门头全彩led显示控制卡及门头全彩led显示屏系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种门头全彩LED显示控制卡以及采用所述门头全彩LED显示控制卡的门头全彩LED显示屏系统。所述门头全彩LED显示控制卡包括：嵌入式微处理器；可编程逻辑器件，电连接嵌入式微处理器；非易失性存储器，电连接嵌入式微处理器；动态随机存储器，电连接可编程逻辑器件；显示驱动电路，电连接可编程逻辑器件；以及多个灯板接口，电连接显示驱动电路。因此，本实用新型能够以较低的成本实现门头全彩LED控制的各项需求功能，且利用嵌入式微处理器+可编程逻辑器件的组合架构来实现门头全彩LED控制；从而可以逐渐取代单/双色在LED行业中的地位，解决单/双色门头显示色调单一、显示内容限制太大的缺点。
【专利说明】
门头全彩LED显示控制卡及门头全彩LED显示屏系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及LED显示控制技术领域，特别涉及一种门头全彩LED显示控制卡以及一种11头全彩LED显不屏系统。
【背景技术】
[0002]LED(Light-emitting D1de，发光二极管)显示屏系统作为新型的显示技术，以其节能、环保、高亮等优点逐渐被市场接受，从而被广泛应用于都市传媒、城市交通等领域。
[0003]当前越来越多的商铺、超市、银行等采用了门头LED显示屏来向客户展示一些有用的信息。目前市面上最常见的单/双色LED门头产品通常用来显示一些滚动的文字、时间或者一些简单的图片和动画，从颜色领域可分为两种:单色显示和双色显示，单色显示表示LED显示屏上只能显示一种颜色，通常为红色且灰度等级为I;双色显示表示LED显示屏上每个像素为两种颜色的LED灯，通常为红色和绿色，可以显示三种颜色，分别是红、绿、黄，每个颜色的灰度等级也同样是I。而单/双色LED显示屏通常是采用单/双色LED显示控制卡来驱动，其典型地是以一块ARM作为主控芯片，结构简单、成本低廉、对做工要求低。然而，由于单/双色LED门头产品支持的显示颜色单一，无法显示一些多种颜色组成的图片或动画，应用局限性较大，且随着门头全彩方案成本的降低，单/双色方案的成本优势在逐渐消失，未来几年必将被取代。
[0004]全彩LED门头产品是在原来双色LED显示屏只有红灯和绿灯的情况下增加了蓝灯，通过红绿蓝组合成全彩显示效果。并且，全彩LED门头产品的LED显示控制卡对红绿蓝每种颜色都支持256级灰度，支持的颜色种类数量为256*256*256，远远高于单色显示的I种和双色显示的3种，显示效果极大提高，从而可以展示更绚丽的图片和动画效果。然而，目前用户主要是通过使用高端的全彩LED显示嵌入式异步控制卡来实现门头全彩显示，但其所需的成本将会大大增加，一张全彩LED异步控制卡少则好几百元，多则好几千元，对于门头全彩领域而言，其实用性和性价比太低。而且，现有的异步全彩LED控制方案较复杂，使用难度较大，对于用惯了单/双色方案的用户而言使用极其不便。
【实用新型内容】
[0005]因此，针对现有技术中的缺陷和不足，本实用新型提出一种门头全彩LED显示控制卡以及一种门头全彩LED显示屏系统。
[0006]具体地，本实用新型的一个实施例提出的一种门头全彩LED显示控制卡，包括:嵌入式微处理器;可编程逻辑器件，电连接所述嵌入式微处理器;非易失性存储器，电连接所述嵌入式微处理器;动态随机存储器，电连接所述可编程逻辑器件；显示驱动电路，电连接所述可编程逻辑器件；以及多个灯板接口，电连接所述显示驱动电路。
[0007]在本实用新型的一个实施例中，所述嵌入式微处理器与所述可编程逻辑器件之间通过PCB走线形成有显示数据通信通道和参数通信通道两个独立的通信通道。
[0008]在本实用新型的一个实施例中，所述可编程逻辑器件为FPGA。
[0009]在本实用新型的一个实施例中，所述显示驱动电路包括多个信号增强芯片，分别与所述多个灯板接口形成电连接。
[0010]在本实用新型的一个实施例中，所述多个灯板接口分别为多个排线接口。
[0011]在本实用新型的一个实施例中，所述门头全彩LED显示控制卡还包括:以太网模块和USB模块，分别电连接所述嵌入式微处理器。
[0012]在本实用新型的一个实施例中，所述门头全彩LED显示控制卡还包括:串口和按键，分别电连接所述嵌入式微处理器。
[0013]在本实用新型的一个实施例中，所述门头全彩LED显示控制卡为单电路板结构，从而所述嵌入式微处理器、所述可编程逻辑器件、所述非易失性存储器、所述动态随机存储器、所述显示驱动电路和所述多个灯板接口设置在同一块电路板上。
[0014]在本实用新型的一个实施例中，所述非易失性存储器为闪存。
