專利名稱：Led點陣掃描驅(qū)動控制電路及l(fā)ed點陣掃描控制芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及計算機通信與電子線路技術(shù)，特別涉及一種LED點陣掃描驅(qū)動控 制電路及LED點陣掃描控制芯片。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的LED點陣顯示控制電路一般采用單片機方案，即由一個主控單片機作為核 心器件，完成數(shù)據(jù)輸入接口、顯示數(shù)據(jù)緩存和行列掃描功能，外接驅(qū)動電路(一般為串并轉(zhuǎn) 換芯片和譯碼邏輯芯片)完成顯示行列驅(qū)動，該方式有以下幾個問題1.采用單片機程序完成動態(tài)掃描功能，掃描頻率不高、穩(wěn)定性不好。2.單片機程序軟件指令執(zhí)行有一定的時間周期，動態(tài)掃描的頻率受限，導致單片 機控制動態(tài)掃描的可擴展性不好。3.單片機外圍驅(qū)動電路采用串并轉(zhuǎn)換電路和譯碼電路實現(xiàn)，板級電路復雜，功耗 大，并且發(fā)光效率不高，發(fā)熱量大，使用維護成本高。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種LED點陣掃描驅(qū)動控制電路，功耗低， 穩(wěn)定可靠，并易于擴展。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的LED點陣掃描驅(qū)動控制電路，包括LED點陣掃 描控制芯片和行列驅(qū)動電路；所述LED點陣掃描控制芯片包括數(shù)據(jù)輸入接口模塊、數(shù)據(jù)緩 存模塊、自動掃描模塊、數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊；所述數(shù)據(jù)輸入接口模塊，用于同主控制器或上一級LED點陣掃描驅(qū)動控制電路單 元的數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊相連，接收串行點陣數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)緩存模塊，用于緩存數(shù)據(jù)輸入接口模塊接收到的點陣數(shù)據(jù)；所述自動掃描模塊，采用硬件邏輯電路，用于讀取數(shù)據(jù)緩存模塊中緩存的點陣數(shù) 據(jù)，并行輸出到行列驅(qū)動電路； 所述數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊，用于完成數(shù)據(jù)級聯(lián)功能，包括一計數(shù)器，所述計數(shù)器對數(shù) 據(jù)輸入接口模塊接收到的串行點陣數(shù)據(jù)進行計數(shù)，當計數(shù)器計數(shù)值超過數(shù)據(jù)緩存模塊的緩 存容量值時，數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊將數(shù)據(jù)輸入接口模塊接收到的超過數(shù)據(jù)緩存模塊的緩存容 量值的點陣數(shù)據(jù)順序串行輸出到下一個LED點陣掃描驅(qū)動控制電路單元，如果數(shù)據(jù)輸入接 口模塊接收到的串行點陣數(shù)據(jù)流中間出現(xiàn)中斷，則數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊將計數(shù)器清零后重新 計數(shù)；所述行列驅(qū)動電路，根據(jù)自動掃描模塊并行傳來的點陣數(shù)據(jù)，驅(qū)動LED點陣顯示 單元，完成LED點陣動態(tài)行列掃描。所述數(shù)據(jù)輸入接口模塊可以采用RS232接口。所述數(shù)據(jù)緩存模塊可以采用雙端口 RAM結(jié)構(gòu)，對應(yīng)RAM緩存容量為64X16bit ；所 述該自動掃描模塊，控制行列驅(qū)動電路對LED點陣顯示單元以16行64列的方式進行動態(tài)掃描；所述數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊，其計數(shù)器對數(shù)據(jù)輸入接口模塊接收到的串行點陣數(shù)據(jù)流進 行計數(shù)，對超過1024bit的數(shù)據(jù)向下一 LED點陣掃描驅(qū)動控制電路單元串行發(fā)送；如果串行 點陣數(shù)據(jù)流的字符間隔超過3個串口通信字符寬度，則數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊將計數(shù)器清零后 重新計數(shù)。所述行列驅(qū)動電路的行驅(qū)動電路可以采用共陽極設(shè)計，其工作電壓可調(diào)，列驅(qū)動 電路可以采用恒流設(shè)計，其恒流值可調(diào)。所述行列驅(qū)動電路可以為16行，其供電電壓為 3. 