專(zhuān)利名稱(chēng)：三分之一分時(shí)led顯示控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種顯示控制系統(tǒng)，尤其是一種釆用了三分之一 分時(shí)技術(shù)的LED顯示控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
燈飾、室外顯示屏等己經(jīng)得到普遍的使用，主要用于節(jié)日的裝飾 以及廣告展示等使用，現(xiàn)有的產(chǎn)品主要采用平板點(diǎn)陣顯示為主，多為 LED點(diǎn)陣，而且能夠達(dá)到彩色顯示的效果。目前彩色LED顯示點(diǎn)陣 的每個(gè)發(fā)光體是由紅、綠、藍(lán)三基色LED組成，可采用靜態(tài)控制技術(shù) 或分時(shí)控制技術(shù)對(duì)上述不同顏色的LED進(jìn)行控制發(fā)光，利用人眼的視 覺(jué)暫留效應(yīng)，LED發(fā)光單元的三種顏色產(chǎn)生混光，使得顯示點(diǎn)陣能夠 呈現(xiàn)出各種的顏色和亮度。參照


圖1，為一種靜態(tài)控制技術(shù)的電路原 理圖，每個(gè)LED的需要一個(gè)單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)端口唯一的進(jìn)行對(duì)應(yīng)控制，該 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)皞€(gè)LED都能夠?qū)崿F(xiàn)單獨(dú)控制且毎一個(gè)LED都 能夠在顯示時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)全亮顯示，因此顯示屏的整體亮度較高，即使 在白天也不會(huì)影響顯示效果，但是該技術(shù)需要大量的驅(qū)動(dòng)芯片，如果 顯示屏較大，制造成本也相對(duì)較高。而用分時(shí)控制技術(shù)是將一個(gè)發(fā)光 體中的顯示周期劃分為多個(gè)子周期，每個(gè)子周期根據(jù)控制需要選通點(diǎn) 亮相應(yīng)顏色的LED，同時(shí)控制每種顏色的LED發(fā)光時(shí)間，由于顯示 周期很短，利用人眼的視覺(jué)暫留效應(yīng)，發(fā)光體的三種顏色LED產(chǎn)生混 光，使得顯示點(diǎn)陣能夠呈現(xiàn)出各種的顏色和亮度。其中上述的分時(shí)控 制技術(shù)多采用二分之一，四分之一分時(shí)等等。以四分一分時(shí)為例，參照?qǐng)D2，顯示點(diǎn)陣有多組發(fā)光體組成，每個(gè)發(fā)光體中包含了紅、綠、 藍(lán)三基色LED，每個(gè)LED的一個(gè)電極分別連接控制單元的驅(qū)動(dòng)端口， 而同一組的發(fā)光體中所有LED的另一電極共線(xiàn)與一個(gè)選通端口相連， 也就是通過(guò)選通端口控制選通某組LED顯示單元，再通過(guò)驅(qū)動(dòng)端口釆 用地址的形式選通不同的顏色LED。相對(duì)于靜態(tài)控制技術(shù)而言，現(xiàn)有 的分時(shí)控制技術(shù)能夠節(jié)省大量的驅(qū)動(dòng)芯片，大大的降低了制造成本， 但是顯示亮度會(huì)有所降低，在環(huán)境亮度較高的情況下其對(duì)比度就會(huì)較 低，如白天，難以達(dá)到顯示的要求。而且現(xiàn)有的分時(shí)控制技術(shù)中由于 驅(qū)動(dòng)端口的數(shù)目一般都是16個(gè)，并非是3的倍數(shù)，但是每個(gè)發(fā)光體需 要三個(gè)驅(qū)動(dòng)端U ，因此必須將某些驅(qū)動(dòng)端U通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)延伸連接到上一 組或下一組發(fā)光體中去，使得整個(gè)顯示點(diǎn)陣的布線(xiàn)變得很復(fù)雜，并導(dǎo) 致控制方法十分的繁瑣，也就是控制程序的設(shè)計(jì)更加麻煩。另外上述 分時(shí)技術(shù)不能夠?qū)崿F(xiàn)只采用某種顏色顯示圖案或動(dòng)畫(huà)的效果，如只采 用紅色LED顯示圖案或動(dòng)畫(huà)等，即上述分時(shí)技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)不同顏色采 用不同長(zhǎng)短的分時(shí)子周期單獨(dú)控制。