[0015]此外，本实用新型的一个实施例提出的一种门头全彩LED显示屏系统，包括门头全彩LED显示屏和前述任意一种门头全彩LED显示控制卡，并且所述门头全彩LED显示屏电连接所述门头全彩LED显示控制卡的所述多个灯板接口中的部分或全部灯板接口。
[0016]由上可知，本实用新型的实施例以较低的成本实现门头全彩LED控制的各项需求功能，且利用嵌入式微处理器+可编程逻辑器件的组合架构来实现门头全彩LED控制；因此可以满足市场需求，逐渐取代单/双色在LED行业中的地位;能够丰富门头LED显示领域，让用户体验到更加绚丽的门头显示效果，显示内容更加丰富，解决单/双色门头显示色调单一，显示内容限制太大的缺点；以及可以为将来的门头炫彩广告领域提供必备的硬件平台，适应市场的后续要求，也是LED门头行业前进的一大趋势。
[0017]通过以下参考附图的详细说明，本实用新型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，而不是作为本实用新型的范围的限定。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】
[0018]下面将结合附图，对本实用新型的【具体实施方式】进行详细的说明。
[0019]图1为本实用新型实施例提出的一种门头全彩LED显示屏系统的模块示意图。
[0020]图2为本实用新型实施例提出的门头全彩LED显示屏系统的一种系统运行过程图。
【具体实施方式】
[0021]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做详细的说明。
[0022]请参见图1，本实用新型的一个实施例提出的一种门头全彩LED显示屏系统10包括:门头全彩LED显不技制卡11和电连接丨I头全彩LED显不技制卡11的门头全彩LED显不屏13。门头全彩LED显示控制卡11优选为单电路板结构，其包括设置在同一块电路板上的嵌入式微处理器111、闪存112、以太网模块113、USB模块114、串口 115、按键116、电源模块117、可编程逻辑器件118、动态随机存储器119、显示驱动电路120以及多个灯板接口 121。
[0023]嵌入式微处理器111例如是ARM处理器，其作为系统的主控制器，主要负责从上位机获取屏幕及LED灯板参数、内容参数以及要显示的内容数据，获取方式可以是U盘、以太网等方式。由于是异步系统，因此需要将所有的数据及参数一次性获取到之后存入嵌入式微处理器111挂载的作为非易失性存储模块的闪存112中，此后可以断开连接，并根据内容参数对获取到的显示数据进行分类处理，包括算法特效处理，显示任务调度处理等，并将处理后的显示数据发送给可编程逻辑器件118例如FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)。在向可编程逻辑器件118发送显示数据之前，嵌入式微处理器111首先要将屏幕及LED灯板参数、以及其他用户的配置参数(包括Ga_a配置、亮度配置等)发送给可编程逻辑器件118，待可编程逻辑器件118根据这些参数配置好后方可发送显示数据内容。
[0024]可编程逻辑器件118用于将嵌入式微处理器111运算和处理好的显示数据进行二次处理，包括Gamma校正、亮度调节、灰度级调整等，使得显示效果更加绚丽，并对二次处理完的显示数据进行数据扭转来适应LED灯板，进而输出显示。对于Gamma校正、亮度调节、灰度级调整等参数，需要从嵌入式微处理器111通过SPI接口或串口获得，只要嵌入式微处理器111发送对应的参数，可编程逻辑器件118则立即对参数进行更新，并根据最新参数配置输出显示。
[0025]而对于门头全彩LED显示控制卡的其他各个模块:闪存112作为系统主存储模块，用于存储上位机发下来的显示数据内容及参数内容，其当然可以替换成其他非易失性存储器；以太网模块113用于供门头全彩LED显示控制卡与上位机例如PC机进行以太网通信，而在门头全彩LED显示控制卡11中是以嵌入式微处理器111来控制以太网通信;USB模块114使得供门头全彩LED显示控制卡支持U盘识别，用户通过PC机软件将配好的显示数据以文件的形式导入U盘，并将U盘插入门头全彩LED显示控制卡11中，门头全彩LED显示控制卡11即可以解析该文件并获得显示数据，实现USB通信；串口 115主要做调试用；按键116用于自测试功能；电源模块117用于提供多种电压，包含5V、3.3V、2.5V、1.8V、1.2V等，以向门头全彩LED显示控制卡11的各个模块供电；动态随机存储器119作为可编程逻辑器件118的缓存；显示驱动模块120对可编程逻辑器件118输出的显示内容起信号增强作用，保证传向LED灯板的数据的准确性，其可以采用74HC245系列信号增强芯片且数量与灯板接口 121的数量相匹配;灯板接口 121电连接显示驱动电路120，其用于连接门头全彩LED显示屏13中的LED灯板，且灯板接口 121典型地为排线接口。
