CN110955623A - 一种具有USB Type C接口的显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有USB Type C接口的显示器，其包括显示驱动板和EDP显示屏，所述显示驱动板包括USB Type C接口、PD协议控制器、MCU、EDP接口和电源模块，所述USB Type C接口用于接入外部Type C信号，所述PD协议控制器通过所述EDP接口与所述EDP显示屏相连接，用于将外部Type C信号转换为DP信号并发送给所述EDP显示屏，所述MCU用于对所述PD协议控制器进行配置，所述电源模块用于将通过所述USB Type C接口接入的VBUS电源转换为所述显示驱动板所需的直流电源以及所述EDP显示屏所需的背光电源。上述显示器具有成本低且易于扩展的优点。
Description
技术领域
本发明属于显示器领域，尤其涉及一种具有USB Type C接口的轻便型显示器。
背景技术
扩展显示屏在游戏，办公领域均有很多的应用需求，伴随USB Type C接口的普及，很多电脑和手机都支持全功能的Type C输出。而对于显示器来说，通常通过VGA接口来接入显示信号，导致电脑和手机中的信号无法导入到显示器，不便于电脑和手机将屏幕显示信号扩展到显示器中。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种具有USB Type C接口输入的轻便型显示器。
本发明实施例中，提供了一种具有USB Type C接口的显示器，其包括显示驱动板和EDP显示屏，所述显示驱动板包括USB Type C接口、PD协议控制器、MCU、EDP接口和电源模块，所述USB Type C接口用于接入外部Type C信号，所述PD协议控制器通过所述EDP接口与所述EDP显示屏相连接，用于将外部Type C信号转换为DP信号并发送给所述EDP显示屏，所述MCU用于对所述PD协议控制器进行配置，所述电源模块用于将通过所述USB Type C接口接入的VBUS电源转换为所述显示驱动板所需的直流电源以及所述EDP显示屏所需的背光电源。
本发明实施例中，所述PD协议控制器采用硅谷数模半导体公司的芯片ANX7327。
本发明实施例中，所述MCU采用新唐公司的NUC123ZD4AN0。
本发明实施例中，所述MCU通过I2C总线与所述PD协议控制器相连接。
本发明实施例中，所述电源模块包括***电源电路和背光电源电路。
本发明实施例中，所述***电源电路采用降压芯片MP2359，用于将所述USB TypeC接口的接入电源转换为3.3V电源。
本发明实施例中，所述背光电源电路采用升压芯片STI3508，用于将所述USB TypeC接口的接入电源转换为12V电源。
本发明实施例中，所述显示驱动板上还包括光感应电路，所述光感应电路与所述MCU相连接，用于将检测到的环境光信号发送给所述MCU，所述MCU用于根据环境光信号控制所述EDP显示屏的亮度。
与现有技术相比较，本发明的具有USB Type C接口的显示器中，包括显示驱动板和EDP显示屏，所述显示驱动板包括USB Type C接口、PD协议控制器、MCU、EDP接口和电源模块，通过所述USB Type C接口的dp alternate工作模式，使具有全功能Type C输出的手机和电脑可以通过一条普通的Type C线缆连接此显示器，极大的降低了连接成本，省掉的元器件也使显示器的结构设计更轻薄化；还支持与主电脑的显示屏同屏显示，或者扩展显示，提高办公效率，丰富娱乐内容。
附图说明
图1是本发明实施例的具有USB Type C接口的显示器的结构示意图。
图2是本发明实施例的USB Type C接口的电路图。
图3是本发明实施例的PD协议控制器的电路图。
图4是本发明实施例的MCU的电路图。
图5是本发明实施例的EDP接口的电路图。
图6是本发明实施例的背光电源电路的电路图。
图7是本发明实施例的***电源电路的电路图。
图8是本发明实施例的光感应电路的电路图。
缩略词及专业术语说明如下：
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细描述。