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種三分之一分時(shí)LED顯示控制系統(tǒng)， 能夠簡(jiǎn)化控制方法，也就是簡(jiǎn)化相應(yīng)LED顯示控制程序的設(shè)計(jì)，而且 可以根據(jù)需要對(duì)紅、綠、藍(lán)三種不問(wèn)的顏色，采用相問(wèn)或者不問(wèn)長(zhǎng)短 的分時(shí)子周期，甚至只采用某種顏色的LED發(fā)光單元進(jìn)行顯示，使用 靈活，同時(shí)使得電路的布線(xiàn)更加清晰簡(jiǎn)單，充分利用了控制單元的端 口同時(shí)也能夠簡(jiǎn)化控制程序的設(shè)計(jì)。
本實(shí)用新型是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)上述A的的
三分之一分時(shí)LED顯示控制系統(tǒng)，包括控制單元和至少一組發(fā)光
體，所述控制單元設(shè)有多個(gè)驅(qū)動(dòng)端口以及三種不同顏色的選通輸出端
口各N個(gè)，每個(gè)發(fā)光體都包括三種不同顏色的LED發(fā)光單元，每個(gè) 發(fā)光體中三個(gè)LED發(fā)光單元的一個(gè)電極共線(xiàn)并與所述控制單元的驅(qū) 動(dòng)端口相連，每組發(fā)光體中相同顏色LED發(fā)光單元的另一電極共線(xiàn)并 分別與對(duì)應(yīng)的顏色的選通端口相連。
作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述控制單元包括主控芯片、驅(qū)動(dòng)芯 片和選通電路，主控芯片通過(guò)通信端口與驅(qū)動(dòng)芯片相連，每個(gè)驅(qū)動(dòng)芯 片設(shè)有與每個(gè)發(fā)光體中的LED發(fā)光單元電極連接的驅(qū)動(dòng)端口；主控芯 片還設(shè)有三個(gè)控制端U與選通電路相應(yīng)的三個(gè)輸入端相連，而選通電 路設(shè)有三種不同顏色的選通輸出端口各N個(gè)。
本實(shí)用新型的有益效果是三分之一分時(shí)技術(shù)是將發(fā)光體的顯示 周期分割為3個(gè)子周期，并在不同的子周期點(diǎn)亮相應(yīng)顏色的LED發(fā)光 單元，以達(dá)到在一個(gè)顯示周期內(nèi)發(fā)光體混光發(fā)出相應(yīng)的彩色，也就是 達(dá)到顯示彩色圖像或動(dòng)畫(huà)的效果，其控制電路的驅(qū)動(dòng)端口分別連接每 個(gè)發(fā)光體中三種顏色LED發(fā)光單元的一共線(xiàn)電極，再通過(guò)相應(yīng)顏色的 選通輸出端口連接每組發(fā)光休中該種顏色LED發(fā)光單元另一電極，該 結(jié)構(gòu)也就是控制電路通過(guò)地址方式選擇需要點(diǎn)亮的發(fā)光體，然后在通 過(guò)選通輸出端U依次選通該發(fā)光體中的顏色。由于選通輸出端U的數(shù) 量與發(fā)光體中LED發(fā)光單元數(shù)量相對(duì)應(yīng)，不會(huì)像二分之一分時(shí)、叫分 之一分時(shí)等等技術(shù)需要將某些驅(qū)動(dòng)端口通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)延伸連接到上一組或 下一組發(fā)光體中去，因此電路的布線(xiàn)更加清晰簡(jiǎn)單，同時(shí)也能夠簡(jiǎn)化
控制程序的設(shè)計(jì)。同樣也是由于一種顏色的LED發(fā)光單元對(duì)應(yīng)的是該 種顏色的選通輸出端，因此可以對(duì)紅、綠、藍(lán)三種不l司的顏色，采用 相同或者不同長(zhǎng)短的分時(shí)子周期，這樣，就可以通過(guò)控制軟件，用簡(jiǎn) 單的方式，使紅、綠、藍(lán)三種顏色LED發(fā)光單元的混色效果達(dá)到最逼 真和ft然，此外如果顯示矩陣只需要點(diǎn)亮某種顏色LED發(fā)光單元顯示 該顏色的單色圖案或動(dòng)畫(huà)，只需要該顏色的選通輸出端輸出信號(hào)即可， 也就是很容易實(shí)現(xiàn)顯示矩陣只以單一顏色LED發(fā)光單元顯示的要求。以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明-
