式的数据进行信号传输，“1”用“1110”进行传输，“0”用“1000”进行传输，逐个通道控制输出电流，可无限串联。

进一步地，所述LED灯珠还连接控制器，控制器包括正向数据输入引脚SDA和反向数据输入引脚SDB，其中：

正向数据输入引脚SDA连接第一级具有断点续传功能IC芯片的数据信号双向端口DI，反向数据输入引脚SDB连接最后一级具有断点续传功能IC芯片的数据信号双向端口BO，通过控制器控制数据信号的双向传输进而驱动所述LED发光单元。

进一步地，所述控制器在奇数时钟周期时，使用并更新正向数据输入引脚SDA上的传输数据；控制器在偶数时钟周期时，使用并更新反向数据输入引脚SDB上的传输数据；正向数据输入引脚SDA上的串行数据，采用D₀D₁D₂....D_N-1D_N的数据进行传输，反向数据输入引脚SDB上的串行数据，采用D_ND_N-1....D₂D₁D₀的数据进行传输，从而保证数据刷新不冲突。

进一步地，所述LED发光单元具有R、G、B三种颜色。

较现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供的六线制双向数据传输的LED灯珠，采用双向数据传输，能够允许在3个灯珠损坏的条件下，不影响整体的显示效果，而且能够避免金属线之间互相交叉。

基于上述理由本实用新型可在LED断点续传显示等领域广泛推广。

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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本实用新型装置内部结构示意图。

图2为本实用新型装置侧面视图。

图3为本实用新型装置的应用电路示意图。

图4为本实用新型控制器端的数据信号传输时序图。

图5为本实用新型具有断点续传功能的IC芯片的内部结构图。

图6为本实用新型具有断点续传功能的IC芯片的内部数据流程图。

图中101、具有断点续传功能的IC芯片；102、LED发光单元；103、封装载体；104、金属焊盘；105、数据信号双向端口DI；106、备用数据信号双向端口BI；107、数据信号双向端口DO；108、备用数据信号双向端口BO；109、电源正极VDD；110、电源负极GND；111、三个并行输出端口；201、封装模具；202、衬底；203、封装胶；301、控制器；302、第一级具有断点续传功能IC芯片；303、最后一级具有断点续传功能IC芯片。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

如图1所示，本实用新型提供了一种六线制双向数据传输的LED灯珠，包括：具有断点续传功能的IC芯片101，LED发光单元102，封装载体103，其中：

所述具有断点续传功能的IC芯片101，其并行输出引脚通过金属线连接LED发光单元；

所述封装载体103，设置有金属焊盘104，具有断点续传功能的IC芯片101的其他管脚通过金属线连接到金属焊盘104上；

所述封装载体103，用于固定具有断点续传功能的IC芯片101和LED发光单元102。

具体实施时，作为本实用新型优选的实施方式，所述具有断点续传功能的IC芯片101采用双向端口或双向备用端口进行数据传输，包括：数据信号双向端口DI 105、数据信号双向端口DO 107、备用数据信号双向端口BI 106、备用数据信号双向端口BO 108、三个并行输出端口111、电源正极VDD 109、电源负极GND 110；如图1所示，所述金属焊盘104分别连接数据信号双向端口DI 105、数据信号双向端口DO 107、备用数据信号双向端口BI 106、备用数据信号双向端口BO 108、电源正极VDD 109以及电源负极GND 110。采用双向数据传输，可以实现任意两个LED灯珠出现问题时，其他LED灯珠还可以正常显示，从而避免了影响全屏显示。

具体实施时，作为本实用新型优选的实施方式，所述具有断点续传功能的IC芯片101采用归零码形式的数据进行信号传输，“1”用“1110”进行传输，“0”用“1000”进行传输，逐个通道控制输出电流，可无限串联。如图3所示，为本实用新型提供的实际应用级联示意图，

具体实施时，作为本实用新型优选的实施方式，所述LED灯珠还连接控制器301，控制器301包括正向数据输入引脚SDA和反向数据输入引脚SDB，其中：

正向数据输入引脚SDA连接第一级具有断点续传功能IC芯片302的数据信号双向端口DI 105，反向数据输入引脚SDB连接最后一级具有断点续传功能IC芯片303的数据信号双向端口BO 108，通过控制器301控制数据信号的双向传输进而驱动所述LED发光单元102。在图3中，(1)为正向数据信号的传输方向，(2)为从反向数据信号的传输方向。控制器301的SDA端连接第一级具有断点续传功能的IC芯片302的DI引脚，控制器301的SDB端连接最后一级具有断点续传功能的IC芯片303的BO引脚，DI端输入的数据分成两部分，其中一部分通过具有断点续传功能的IC芯片并行输出至三个LED发光单元102，另一部分则传送至下一级具有断点续传功能的IC芯片的DI端；控制器SDB端从最后一级具有断点续传功能的IC芯片的BO端输入的数据分成两部分，其中一部分通过具有断点续传功能的IC芯片并行输出至三个LED发光单元，另一部分则传送给下一级具有断点续传功能的IC芯片的BO端；第一级具有断点续传功能的IC芯片的BI端接地，最后一级具有断点续传功能的IC芯片的DO端接地，之后每一级具有断点续传功能的IC芯片的DI端连接上一级具有断点续传功能的IC芯片的DO端，每一级具有断点续传功能的IC芯片的BI端连接上一级具有断点续传功能的IC芯片的BO端；每级具有断点续传功能的IC芯片的DI端连接BO端，从衬底202上走线，防止发生短路。