3V，所述列驅(qū)動電路可以為64列，其電流為12mA。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型還公開了一種LED點陣掃描控制芯片，包括數(shù) 據(jù)輸入接口模塊、數(shù)據(jù)緩存模塊、自動掃描模塊、數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊；所述數(shù)據(jù)輸入接口模塊，用于同主控制器或上一級LED點陣掃描驅(qū)動控制電路單 元的數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊相連，接收串行點陣數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)緩存模塊，用于緩存數(shù)據(jù)輸入接口模塊接收到的點陣數(shù)據(jù)；所述自動掃描模塊，采用硬件邏輯電路，用于讀取數(shù)據(jù)緩存模塊中緩存的點陣數(shù) 據(jù)，并行輸出到行列驅(qū)動電路，控制行列驅(qū)動電路對LED點陣顯示單元進行動態(tài)掃描；所述數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊，用于完成數(shù)據(jù)級聯(lián)功能，包括一計數(shù)器，所述計數(shù)器對數(shù) 據(jù)輸入接口模塊接收到的串行點陣數(shù)據(jù)進行計數(shù)，當計數(shù)器計數(shù)值超過數(shù)據(jù)緩存模塊的緩 存容量值時，數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊將數(shù)據(jù)輸入接口模塊接收到的超過數(shù)據(jù)緩存模塊的緩存容 量值的點陣數(shù)據(jù)順序串行輸出到下一個LED點陣掃描驅(qū)動控制電路單元，如果數(shù)據(jù)輸入接 口模塊接收到的串行點陣數(shù)據(jù)流中間出現(xiàn)中斷，則數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊將計數(shù)器清零后重新 計數(shù)。本實用新型的LED點陣掃描驅(qū)動控制電路及LED點陣掃描控制芯片，電路采用單 芯片解決方案，將多個電路功能模塊集成到LED點陣掃描控制芯片單芯片內(nèi)部，通過硬件 數(shù)字邏輯電路實現(xiàn)，降低了低功耗，提高了穩(wěn)定性和可靠性。通過數(shù)據(jù)緩存模塊緩存顯示 點陣數(shù)據(jù)，然后自動掃描模塊根據(jù)緩存的點陣數(shù)據(jù)自動完成LED點陣掃描和顯示驅(qū)動，這 種脫離控制主機的一級緩存設(shè)計提高了 LED點陣顯示單元的掃描頻率，并可以實現(xiàn)脫機運 行；自動掃描模塊是由硬件邏輯電路設(shè)計實現(xiàn)并固化在單芯片內(nèi)部，使自動掃描穩(wěn)定可靠， 同時實現(xiàn)和主控機獨立并行運行；通過數(shù)據(jù)級聯(lián)接口電路完成多個LED點陣掃描驅(qū)動控制 電路之間的級聯(lián)功能，當主控計算機需要控制多個LED點陣顯示單元時，只需要將多個LED 點陣掃描驅(qū)動控制電路單元級聯(lián)，各LED點陣掃描驅(qū)動控制電路單元分別驅(qū)動一 LED點陣 顯示單元，主控計算機只需向級聯(lián)的第一個LED點陣掃描驅(qū)動控制電路單元的數(shù)據(jù)輸入接 口模塊順序連續(xù)發(fā)送所有的待顯示點陣數(shù)據(jù)，即可完成對所有LED點陣顯示單元的顯示內(nèi) 容控制，便于通過級聯(lián)方式進行行列擴展，以適用于不同規(guī)格點陣顯示屏需求。
以下結(jié)合附圖及具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細說明。


圖1是本實用新型的LED點陣掃描驅(qū)動控制電路及LED點陣掃描控制芯片一實施 方式的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
5[0024]本實用新型的LED點陣掃描驅(qū)動控制電路及LED點陣掃描控制芯片一實施方式如
