CN105047134A - Led灯板、灯板模组以及led显示屏控制*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及LED灯板、灯板模组以及LED显示屏控制***，所述LED显示屏控制***包括：发送卡、接收卡以及多个灯板模组。每一个灯板模组中的至少一个LED灯板包括：电路板以及设置在电路板上的LED驱动电路、多个颜色LED灯点和数据处理及控制信号产生单元。数据处理及控制信号产生单元电连接LED驱动电路和接收卡，用于通过单端口接收来自接收卡的数据包并根据数据包解析出图像数据并产生控制信号、以及将图像数据和控制信号输出至LED驱动电路以驱动控制所述多个颜色LED灯点进行图像显示。本发明由数据处理及控制信号产生单元来担任具体的驱动控制，省去了传统模式中接收卡的驱动控制工作，可大大减少接收卡与灯板模组间线材的使用。

Description

LED灯板、灯板模组以及LED显示屏控制***

技术领域

本发明涉及LED显示技术领域，特别涉及一种LED灯板、一种灯板模组以及一种LED显示屏控制***。

背景技术

现有的LED显示屏控制***基本包括视频源、发送卡以及LED显示屏。其中，LED显示屏通常由多个箱体拼接而成，每个箱体又由多个灯板模组拼接而成，而每个灯板模组又由一个或级联的多个LED灯板组成；此外，每个箱体还配置有接收卡(或称扫描板，其为一种LED显示控制板)以及Hub卡(或称转接板)；接收卡连接Hub卡，而Hub卡再连接至箱体中的各个灯板模组，在此Hub卡主要作为接口扩展之用。

在现有的LED显示屏同步控制***中，视频源提供的视频信号由视频信号接口送入发送卡，发送卡根据其带载的范围对每一帧图像数据进行切割后通过网线或其他传输介质送至接收卡，接收卡接收到切割好的图像数据后根据其所在箱体的灯板驱动芯片的走线方式对接收到的图像数据进行相应的扭转并输出，达到正确显示的目的；此外，接收卡还担任灯板模组的显示控制等工作。如此，则接收卡和灯板模组之间就需要配置图像数据发送线和控制信号发送线。

通常，接收卡和灯板模组间传送的信号包含多组RGB数据，外加时钟信号CLK、锁存信号LAT、极性选择信号OE、行选择信号A,B,C等控制信号，这使得接收卡和灯板模组之间的排线连接数量增加，其不但使得图像数据传送的不可靠性增加，而且在多个灯板模组的情形下排线连接方式也显得冗余复杂。请参见图1，其为四个灯板模组组成的单个箱体的显示驱动控制架构示意图。

因此，在现有的显示驱动控制架构中，存在以下一些问题：

(1)每个单端信号需要占用一根线芯，造成排线的线芯数量较多，以一个常规8扫灯板模组为例，若需要两组RGB数据，加上CLK、LAT、OE、A,B,C等控制信号一共有12个单端信号，再加上至少一个地信号，则至少需要13芯的排线；然而，LED显示屏行业中经常存在有些应用对接入排线的线芯数量有限制；

(2)由于排线线芯较多，排线与灯板模组之间的接插件的接触点也较多，单个线芯不通或接触不良就会导致显示异常，这种原因带来的故障在LED显示屏应用故障中占很大比例；

(3)因为线材数量诸多，每根线材出现故障的概率不变的情况下，数量众多的线材，使得整个***的不可靠性大大提高，因而存在较大的故障风险；

(4)传统的灯板模组无自测试功能，因此在测试灯板模组自身性能时必须借助于接收卡来完成，导致检测和排错很不方便。

发明内容

因此，针对现有技术中的不足，本发明提出一种LED灯板、一种灯板模组以及一种LED显示屏控制***。

具体地，本发明实施例提供的一种LED灯板，包括：电路板、LED驱动电路、多个颜色LED灯点以及数据处理及控制信号产生单元；所述LED驱动电路、所述多个颜色LED灯点和所述数据处理及控制信号产生单元设置在所述电路板上，所述多个颜色LED灯点电连接所述LED驱动电路，所述数据处理及控制信号产生单元电连接所述LED驱动电路。再者，所述数据处理及控制信号产生单元用于根据接收到的数据包解析出图像数据并产生控制信号、以及将所述图像数据和控制信号输出至所述LED驱动电路以驱动控制所述多个颜色LED灯点进行图像显示。