具体实施时，作为本实用新型优选的实施方式，如图4所示，所述控制器301在奇数时钟周期时，使用并更新正向数据输入引脚SDA上的传输数据；控制器(301)在偶数时钟周期时，使用并更新反向数据输入引脚SDB上的传输数据；正向数据输入引脚SDA上的串行数据，采用D₀D₁D₂....D_N-1D_N的数据进行传输，反向数据输入引脚SDB上的串行数据，采用D_ND_N-1....D₂D₁D₀的数据进行传输，从而保证数据刷新不冲突。

具体实施时，作为本实用新型优选的实施方式，如图5所示，所述具有断点续传功能的IC芯片101的内部设置有LDO电路，OSC振荡电路、数据处理模块、恒流输出电路、锁存器、输出驱动电路、移位寄存器、判断寄存器、正向传输主移位寄存器、反向传输主移位寄存器、正向传输备用移位寄存器和反向传输备用移位寄存器，其中：移位寄存器设置有四个，分别用于存储数据信号双向端口DI 105、数据信号双向端口DO 107、备用数据信号双向端口BI 106、备用数据信号双向端口BO 108的数据；判断寄存器用于防止正向传输数据与反向传输数据之间的影响，包括第一判断寄存器和第二判断寄存器，第一判断寄存器用于防止反向数据传输时对正向传输数据的影响，第二判断寄存器用于防止正向数据传输时对反向传输数据的影响；正向传输主移位寄存器和反向传输主移位寄存器采用24bits的移位寄存器，上电时默认以DI、BO作为数据传输通道；正向传输备用移位寄存器和反向传输备用移位寄存器采用48bits的移位寄存器，上电时默认以DI、BO作为数据传输通道。

在本实施例中，当无LED灯珠损坏时，数据信号双向端口DI、DO采用各自的移位寄存器进行串行数据移位。以正向传输为例，当某一级IC芯片的数据信号双向端口DI在奇数时钟周期内无信号输入，则代表上一级IC芯片损坏，则采用备用数据双向端口BI进行数据传输，当达到一定时间后，若芯片内部的正向传输移位寄存器不为空，则送至锁存器进行并行输出驱动LED显示，否则将备用移位寄存器的低24bits的数据传送到锁存器进行并行输出驱动LED显示，如图6所示，为IC芯片内部数据流程图，具体情况如下：

一、以正向传输为例，当第一个数据D_N传入第一级具有断点续传功能的IC芯片302时，若第一级具有断点续传功能的IC芯片302损坏，则第二级具有断点续传功能的IC芯片的端口DI无信号输入，所以从备用端口BI输入数据，此时第二级具有断点续传功能的IC芯片内部的正向传输备用移位寄存器48bits移位寄存器数据为D_ND_x，1-24bits为D_N，D_x表示25-48bits为空，同理，第三级具有断点续传功能的IC芯片从端口DI输入数据，正向传输移位寄存器数据为D_x，第四级以及之后的具有断点续传功能的IC芯片中无数据。

二、当第二个数据D_N-1传入第一级具有断点续传功能的IC芯片302时，第二级具有断点续传功能的IC芯片302依然从端口BI输入数据，此时第二级断具有断点续传功能的IC芯片的正向传输移位寄存器48bits移位寄存器数据是D_N-1D_N，将其中的低24bits的数据传送到锁存器进行并行输出驱动LED显示，第三级具有断点续传功能的IC芯片从端口BI输入数据，正向传输备用移位寄存器数据为D_XD_X，第四级以及之后的具有断点续传功能的IC芯片中无数据。采用正向传输与反向传输的原理相同，故在此处不再赘述。

三、每一个数据的帧头的高4bits是用来识别这个数据是属于SDA，还是属于SDB，其中1010用来表示该数据是属于SDA，1100用来表示该数据是属于SDB，这样可以防止SDA和SDB交叉传输时，内部寄存器互相之间的干扰。具体情况如下：

如图4所示，当SDA在奇数时钟周期进行数据传输时，由于DO作为双向端口，会影响反向移位寄存器。因此添加了两个判断寄存器，判断寄存器1识别帧头数据，如果识别是1010，则数据是正向数据，数据不进入反向传输备用移位寄存器，如果识别是1100，则数据是反向数据，数据进入反向传输备用移位寄存器；判断寄存器2识别帧头数据，如果识别是1010，则数据是正向数据，数据进入正向传输备用移位寄存器，如果识别是1100，则数据是反向数据，数据不进入反向传输备用移位寄存器。