圖1所示，所述LED點陣掃描驅(qū)動控制電路，包括LED點陣掃描控制芯片和行列驅(qū)動電路；所 述LED點陣掃描控制芯片包括數(shù)據(jù)輸入接口模塊、數(shù)據(jù)緩存模塊、自動掃描模塊、數(shù)據(jù)級聯(lián) 接口模塊；所述數(shù)據(jù)輸入接口模塊，用于同主控制器或上一級LED點陣掃描驅(qū)動控制電路單 元的數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊相連，接收串行點陣數(shù)據(jù)，完成和主控制器或上一級LED點陣掃描 驅(qū)動控制電路單元的數(shù)據(jù)通信功能；所述數(shù)據(jù)緩存模塊，用于緩存數(shù)據(jù)輸入接口模塊接收到的點陣數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)輸 入接口模塊到自動掃描模塊之間的點陣數(shù)據(jù)緩存和隔離，實現(xiàn)點陣數(shù)據(jù)刷新和自動掃描模 塊的獨立并行運行機制；所述自動掃描模塊，采用硬件邏輯電路設(shè)計，用于讀取數(shù)據(jù)緩存模塊中緩存的點 陣數(shù)據(jù)，并行輸出到行列驅(qū)動電路。所述數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊，用于完成數(shù)據(jù)級聯(lián)功能，包括一計數(shù)器，所述計數(shù)器對數(shù) 據(jù)輸入接口模塊接收到的串行點陣數(shù)據(jù)進行計數(shù)，當計數(shù)器計數(shù)值超過數(shù)據(jù)緩存模塊的緩 存容量值時，數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊將數(shù)據(jù)輸入接口模塊接收到的超過數(shù)據(jù)緩存模塊的緩存容 量值的點陣數(shù)據(jù)順序串行輸出到下一個LED點陣掃描驅(qū)動控制電路單元，如果數(shù)據(jù)輸入接 口模塊接收到的串行點陣數(shù)據(jù)流中間出現(xiàn)中斷，則認為是接收到一個新的點陣數(shù)據(jù)流，數(shù) 據(jù)級聯(lián)接口模塊將計數(shù)器清零后重新計數(shù)。所述行列驅(qū)動電路，根據(jù)自動掃描模塊并行傳來的點陣數(shù)據(jù)，驅(qū)動LED點陣顯示 單元，完成LED點陣動態(tài)行列掃描；根據(jù)LED發(fā)光點的電流電壓特性，所述行列驅(qū)動電路的 行驅(qū)動電路采用共陽極設(shè)計，其工作電壓可調(diào)，列驅(qū)動電路采用恒流設(shè)計，其恒流值可調(diào)， 從而降低發(fā)熱損耗，同等顯示亮度下的功耗更低，提高發(fā)光效率。下面給出一個具體的實施例。針對一個16行64列的單紅色LED點陣顯示單元，設(shè)計本實用新型的LED點陣掃 描驅(qū)動控制電路及LED點陣掃描控制芯片。首先，基于可編程邏輯器件設(shè)計LED點陣掃描控制芯片，LED點陣掃描控制芯片包 括數(shù)據(jù)輸入接口模塊、數(shù)據(jù)緩存模塊、自動掃描模塊、數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊四個電路單元；該數(shù)據(jù)輸入接口模塊采用RS232接口，RS232接口具有接口簡單、通信距離長等優(yōu)點；該數(shù)據(jù)緩存模塊采用雙端口 RAM結(jié)構(gòu)，對應(yīng)RAM緩存容量為64X 16bit ；該自動掃描模塊，控制行列驅(qū)動電路對LED點陣顯示單元以16行64列的方式進 行動態(tài)掃描，行頻可達到2K，場頻可達到128Hz ；該數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊，判斷串行點陣數(shù)據(jù)流中間是否出現(xiàn)中斷的間隔時間設(shè)置為 3個串口通信字符寬度，該數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊的計數(shù)器對數(shù)據(jù)輸入接口模塊接收到的串行 點陣數(shù)據(jù)流進行計數(shù)，對超過1024bit的數(shù)據(jù)向下一 LED點陣掃描驅(qū)動控制電路單元串行 發(fā)送，完成對下一個LED點陣掃描驅(qū)動控制電路單元的級聯(lián)功能；如果串行點陣數(shù)據(jù)流中 間出現(xiàn)中斷，即數(shù)據(jù)流的字符間隔超過3個串口通信字符寬度，則數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊認為 是新的數(shù)據(jù)流的開始，將計數(shù)器清零后重新計數(shù)。[0038]設(shè)計行列驅(qū)動電路，采用共陽極電路設(shè)計，包括16行共陽極行驅(qū)動電路和64列恒 流控制列驅(qū)動電路；設(shè)計的16行共陽極行驅(qū)動電路供電電壓可調(diào)，根據(jù)LED點陣發(fā)光的電 流電壓特性，紅色LED發(fā)光二極管的導通壓降為1. 8V至2. 2V之間，設(shè)計共陽極驅(qū)動電路的 供電電壓為3. 3V，滿足LED發(fā)光點陣的導通壓降和行驅(qū)動控制電路的導通壓降要求；設(shè)計 64列恒流控制列驅(qū)動電路的電流可調(diào)，根據(jù)紅色LED發(fā)光二極管的工作電路特性，設(shè)計恒 流列驅(qū)動的電流為12mA。