在本发明的一个实施例中，上述LED灯板的数据处理及控制信号产生单元配置有串口数据接收端口，用于接收所述数据包。

在本发明的一个实施例中，上述LED灯板的数据处理及控制信号产生单元还配置有备用的串口数据接收端口。

在本发明的一个实施例中，上述LED灯板的数据处理及控制信号产生单元为MCU、CPLD或FPGA。

此外，本发明实施例提供的一种灯板模组，包括级联的多个LED灯板，所述级联的多个LED灯板中的至少一个LED灯板为前述任意一种LED灯板。

另外，本发明实施例提供的一种LED显示屏控制***，包括：发送卡、接收卡以及多个灯板模组；所述接收卡电连接所述发送卡，所述多个灯板模组电连接所述接收卡，每一个所述灯板模组中的至少一个LED灯板包括：电路板以及设置在所述电路板上的LED驱动电路、多个颜色LED灯点和数据处理及控制信号产生单元，所述多个颜色LED灯点电连接所述LED驱动电路，所述数据处理及控制信号产生单元电连接所述LED驱动电路和所述接收卡。再者，所述数据处理及控制信号产生单元用于通过单端口接收来自所述接收卡的数据包并根据所述数据包解析出图像数据并产生控制信号、以及将所述图像数据和控制信号输出至所述LED驱动电路以驱动控制所述多个颜色LED灯点进行图像显示。

在本发明的一个实施例中，上述LED显示屏控制***的所述单端口为串口数据接收端口，电连接所述接收卡以用于接收所述数据包。

在本发明的一个实施例中，上述LED显示屏控制***的数据处理及控制信号产生单元还配置有备用的串口数据接收端口，电连接所述接收卡。

在本发明的一个实施例中，上述LED显示屏控制***的数据处理及控制信号产生单元为MCU、CPLD或FPGA。

在本发明的一个实施例中，上述LED显示屏控制***还包括Hub卡，所述多个灯板模组通过所述Hub卡电连接所述接收卡。

由上可知，本发明实施例通过在LED灯板上设置数据处理及控制信号产生单元来担任具体的驱动控制，省去了传统模式中接收卡的驱动控制工作，继而可大大减少接收卡与灯板模组间线材的使用，并且较少的连接线材可以降低***信号在线材传输中发生故障的风险。

通过以下参考附图的详细说明，本发明的其它方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念地说明此处描述的结构和流程。

附图说明

下面将结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细的说明。

图1为现有技术的四个灯板模组组成的单个箱体的显示驱动控制架构示意图。

图2为本发明实施例的四个灯板模组组成的单个箱体的显示驱动控制架构示意图。

图3A为本发明实施例的LED灯板的结构示意图。

图3B为图3A所示LED灯板的另一视角的结构示意图。

图4为本发明另一实施例的四个灯板模组组成的单个箱体的显示驱动控制架构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

请参见图2，本发明实施例提供的一种LED显示屏控制***，包括：视频源21、发送卡23、接收卡(或称扫描板)25、Hub卡(或称转接板)27以及多个灯板模组29。发送卡23电连接视频源21，其通过视频信号接口例如DVI接口、HDMI接口等接收来自视频源21的视频信号，并根据自身所控制的范围(或称带载范围)对得到的每一帧图像进行切割以得到相应位置的图像信息，完成切割后经网口等输出接口将切割好的图像数据传送给接收卡25；接收卡25得到发送卡23提供的图像数据后，根据不同灯板驱动芯片走线方式的差异，对图像数据进行相应的扭转工作，扭转完成后以数据包的形式通过Hub卡27输出至相应的灯板模组29。图2中示出四个灯板模组29，这四个灯板模组29通过Hub卡27电连接至同一个接收卡25，每个灯板模组29配置有数据处理及控制信号产生单元291，且各个灯板模组29上的所示数据处理及控制信号产生单元291通过串口或LVDS接口或具有少量线芯的排线及Hub卡27电连接至接收卡25以接收数据包。在图2所示的实施例中，四个灯板模组29拼接成一个箱体，可以理解的是，单个箱体中的灯板模组29的数量并不作限制，其通常决定于接收卡25的带载能力。此外，对于LED显示屏而言，其可以设置有多个箱体，各个箱体通过各自配置的接收卡形成级联。另外，本领域技术人员可以理解的是，在实际应用中，视频源21可以由用户自己提供，也就是说厂商在提供LED显示屏控制***时可以不提供视频源。

承上述，单个灯板模组29通常由单个LED灯板组成或者级联的多个LED灯板组成；对于单个LED灯板而言，其上会设置有数据处理及控制信号产生单元291；对于级联的多个LED灯板而言，可以是只在第一级LED灯板上设置数据处理及控制信号产生单元291，也可以是每一级LED灯板上均设置有数据处理及控制信号产生单元291。