圖1是采用靜態(tài)控制技術(shù)的方框原理圖； 圖2是采用四分之一分時(shí)技術(shù)控制系統(tǒng)的方框原理圖； 圖3是木實(shí)用新型的方框原理圖； 圖4-1是本實(shí)用新型驅(qū)動(dòng)芯片的電路原理圖； 圖4-2是本實(shí)用新型主控芯片和選通電路的電路原理圖； 圖4-3是本實(shí)用新型發(fā)光體的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D3和圖4 (包括圖4-1，圖4-2及圖4-3)，三分之一分時(shí) LED顯示控制系統(tǒng)，包括控制單元1和至少一組發(fā)光休2，所述控制 單元1設(shè)有多個(gè)驅(qū)動(dòng)端口以及二種不同顏色的選通輸出端口各N個(gè)， 每個(gè)發(fā)光體2都包括三種不NJ顏色的LED發(fā)光單元，每個(gè)發(fā)光體2 中三個(gè)LED發(fā)光單元的一個(gè)電極共線(xiàn)并與所述控制單元1的驅(qū)動(dòng)端口 相連，每組發(fā)光體2中相同顏色LED發(fā)光單元的另一電極共線(xiàn)并分別 與對(duì)應(yīng)的顏色的選通端口相連。 一般來(lái)說(shuō)，三種不同顏色一般是采用
紅、綠和藍(lán)三基色，這樣所有的顏色都能夠通過(guò)這三種顏色混色獲得，
從而能夠?qū)崿F(xiàn)顯示點(diǎn)陣的全彩顯示。而上述的N可以為1、 2、 3等等， 即三分之一分時(shí)、六分之一分時(shí)或九分之一分時(shí)等等，也就是所述的 選通個(gè)輸出端口的數(shù)量為3的倍數(shù)即可。但是每種顏色顯示的子周期 可以均等分配或者不均等分配，如子周期均等情況K，其比例為1/3: 1/3: 1/3;而子周期不均等，如紅色需要較長(zhǎng)的子周期，則其比例可 以為1/2: 1/4: 1/4，也就是每種顏色LED發(fā)光單元子周期的分配可 以任意選擇，這是需要根據(jù)實(shí)際顯示圖案或動(dòng)畫(huà)的顏色決定，同時(shí)靈 活調(diào)節(jié)的了周期還可以彌補(bǔ)不同顏色LED發(fā)光單元由于本身顯示亮 度不一致的缺陷。另外在白天為了滿(mǎn)足對(duì)比度的需要，可以點(diǎn)亮兩種 顏色LED發(fā)光單元或者只點(diǎn)亮某種顏色LED發(fā)光單元進(jìn)行顯示，使 得顯示亮度達(dá)到較高或最高，盡管在這種情況下不能夠?qū)崿F(xiàn)全彩顯示， 但也是兼顧制造成本和顯示質(zhì)量的一種折中解決方案。
概括而言三分之一分時(shí)LED顯示控制技術(shù)的電路結(jié)構(gòu)是控制電 路的驅(qū)動(dòng)端口分別連接每個(gè)發(fā)光體2中三種顏色LED發(fā)光單元的一共 線(xiàn)電極，再通過(guò)相應(yīng)顏色的選通輸出端口連接每組發(fā)光體2中該種顏 色LED發(fā)光單元另一電極，該結(jié)構(gòu)也就是控制電路通過(guò)地址方式選擇 需要點(diǎn)亮的發(fā)光體2，然后在通過(guò)選通輸出端口依次選通該發(fā)光休2 中的顏色。由于選通輸出端口的數(shù)量與發(fā)光體2中LED發(fā)光單元數(shù)量 相對(duì)應(yīng)，不會(huì)像一.分之一分時(shí)、四分之一分時(shí)等等技術(shù)需要將某些驅(qū) 動(dòng)端口通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)延伸連接到上一組或下一組發(fā)光體中去，因此電路的 布線(xiàn)更加清晰簡(jiǎn)單，同時(shí)也能夠簡(jiǎn)化控制程序的設(shè)計(jì)，同樣也是由于 一種顏色的LED發(fā)光單元對(duì)應(yīng)的是該種顏色的選通輸出端，因此可以
對(duì)紅、綠、藍(lán)三種不同的顏色，采用相同或者不同長(zhǎng)短的分時(shí)子周期， 這樣，就可以通過(guò)控制軟件，用簡(jiǎn)單的方式，使紅、綠、藍(lán)三種顏色
LED發(fā)光單元的混色效果達(dá)到最逼真和自然，此外如果顯示矩陣只需 要點(diǎn)亮某種顏色LED發(fā)光單元顯示該顏色的單色圖案或動(dòng)畫(huà)，只需要 該顏色的選通輸出端輸出信號(hào)即可，也就是很容易實(shí)現(xiàn)顯示矩陣只以 單一顏色LED發(fā)光單元顯示的要求。