本實用新型的LED點陣掃描驅(qū)動控制電路及LED點陣掃描控制芯片，電路采用單 芯片解決方案，將多個電路功能模塊集成到LED點陣掃描控制芯片單芯片內(nèi)部，通過硬件 數(shù)字邏輯電路實現(xiàn)，降低了低功耗，提高了穩(wěn)定性和可靠性。通過數(shù)據(jù)緩存模塊緩存顯示點 陣數(shù)據(jù)，這種脫離控制主機的一級緩存設(shè)計提高了 LED點陣顯示單元的掃描頻率，并可以 實現(xiàn)脫機運行；自動掃描模塊是由硬件邏輯電路設(shè)計實現(xiàn)并固化在單芯片內(nèi)部，使自動掃 描穩(wěn)定可靠，同時實現(xiàn)和主控機獨立并行運行；通過數(shù)據(jù)級聯(lián)接口電路完成多個LED點陣 掃描驅(qū)動控制電路之間的級聯(lián)功能，當主控計算機需要控制多個LED點陣顯示單元時，只 需要將多個LED點陣掃描驅(qū)動控制電路單元級聯(lián)，各LED點陣掃描驅(qū)動控制電路單元分別 驅(qū)動一 LED點陣顯示單元，主控計算機只需向級聯(lián)的第一個LED點陣掃描驅(qū)動控制電路單 元的數(shù)據(jù)輸入接口模塊順序連續(xù)發(fā)送所有的待顯示點陣數(shù)據(jù)，即可完成對所有LED點陣顯 示單元的顯示內(nèi)容控制；本實用新型的LED點陣掃描驅(qū)動控制電路及LED點陣掃描控制芯 片，可以通過級聯(lián)方式進行行列擴展，以適用于不同規(guī)格點陣顯示屏需求。
權(quán)利要求一種LED點陣掃描驅(qū)動控制電路，其特征在于，包括LED點陣掃描控制芯片和行列驅(qū)動電路；所述LED點陣掃描控制芯片包括數(shù)據(jù)輸入接口模塊、數(shù)據(jù)緩存模塊、自動掃描模塊、數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊；所述數(shù)據(jù)輸入接口模塊，用于同主控制器或上一級LED點陣掃描驅(qū)動控制電路單元的數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊相連，接收串行點陣數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)緩存模塊，用于緩存數(shù)據(jù)輸入接口模塊接收到的點陣數(shù)據(jù)；所述自動掃描模塊，采用硬件邏輯電路，用于讀取數(shù)據(jù)緩存模塊中緩存的點陣數(shù)據(jù)，并行輸出到行列驅(qū)動電路；所述數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊，用于完成數(shù)據(jù)級聯(lián)功能，包括一計數(shù)器，所述計數(shù)器對數(shù)據(jù)輸入接口模塊接收到的串行點陣數(shù)據(jù)進行計數(shù)，當計數(shù)器計數(shù)值超過數(shù)據(jù)緩存模塊的緩存容量值時，數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊將數(shù)據(jù)輸入接口模塊接收到的超過數(shù)據(jù)緩存模塊的緩存容量值的點陣數(shù)據(jù)順序串行輸出到下一個LED點陣掃描驅(qū)動控制電路單元，如果數(shù)據(jù)輸入接口模塊接收到的串行點陣數(shù)據(jù)流中間出現(xiàn)中斷，則數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊將計數(shù)器清零后重新計數(shù)；所述行列驅(qū)動電路，根據(jù)自動掃描模塊并行傳來的點陣數(shù)據(jù)，驅(qū)動LED點陣顯示單元，完成LED點陣動態(tài)行列掃描。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED點陣掃描驅(qū)動控制電路，其特征在于，所述數(shù)據(jù)輸入接口 模塊采用RS232接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED點陣掃描驅(qū)動控制電路，其特征在于，所述數(shù)據(jù)緩存模塊 采用雙端口 RAM結(jié)構(gòu)，對應(yīng)RAM緩存容量為64X16bit ；所述該自動掃描模塊，控制行列驅(qū)動電路對LED點陣顯示單元以16行64列的方式進 行動態(tài)掃描；所述數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊，其計數(shù)器對數(shù)據(jù)輸入接口模塊接收到的串行點陣數(shù)據(jù)流進行 計數(shù)，對超過1024bit的數(shù)據(jù)向下一 LED點陣掃描驅(qū)動控制電路單元串行發(fā)送；如果串行點 陣數(shù)據(jù)流的字符間隔超過3個串口通信字符寬度，則數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊將計數(shù)器清零后重 新計數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED點陣掃描驅(qū)動控制電路，其特征在于，所述行列驅(qū)動電 路的行驅(qū)動電路采用共陽極設(shè)計，其工作電壓可調(diào)，列驅(qū)動電路采用恒流設(shè)計，其恒流值可調(diào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED點陣掃描驅(qū)動控制電路，其特征在于，所述行列驅(qū)動電路 為16行，其供電電壓為3. 3V，所述列驅(qū)動電路為64列，其電流為12mA。