[0026]再者，嵌入式微处理器111与可编程逻辑器件118之间的通信包括显示数据通信和参数通信。其中，显示数据通信的方式有很多种，例如LCD Controller方式，也即将可编程逻辑器件118当成液晶显示屏(IXD屏)的方式发送显示数据，也可以是并口方式、总线方式等;参数通信一般为串口或SPI等串行通信方式。简而言之，嵌入式微处理器111和可编程逻辑器件118之间通过PCB走线形成有显示数据通信通道和参数通信通道两个独立的通信通道。
[0027]为便于更进一步地理解本实施例提出的门头全彩LED显示屏系统10，下面将结合图2对本实施例的门头全彩LED显示屏系统10的系统运行过程进行说明如下，其中是以ARM和FPGA分别作为嵌入式微处理器111和可编程逻辑器件118的举例，但其并非用来限制本实用新型。具体地:
[0028]首先，进行启动及初始化:系统上电后，ARM从闪存112中加载FPGA程序，如果加载失败再重新加载直至加载成功；当加载FPGA程序成功后，ARM向FPGA发送各项参数并延时等待FPGA配置成功。
[0029]然后，进行如下的循环连续处理:ARM对显示数据进行算法处理，并将处理后的显示数据发送至FPGA，由FPGA对显示数据进行二次处理并最终进行显示输出。
[0030]此外，当检测到上位机发送了显示数据及参数更新，则ARM更新参数及显示数据并将更新后的各项参数发送给FPGA进行配置。
[0031]综上所述，本实用新型前述实施例是以较低的成本实现门头全彩LED显示控制的各项需求功能，且操作流程与单/双色LED显示控制卡相似，有别于传统单/双色LED显示控制卡采用单纯的ARM架构，本实用新型的前述实施例是采用嵌入式微处理器+可编程逻辑器件(例如ARM+FPGA)的组合架构实现门头全彩LED显示控制。因此本实用新型可以达成以下一个或多个有益效果:I)满足市场需求，逐渐取代单/双色显示在LED行业中的地位;2)丰富门头LED显示领域，让用户体验到更加绚丽的门头显示效果，显示内容更加丰富，解决单/双色门头显示色调单一，显示内容限制太大的缺点；以及3)为将来的门头炫彩广告领域提供必备的硬件平台，适应市场的后续要求，也是LED门头行业前进的一大趋势。
[0032]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种门头全彩LED显示控制卡，包括嵌入式微处理器;其特征在于，所述门头全彩LED显示控制卡还包括: 可编程逻辑器件，电连接所述嵌入式微处理器； 非易失性存储器，电连接所述嵌入式微处理器； 动态随机存储器，电连接所述可编程逻辑器件； 显示驱动电路，电连接所述可编程逻辑器件；以及 多个灯板接口，电连接所述显示驱动电路。2.如权利要求1所述的门头全彩LED显示控制卡，其特征在于，所述嵌入式微处理器与所述可编程逻辑器件之间通过PCB走线形成有显示数据通信通道和参数通信通道两个独立的通信通道。3.如权利要求1所述的门头全彩LED显示控制卡，其特征在于，所述可编程逻辑器件为FPGA04.如权利要求1所述的门头全彩LED显示控制卡，其特征在于，所述显示驱动电路包括多个信号增强芯片，分别与所述多个灯板接口形成电连接。5.如权利要求1所述的门头全彩LED显示控制卡，其特征在于，所述多个灯板接口分别为多个排线接口。6.如权利要求1所述的门头全彩LED显示控制卡，其特征在于，还包括:以太网模块和USB模块，分别电连接所述嵌入式微处理器。7.如权利要求1所述的门头全彩LED显示控制卡，其特征在于，还包括:串口和按键，分别电连接所述嵌入式微处理器。8.如权利要求1所述的门头全彩LED显示控制卡，其特征在于，所述门头全彩LED显示控制卡为单电路板结构，从而所述嵌入式微处理器、所述可编程逻辑器件、所述非易失性存储器、所述动态随机存储器、所述显示驱动电路和所述多个灯板接口设置在同一块电路板上。9.如权利要求1所述的门头全彩LED显示控制卡，其特征在于，所述非易失性存储器为闪存。10.一种门头全彩LED显不屏系统，包括门头全彩LED显不屏和如权利要求1至9任意一项所述的门头全彩LED显示控制卡，并且所述门头全彩LED显示屏电连接所述门头全彩LED显示控制卡的所述多个灯板接口中的部分或全部灯板接口。
【文档编号】G09G3/32GK205564253SQ201620323295
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月18日
【发明人】苟超, 刘延, 王伙荣
【申请人】西安诺瓦电子科技有限公司