请一并参见图2以及图3A和图3B，LED灯板包括电路板290、以及设置在电路板290上的数据处理及控制信号产生单元291，LED驱动电路293和多个颜色LED灯点RGB(红绿蓝)。数据处理及控制信号产生单元291例如通过UART(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter，通用异步收发器)串口数据接收端口(RXD端口)及Hub卡27电连接接收卡25上的UART串口数据发送端口(TXD端口)以通过串口数据发送线接收数据包，也即是通过单端口接收数据包。LED驱动电路293典型地包括行译码芯片和列驱动芯片，且行译码芯片和列驱动芯片与各个颜色LED灯点RGB电连接。多个颜色LED灯点并不限于包含RGB三种颜色LED灯点，对应单双色LED显示屏而言，其也可以包含一种颜色LED灯点或两种颜色LED点。此外，在本实施例的实际应用过程中，为了数据信号传输更加可靠，会在数据处理及控制信号产生单元291上再配置一个备用RXD端口，相应地数据处理及控制信号产生单元291与Hub卡27之间会增加一根备用串口数据发送线。

本实施例中的数据处理及控制信号产生单元291可以是MCU(MicrocontrollerUnit,微控制器)、CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice,复杂可编程逻辑器件)或FPGA(FieldProgrammableGateArray,现场可编程门阵列)等。

承上述，如图3A所示，LED灯板上的数据处理及控制信号产生单元291通过单线接收到接收卡25发送过来的数据包，此处的数据包典型的有两种，一种是场同步信号数据包，另一种是图像数据包；数据处理及控制信号产生单元291在接收到数据包后对数据包进行解析以得到场同步信号和图像数据例如RGB数据。此外，数据处理及控制信号产生单元291在解析数据包的过程中还会自身产生控制信号，例如时钟信号CLK、锁存信号LAT、极性选择信号OE、行选择信号A,B,C等LED灯板显示所需的控制信号。数据处理及控制信号产生单元291将得到的图像数据和自身产生的控制信号通过输入/输出口(I/O口)传输至LED驱动电路293以驱动控制各个颜色LED灯点进行图像显示。此处，由于数据处理及控制信号产生单元291是集成在LED灯板身上，所以数据处理及控制信号产生单元291给LED驱动电路293发送控制信号、图像数据的过程中就不需要冗余繁杂的排线，直接通过PCB走线即可完成传输，进而完成最终显示。也就是说，接收卡25只需要通过Hub卡27给数据处理及控制信号产生单元291发送图像数据包以及必要的场同步信号数据包即可，之后数据处理及控制信号产生单元291可以自身产生控制信号，然后将控制信号和图像数据一并通过PCB走线发送给LED驱动电路293，这样就可以减少接收卡25与灯板模组29之间的排线连接。

相较于现有技术，由于本实施例在灯板模组上添加有数据处理及控制信号产生单元291，以用来产生灯板模组显示时LED驱动电路293所需的控制信号，所以接收卡和灯板模组间连线中只需要传输想要显示的图像数据即可，这样就不需要接收卡和灯板模组间的控制信号线，大大减少了接收卡和灯板模组之间的线材数量，相应的也减少了传输接口，信号传输过程中在线材和传输接口处发生故障的概率也就可以大大降低。

值得一提的是，本发明上述实施例的主要发明构思在于接收卡无需向灯板模组传输灯板模组显示时LED驱动电路293所需的时钟信号CLK、锁存信号LAT、极性选择信号OE、行选择信号A,B,C等控制信号，这些控制信号由灯板模组的数据处理及控制信号产生单元291来产生；因此可以理解的是，本发明上述实施例接收卡25与灯板模组29之间并不限于UART串口单线传输数据包，也可以考虑双线或多线传输数据包等适当的变更设计，而且这些不超出上述主要发明构思的变更设计均应包含在本发明的保护范围内。