6.一種LED點陣掃描控制芯片，其特征在于，包括數(shù)據(jù)輸入接口模塊、數(shù)據(jù)緩存模塊、 自動掃描模塊、數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊；所述數(shù)據(jù)輸入接口模塊，用于同主控制器或上一級LED點陣掃描驅(qū)動控制電路單元的 數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊相連，接收串行點陣數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)緩存模塊，用于緩存數(shù)據(jù)輸入接口模塊接收到的點陣數(shù)據(jù)；所述自動掃描模塊，采用硬件邏輯電路，用于讀取數(shù)據(jù)緩存模塊中緩存的點陣數(shù)據(jù)，并 行輸出到行列驅(qū)動電路；所述數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊，用于完成數(shù)據(jù)級聯(lián)功能，包括一計數(shù)器，所述計數(shù)器對數(shù)據(jù)2輸入接口模塊接收到的串行點陣數(shù)據(jù)進行計數(shù)，當計數(shù)器計數(shù)值超過數(shù)據(jù)緩存模塊的緩存 容量值時，數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊將數(shù)據(jù)輸入接口模塊接收到的超過數(shù)據(jù)緩存模塊的緩存容量 值的點陣數(shù)據(jù)順序串行輸出到下一個LED點陣掃描驅(qū)動控制電路單元，如果數(shù)據(jù)輸入接口 模塊接收到的串行點陣數(shù)據(jù)流中間出現(xiàn)中斷，則數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊將計數(shù)器清零后重新計數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED點陣掃描控制芯片，其特征在于，所述數(shù)據(jù)輸入接口模塊 采用RS232接口。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED點陣掃描驅(qū)動控制電路，其特征在于，所述數(shù)據(jù)緩存模塊 采用雙端口 RAM結(jié)構(gòu)，對應(yīng)RAM緩存容量為64X16bit ；所述該自動掃描模塊，控制行列驅(qū)動電路對LED點陣顯示單元以16行64列的方式進 行動態(tài)掃描；所述數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊，其計數(shù)器對數(shù)據(jù)輸入接口模塊接收到的串行點陣數(shù)據(jù)流進行 計數(shù)，對超過1024bit的數(shù)據(jù)向下一 LED點陣掃描驅(qū)動控制電路單元串行發(fā)送；如果串行點 陣數(shù)據(jù)流的字符間隔超過3個串口通信字符寬度，則數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊將計數(shù)器清零后重 新計數(shù)。
專利摘要本實用新型公開了一種LED點陣掃描驅(qū)動控制電路，通過數(shù)據(jù)輸入接口模塊接收串行點陣數(shù)據(jù)；通過數(shù)據(jù)緩存模塊緩存點陣數(shù)據(jù)；通過自動掃描模塊讀取數(shù)據(jù)緩存模塊中緩存的點陣數(shù)據(jù)并行輸出到行列驅(qū)動電路；通過數(shù)據(jù)級聯(lián)接口模塊完成數(shù)據(jù)級聯(lián)功能；通過行列驅(qū)動電路，根據(jù)自動掃描模塊并行傳來的點陣數(shù)據(jù)，驅(qū)動LED點陣顯示單元完成LED點陣動態(tài)行列掃描。本實用新型的LED點陣掃描驅(qū)動控制電路，功耗低，穩(wěn)定可靠，并易于擴展。本實用新型還公開了一種LED點陣掃描控制芯片。
文檔編號G09G3/32GK201655248SQ201020162070
公開日2010年11月24日 申請日期2010年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月15日
發(fā)明者萬能, 劉凱, 張壽喜 申請人:上海凌犀電子科技有限公司