由于每組LED發(fā)光單元都需要從控制單元1連接相應(yīng)的控制信號(hào) 線(xiàn)，如果三維顯示矩陣的不是很大，那么可以控制單元l可以集成到 一塊電路或者直接采用計(jì)算機(jī)作為控制單元1，但是這樣驅(qū)動(dòng)信號(hào)線(xiàn) 連接繁多而且錯(cuò)綜復(fù)雜，導(dǎo)致接線(xiàn)困難而且容易出錯(cuò)，還會(huì)影響系統(tǒng) 使用的穩(wěn)定性。為了簡(jiǎn)化上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)線(xiàn)，所述控制申.元1包括.+:控 芯片11、驅(qū)動(dòng)芯片12組和選通電路13，主控芯片11通過(guò)通信端口與 驅(qū)動(dòng)芯片12相連，每個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片12設(shè)有與每個(gè)發(fā)光體2中紅、綠、 藍(lán)LED發(fā)光單元電極連接的驅(qū)動(dòng)端口 ；主控芯片11還設(shè)有三個(gè)控制 端口與選通電路13相應(yīng)的三個(gè)輸入端相連，而選通電路13設(shè)有紅、 綠和藍(lán)三種顏色的選通輸出端口各N個(gè)。主控芯片11主要是對(duì)顯示 數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和處理，協(xié)調(diào)整個(gè)顯示點(diǎn)陣的顯示丁作，可以采ffl單片 機(jī)；驅(qū)動(dòng)芯片12主要是接收來(lái)自主控芯片11的控制信號(hào)，然后對(duì)控 制信號(hào)進(jìn)行解碼并選擇需要點(diǎn)亮的二基色LED發(fā)光單元，驅(qū)動(dòng)芯片 12與.+:控芯片11之間可以采用串行通信的方式連接，如采用串行移 位寄存器，也就是只需要一根數(shù)據(jù)線(xiàn)或者再加上幾根控制線(xiàn)即可，如 數(shù)據(jù)信號(hào)DATA、時(shí)鐘信號(hào)CLK、鎖存信號(hào)STB和使能信號(hào)OE等等， 這樣能夠有效的減少連接線(xiàn)，使得整個(gè)系統(tǒng)的布線(xiàn)更加合理簡(jiǎn)潔、提高使用的穩(wěn)定性，而且也便于安裝；選通電路13也是接收主控芯片 11的控制信號(hào)處理后輸出選通信號(hào)至紅、綠、藍(lán)色LED發(fā)光單元選 擇所需顯示的顏色。
其中選通電路13的基本作用電子開(kāi)關(guān)，可以由大功率的三極管或 者開(kāi)關(guān)集成電路組成，其輸入端接收主控芯片11選通輸出端的信號(hào)后 控制電子開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)閉合和斷開(kāi)。
為了對(duì)上述顯示點(diǎn)陣進(jìn)行控制，本實(shí)用新型的控制方法如下 首先需要獲得顯示數(shù)據(jù)，而顯示數(shù)據(jù)一般包含地址參數(shù)、顯示參 數(shù)和時(shí)間參數(shù)。其中地址參數(shù)記錄了 LED發(fā)光單元在顯示點(diǎn)陣中的位 置， 一般可以用(X， Y)表示。顯示參數(shù)一般是包含了 LED發(fā)光單 元的(R、 G、 B)參數(shù)，而時(shí)間參數(shù)是表示某一時(shí)刻LED發(fā)光單元的 狀態(tài)。所述的顯示數(shù)據(jù)一般可以通過(guò)釆集或者設(shè)計(jì)獲得，如可以對(duì)咅 樂(lè)數(shù)據(jù)進(jìn)行釆用，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后形成相應(yīng)的顯示數(shù)據(jù)；還可以釆用 計(jì)算機(jī)圖形處理，將所需的圖形直接在計(jì)算機(jī)中繪畫(huà)出來(lái)，然后經(jīng)過(guò) 程序的運(yùn)算獲得顯示數(shù)據(jù)等等。然后，通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸將顯示數(shù)據(jù)輸入 到主控芯片11。