请参见图4，本发明另一实施例的LED显示屏控制***，包括：视频源41、发送卡43、接收卡(或称扫描板)45以及多个灯板模组49。发送卡43电连接视频源41，其通过视频信号接口例如DVI接口、HDMI接口等接收来自视频源41的视频信号，并根据自身所控制的范围(或称带载范围)对得到的每一帧图像进行切割以得到相应位置的图像信息，完成切割后经网口等输出接口将切割好的图像数据传送给接收卡45；接收卡45得到发送卡43提供的图像数据后，根据不同灯板驱动芯片走线方式的差异，对图像数据要进行相应的扭转工作，扭转完成后以数据包的形式直接输出(也即未设置Hub卡)至相应的灯板模组49。图4中示出四个灯板模组49，这四个灯板模组49电连接至同一个接收卡45，每个灯板模组49配置有数据处理及控制信号产生单元491，且各个灯板模组49上的所示数据处理及控制信号产生单元491通过串口(例如UART串口)电连接至接收卡45以通过单线传输方式接收数据包。在图4所示的实施例中，四个灯板模组49拼接成一个箱体，可以理解的是，单个箱体中的灯板模组49的数量并不作限制，其通常决定于接收卡45的带载能力。此外，对于LED显示屏而言，其可以设置有多个箱体，各个箱体通过各自配置的接收卡形成级联。另外，本领域技术人员可以理解的是，在实际应用中，视频源41可以由用户自己提供，也就是说厂商在提供LED显示屏控制***时可以不提供视频源。

承上述，单个灯板模组49通常由单个LED灯板组成或者由级联的多个LED灯板组成；对于单个LED灯板而言，其上会设置有数据处理及控制信号产生单元491；对于级联的多个LED灯板而言，可以是只在第一级LED灯板上设置数据处理及控制信号产生单元491，也可以是每一级LED灯板上均设置有数据处理及控制信号产生单元491。至于设置有数据处理及控制信号产生单元491的LED灯板的结构可参照图3A和图3B，在此不再赘述。

综上所述，本发明实施例通过在LED灯板上设置数据处理及控制信号产生单元来担任具体的驱动控制，省去了传统模式中接收卡的驱动工作，继而可大大减少接收卡与灯板模组间线材的使用，并且较少的连接线材可以降低***信号在线材传输中发生故障的风险。

至此，本文中应用了具体个例对本发明的LED灯板、灯板模组和以及LED显示屏控制***的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，本发明的保护范围应以所附的权利要求为准。

Claims (10)

1.一种LED灯板，包括：电路板、以及设置在所述电路板上的LED驱动电路和多个颜色LED灯点，所述多个颜色LED灯点电连接所述LED驱动电路；其特征在于，还包括：

数据处理及控制信号产生单元，设置在所述电路板上且电连接所述LED驱动电路；所述数据处理及控制信号产生单元用于根据接收到的数据包解析出图像数据并产生控制信号、以及将所述图像数据和控制信号输出至所述LED驱动电路以驱动控制所述多个颜色LED灯点进行图像显示。

2.如权利要求1所述的LED灯板，其特征在于，所述数据处理及控制信号产生单元配置有串口数据接收端口，用于接收所述数据包。

3.如权利要求2所述的LED灯板，其特征在于，所述数据处理及控制信号产生单元还配置有备用的串口数据接收端口。

4.如权利要求1所述的LED灯板，其特征在于，所述数据处理及控制信号产生单元为MCU、CPLD或FPGA。

5.一种灯板模组，包括级联的多个LED灯板；其特征在于，所述多个LED灯板中的至少一个LED灯板为如权利要求1至4任意一项所述的LED灯板。

6.一种LED显示屏控制***，包括：发送卡、接收卡以及多个灯板模组，所述接收卡电连接所述发送卡，且所述多个灯板模组电连接所述接收卡；每一个所述灯板模组中的至少一个LED灯板包括电路板以及设置在所述电路板上的LED驱动电路和多个颜色LED灯点，且所述多个颜色LED灯点电连接所述LED驱动电路；其特征在于，所述至少一个LED灯板还包括：

数据处理及控制信号产生单元，电连接所述LED驱动电路和所述接收卡；所述数据处理及控制信号产生单元用于通过单端口接收来自所述接收卡的数据包并根据所述数据包解析出图像数据并产生控制信号、以及将所述图像数据和控制信号输出至所述LED驱动电路以驱动控制所述多个颜色LED灯点进行图像显示。

7.如权利要求6所述的LED显示屏控制***，其特征在于，所述单端口为串口数据接收端口，电连接所述接收卡以用于接收所述数据包。

8.如权利要求7所述的LED显示屏控制***，其特征在于，所述数据处理及控制信号产生单元还配置有备用的串口数据接收端口，电连接所述接收卡。

9.如权利要求6所述的LED显示屏控制***，其特征在于，所述数据处理及控制信号产生单元为MCU、CPLD或FPGA。

10.如权利要求6所述的LED显示屏控制***，其特征在于，所述LED显示屏控制***还包括Hub卡，所述多个灯板模组通过所述Hub卡电连接所述接收卡。