如图1所示，本发明实施例中，提供了一种具有USB Type C接口的显示器，其包括显示驱动板和EDP显示屏，所述显示驱动板包括USB Type C接口、PD协议控制器、MCU、EDP接口和电源模块。所述Type C接口用于接入外部Type C信号，所述PD协议控制器通过所述EDP接口与所述EDP显示屏相连接，用于将外部Type C信号转换为DP信号并发送给所述EDP显示屏。所述MCU用于对所述PD协议控制器进行配置。所述电源模块用于将通过所述USB Type C接口接入的VBUS电源转换为所述显示驱动板所需的直流电源以及所述EDP显示屏所需的背光电源。所述电源模块包括***电源电路和背光电源电路。所述显示驱动板上还包括光感应电路，所述光感应电路与所述MCU相连接，用于将检测到的环境光信号发送给所述MCU，所述MCU用于根据环境光信号控制所述EDP显示屏的亮度。
如图2所示，所述USB Type C接口U2是一个全功能Type C输入接口，总共24脚。其中，A02/A03,B02/B03,A10/A11,B10/B11为高速信号引脚，网络标号为SSTX1/RX1,SSTX2/RX2,Type C线缆中的Displayport信号的音视频就是通过这四对引脚进入显示驱动板，连接到下级的PD协议控制器的SSRX1/RX2和SSTX2/RX2。A8/B8脚为Displayport协议信号传输引脚，网络标号SBU1/2_AUX,接到下级的PD协议控制器的SBU脚，用以访问Displayport终端的DPCD地址，传输EDID，做link training。A05/B05脚是Type C的CC引脚，网络标号CC1,CC2,接到下级的PD协议控制器的CC脚,用以传输USB PD协议。A04/B04/A09/B09为电源引脚，网络标号为VBUS_UTC，电脑或手机的5V直流电源通过这四个引脚进入显示驱动板，这四个脚最大可以支持5A电流，但受限于电脑和手机的输出能力，一般电流为1.5A以下。另外，为了增强设备防静电能力，还可在Type C的接口的信号和电源引脚上都增加ESD器件，使设备的防静电能力达到接触级8KV，空气级15KV。
如图3所示，所述PD协议控制器采用硅谷数模半导体公司的芯片ANX7327，这颗芯片的特点是集成了PD协议控制以及高速信号切换开关为一体，相比分立的PD芯片+高速信号切换开关芯片更省成本，应用更简单。当Type C线缆***后，芯片ANX7327会自动监测CC1和CC2上的电压，因为CC1和CC2上内部有5.1K下拉电阻，如果是正向***，与源端的CC的上拉电阻分压后，则CC1电平为0.9V，CC2电平为0V，如果是反向***，则CC1电平为0V，CC2电平为0.9V，根据CC1和CC2的电平状态，芯片ANX7327自动切换内部高速开关。正向***时，内部高速开关通路如下：
SSTX2P→DPRX0_ML_L0P，SSTX2N→DPRX0_ML_L0N；
SSRX2P→DPRX0_ML_L1P，SSRX2N→DPRX0_ML_L1N；
反向***时，内部高速开关通路如下：
SSTX1P→DPRX0_ML_L0P，SSTX1N→DPRX0_ML_L0N；
SSRX1P→DPRX0_ML_L1P，SSRX1N→DPRX0_ML_L1N；
芯片ANX7327的HPD口为输入口，接收来自于后级DP屏的HPD输出信号，也就是DP_HPD信号，当这个信号被拉高后，会触发芯片ANX7327发出Attention的PD message,由此将HPD物理信号转换为协议信号发送到电脑端或手机端，告知发送端需要进入到DPalternate mode,开始进行DP传输。芯片ANX7327的DM,DP两个脚具有USB2.0功能，连接到Type C接口的A6/A7,B6/B7,可以通过这两个脚对ANX7327内部固件进行升级。VBUS_SENSE引脚连接ANX 7327内部的ADC，外部接的是348K上拉到VBUS_UTC以及49.9K下拉到地，通过这两个分压电阻，当测到电压高于0.4V，换算到VBUS_UTC高于3.3V时，表示有Type C源端***，触发芯片7327进入工作状态。
如图4所示，所述MCU采用新唐公司的NUC123ZD4AN0，其具有68k flash,20K SRAM,I2C，PWM等功能。在本发明中主要用到了I2C,PWM和GPIO中断功能。芯片NUC123ZD4AN0的第2,3脚为I2C master脚，通过I2C总线连接到芯片ANX7327 I2C_CFG,用于控制7327完成PD通信。I2C数据和时钟都通过4.7K电阻上拉到3.3V。第18脚为PWM输出引脚，可以调整PWM频率和脉宽。第19脚为环境光监测，通过判断光感电路产生的高低电平，来判断环境光强弱，以此来调节PWM背光。ICE_DAT/CLK以及nReset可以作为ISP在线烧录引脚。第26脚为背光使能BL_EN脚，输出高时打开背光，输出低电平时关掉背光。