综上所述，由于采用数据冗余方式进行数据传输，当某个LED灯珠出现问题时，即若数据信号双向端口DI的输入数据发生中断，数据信号备用双向端口DO的输入数据还会继续进行数据的级联传输，采用双向数据传输，当有3个LED灯珠损坏时，输入数据继续进行级联传输，从而避免了影响全屏显示。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种六线制双向数据传输的LED灯珠，其特征在于，包括：具有断点续传功能的IC芯片(101)，LED发光单元(102)，封装载体(103)，其中：

所述具有断点续传功能的IC芯片(101)，其并行输出引脚通过金属线连接LED发光单元；

所述封装载体(103)，设置有金属焊盘(104)，具有断点续传功能的IC芯片(101)的其他管脚通过金属线连接到金属焊盘(104)上；

所述封装载体(103)，用于固定具有断点续传功能的IC芯片(101)和LED发光单元(102)。

2.根据权利要求1所述的六线制双向数据传输的LED灯珠，其特征在于，所述具有断点续传功能的IC芯片(101)采用双向端口或双向备用端口进行数据传输，包括：数据信号双向端口DI(105)、数据信号双向端口DO(107)、备用数据信号双向端口BI(106)、备用数据信号双向端口BO(108)、三个并行输出端口(111)、电源正极VDD(109)、电源负极GND(110)；所述金属焊盘(104)分别连接数据信号双向端口DI(105)、数据信号双向端口DO(107)、备用数据信号双向端口BI(106)、备用数据信号双向端口BO(108)、电源正极VDD(109)以及电源负极GND(110)。

3.根据权利要求1所述的六线制双向数据传输的LED灯珠，其特征在于，所述封装载体(103)包括六个金属焊盘(104)、封装模具(201)、衬底(202)、封装胶(203)，其中：

六个所述金属焊盘(104)分别连接数据信号双向端口DI(105)、数据信号双向端口DO(107)、备用数据信号双向端口BI(106)、备用数据信号双向端口BO(108)、电源正极VDD(109)以及电源负极GND(110)；与数据信号双向端口DI(105)连接的金属焊盘和与备用数据信号双向端口BO(108)连接的金属焊盘用金属线连接，实现LED灯珠具备断点续传的功能；

所述衬底(202)用于走线，避免金属线互相交叉；

所述封装胶(203)用于将具有断点续传功能的IC芯片(101)固定在封装载体(103)上。

4.根据权利要求1所述的六线制双向数据传输的LED灯珠，其特征在于，所述具有断点续传功能的IC芯片(101)的内部设置有LDO电路，OSC振荡电路、数据处理模块、恒流输出电路、锁存器、输出驱动电路、移位寄存器、判断寄存器、正向传输主移位寄存器、反向传输主移位寄存器、正向传输备用移位寄存器和反向传输备用移位寄存器，其中：

移位寄存器设置有四个，分别用于存储数据信号双向端口DI(105)、数据信号双向端口DO(107)、备用数据信号双向端口BI(106)、备用数据信号双向端口BO(108)的数据；

判断寄存器用于防止正向传输数据与反向传输数据之间的影响，包括第一判断寄存器和第二判断寄存器，第一判断寄存器用于防止反向数据传输时对正向传输数据的影响，第二判断寄存器用于防止正向数据传输时对反向传输数据的影响；

正向传输主移位寄存器和反向传输主移位寄存器采用24bits的移位寄存器，上电时默认以DI、BO作为数据传输通道；

正向传输备用移位寄存器和反向传输备用移位寄存器采用48bits的移位寄存器，上电时默认以DI、BO作为数据传输通道。

5.根据权利要求4所述的六线制双向数据传输的LED灯珠，其特征在于，所述具有断点续传功能的IC芯片(101)采用归零码形式的数据进行信号传输，“1”用“1110”进行传输，“0”用“1000”进行传输，逐个通道控制输出电流，可无限串联。

6.根据权利要求1所述的六线制双向数据传输的LED灯珠，其特征在于，所述LED灯珠还连接控制器(301)，控制器(301)包括正向数据输入引脚SDA和反向数据输入引脚SDB，其中：

正向数据输入引脚SDA连接第一级具有断点续传功能IC芯片(302)的数据信号双向端口DI(105)，反向数据输入引脚SDB连接最后一级具有断点续传功能IC芯片(303)的数据信号双向端口BO(108)，通过控制器(301)控制数据信号的双向传输进而驱动所述LED发光单元(102)。

7.根据权利要求6所述的六线制双向数据传输的LED灯珠，其特征在于，所述控制器(301)在奇数时钟周期时，使用并更新正向数据输入引脚SDA上的传输数据；控制器(301)在偶数时钟周期时，使用并更新反向数据输入引脚SDB上的传输数据；正向数据输入引脚SDA上的串行数据，采用D₀D₁D₂....D_N-1D_N的数据进行传输，反向数据输入引脚SDB上的串行数据，采用D_ND_N-1....D₂D₁D₀的数据进行传输，从而保证数据刷新不冲突。

8.根据权利要求1所述的六线制双向数据传输的LED灯珠，其特征在于，所述LED发光单元(102)具有R(102-1)、G(102-2)、B(102-3)三种颜色。