在主控芯片11中每個(gè)LED發(fā)光單元都有唯一對(duì)應(yīng)的 地址，主控芯片ll根據(jù)顯示數(shù)據(jù)發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)芯片12組根據(jù) 驅(qū)動(dòng)信號(hào)巾的地址信息接收并解碼在相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)端口輸出電平，與此 同時(shí)，主控芯片11也向選通電路13發(fā)出選通信號(hào)，選通電路13在相 應(yīng)的選通輸出端L4輸出電平，那么對(duì)應(yīng)地址的紅、綠、藍(lán)色LED發(fā)光 單元就會(huì)發(fā)出相應(yīng)的顏色，通過(guò)依次點(diǎn)亮紅、綠、藍(lán)色LED發(fā)光單元 不同的顏色，且相應(yīng)的點(diǎn)亮?xí)r間也不同，LED發(fā)光單元就會(huì)顯示出相 應(yīng)的顏色以及亮度。
權(quán)利要求1.三分之一分時(shí)LED顯示控制系統(tǒng)，包括控制單元(1)和至少一組發(fā)光體(2)，所述控制單元(1)設(shè)有多個(gè)驅(qū)動(dòng)端口以及三種不同顏色的選通輸出端口各N個(gè)，每個(gè)發(fā)光體(2)都包括三種不同顏色的LED發(fā)光單元，每個(gè)發(fā)光體(2)中三個(gè)LED發(fā)光單元的一個(gè)電極共線(xiàn)并與所述控制單元(1)的驅(qū)動(dòng)端口相連，每組發(fā)光體(2)中相同顏色LED發(fā)光單元的另一電極共線(xiàn)并分別與對(duì)應(yīng)的顏色的選通端口相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三分之一分時(shí)LED顯示控制系統(tǒng)，其特征在于 所述控制單元(1)包括主控芯片(11 )、驅(qū)動(dòng)芯片(12)和選通電路(13)， 主控芯片(11)通過(guò)通信端口與驅(qū)動(dòng)芯片(12)相連，每個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片(12) 設(shè)有與每個(gè)發(fā)光體(2)中的LED發(fā)光單元電極連接的驅(qū)動(dòng)端U;主控_ 芯片(11)還設(shè)有三個(gè)控制端口與選通電路(13)相應(yīng)的三個(gè)輸入端相 連，而選通電路(13)設(shè)有三種不同顏色的選通輸出端口各N個(gè)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的三分之一分時(shí)LED顯示控制系統(tǒng)，其特征—在于 所述驅(qū)動(dòng)芯片(12)為,t'行移位寄存器，主控芯片(11)與驅(qū)動(dòng)芯片(12) 以串行通信方式連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種三分之一分時(shí)LED顯示控制系統(tǒng)，包括控制單元和至少一組發(fā)光體，所述控制單元設(shè)有多個(gè)驅(qū)動(dòng)端口以及三種不同顏色的選通輸出端口各N個(gè)，每個(gè)發(fā)光體中三個(gè)LED發(fā)光單元的一個(gè)電極共線(xiàn)并與所述控制單元的驅(qū)動(dòng)端口相連，每組發(fā)光體中相同顏色LED發(fā)光單元的另一電極共線(xiàn)并分別與對(duì)應(yīng)的顏色的選通端口相連。由于選通輸出端口的數(shù)量與發(fā)光體中LED發(fā)光單元數(shù)量相對(duì)應(yīng)，因此電路的布線(xiàn)更加清晰簡(jiǎn)單，同時(shí)也能夠簡(jiǎn)化控制程序的設(shè)計(jì)，而且可以對(duì)紅、綠、藍(lán)三種不同的顏色，采用相同或者不同長(zhǎng)短的分時(shí)子周期，使得混色效果達(dá)到最逼真和自然，此外如果顯示矩陣只需要點(diǎn)亮某種顏色LED發(fā)光單元顯示該顏色的單色圖案或動(dòng)畫(huà)。
文檔編號(hào)G09G3/32GK201177955SQ20082004445
公開(kāi)日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2008年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月3日
發(fā)明者盧志林, 李浩源, 陳漱文 申請(qǐng)人:陳漱文;李浩源;盧志林