如图5所示，所述EDP接口是一个30PIN的上接EDP接口J1，用以连接所述EDP屏，中间用FPC进行连接。EDP接口的DP信号协议传输通道和DP信号音视频传输主链路系列引脚分别连到芯片ANX7327的系列引脚DPRX0_AUXP/N、DPRX0_ML_L0P/N和DPRX0_ML_L1P/N。信号中间需要用0.1uf耦合电容(C59-C65)隔离直流分量。其中，AUXP在电容靠近7327处需要1M电阻上拉到3.3V，AUXN在电容靠近芯片7327处需要1M电阻下拉到地，HPD接到DP_HPD，并联100K电阻下拉到地。EDP接口J2的背光控制信号BL_PWM和背光使能信号BL_EN由MCU芯片NUC123ZD4AN0统一控制。
如图6所示，所述背光电源电路采用升压芯片STI3508，用于将所述USB Type C接口接入的电源VBUS_UTC转换为12V电源。
如图7所示，所述***电源电路采用降压芯片MP2359，用于将所述USB Type C接口接入的电源VBUS_UTC转换为3.3V电源。
如图8所示，所述光感应电路中，光感二极管D6的阻值会随着光强度的减小而增大，当D6阻值变为166K时，与R95构成的分压电路达到三端稳压二极管U11的基准电压1.24V，使三端稳压二极管U11导通，三极管Q2的基极被拉低，Light_C信号被拉高，所述MCU检测到这个高电平后，会调整PWM脉宽达到根据环境光调节背光亮度的效果，环境光弱，调暗背光，环境光强，调亮背光。
综上所述，本发明的具有USB Type C接口的显示器中，包括显示驱动板和EDP显示屏，所述显示驱动板包括USB Type C接口、PD协议控制器、MCU、EDP接口和电源模块，通过所述USB Type C接口的dp alternate工作模式，使具有全功能Type C输出的手机和电脑可以通过一条普通的Type C线缆连接此显示器，极大的降低了连接成本，省掉的元器件也使显示器的结构设计更轻薄化；还支持与主电脑的显示屏同屏显示，或者扩展显示，提高办公效率，丰富娱乐内容。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种具有USB Type C接口的显示器，其特征在于，包括显示驱动板和EDP显示屏，所述显示驱动板包括USB Type C接口、PD协议控制器、MCU、EDP接口和电源模块，所述USBType C接口用于接入外部Type C信号，所述PD协议控制器通过所述EDP接口与所述EDP显示屏相连接，用于将外部Type C信号转换为DP信号并发送给所述EDP显示屏，所述MCU用于对所述PD协议控制器进行配置，所述电源模块用于将通过所述USB Type C接口接入的电源转换为所述显示驱动板所需的直流电源以及所述EDP显示屏所需的背光电源。
2.如权利要求1所述的具有USB Type C接口的显示器，其特征在于，所述PD协议控制器采用硅谷数模半导体公司的芯片ANX7327。
3.如权利要求1所述的具有USB Type C接口的显示器，其特征在于，所述MCU采用新唐公司的NUC123ZD4AN0。
4.如权利要求1所述的具有USB Type C接口的显示器，其特征在于，所述MCU通过I2C总线与所述PD协议控制器相连接。
5.如权利要求1所述的具有USB Type C接口的显示器，其特征在于，所述电源模块包括***电源电路和背光电源电路。
6.如权利要求5所述的具有USB Type C接口的显示器，其特征在于，所述***电源电路采用降压芯片MP2359，用于将所述USB Type C接口接入电源转换为3.3V电源。
7.如权利要求5所述的具有USB Type C接口的显示器，其特征在于，所述背光电源电路采用升压芯片STI3508，用于将所述USB Type C接口的接入电源转换为12V电源。
8.如权利要求1所述的具有USB Type C接口的显示器，其特征在于，所述显示驱动板上还包括光感应电路，所述光感应电路与所述MCU相连接，用于将检测到的环境光信号发送给所述MCU，所述MCU用于根据环境光信号控制所述EDP显示屏的亮度。
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