Lcm测试治具的背光隔离驱动电路及其通讯模块的制作方法

Lcm测试治具的背光隔离驱动电路及其通讯模块的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种LCM测试治具的背光隔离驱动电路及该电路的通讯模块。其中驱动电路包括控制单元、电压调整单元、电压极性变换单元，电压调整单元连接至控制单元，电压极性变换单元信号输入侧连接电压调整单元和控制单元，信号输出侧连接待测LED背光；控制单元基于接收到的外部信号，向电压调整单元和电压极性变换单元输出相应的控制信号。该驱动电路可实现LED背光的串联与并联共用、共阴与共阳共用，且能够自动调节输出电压。其中，通讯模块包括移位寄存器、移位计数器、指令译码单元、指令/参数选择单元以及用于写/读的三个用户寄存器，该通讯模块实现了驱动电路与外部的两线制同步通讯，且内部器件少，通讯协议相对传统的IIC通讯协议而言简化了很多。
【专利说明】
LCM测试治具的背光隔离驱动电路及其通讯模块
技术领域
[0001] 本发明涉及LCM测试技术领域，具体涉及一种LCM测试治具的LED背光隔离驱动电 路，以及该驱动电路与外部建立通讯的通讯模块。
【背景技术】
[0002] LCM即IXD显示模组，是指将液晶显示器件、连接件、控制与驱动等外围电路，PCB电 路板，背光源，结构件等装配在一起的组件。其中，背光源通常为LED背光，LED背光电路具有 多样性，比较常用的有共阳LED电路、共阴LED电路;有串联LED电路、并联LED电路;还有串联 加并联的LED电路;有一串的也有多串的，有两颗LED并联的，也有多颗LED并联的。这些LED 背光电路两端的驱动电压高低也是各不相同的。
[0003] 考虑到工厂在生产LED背光时可能存在短路、开路等情况发生，因此为避免测试时 损坏LCM模组及其背光源和测试治具本身，这使得测试治具上的背光驱动电路设计相当复 杂与困难。当前的测试治具背光电路设计通常有如下几种：
[0004] 其一、采用串联可调电源单独给背光供电，生产线根据背光电源电压不同，手动调 节输出电压。这种电路设计虽然简单，但在实际生产中常会如下情况发生:①电压调节太 高，直接损坏LCM模组背光电路;②电压调节过高，LCM模组背光电路会发热过大，可能会损 伤背光的膜材，胶框等;③生产线上的员工可能对于电方面的知识有限，或是操作程序方面 的不当，上述情况常有发生，从而影响生产良率。
[0005] 其二、采用专用的背光驱动电路。通常，测试治具上有并联和串联两套背光驱动电 路，如果LCM模组上的LED背光的并联背光，就连接在到测试治具的并联背光驱动电路，反之 连接串联背光驱动电路。但这种设计:①要区分并联和串联，生产线上的员工操作起来比较 麻烦;②并联驱动电路有共阳和共阴之分，如果测试板上只设计一种，在生产中可能会遇到 麻烦，兼容性不够强，如果两种都设计则背光电路设计就很复杂;③串联驱动电路在实际测 试中，如果遇到开路状态，其背光输出电压将会升得很高，有些情况可能会损坏测试电路。

【发明内容】

[0006] 针对现有技术中所存在的不足，本发明的目的是提供一种LCM测试治具的背光隔 离驱动电路，该驱动电路能够实现LED背光的串联与并联共用、共阴与共阳共用。
[0007] 本发明还有一个目的是提供一种LCM测试治具的背光隔离驱动电路的通讯模块， 该通讯模块是针对该驱动电路进行专门设计，内部逻辑单元相对于传统的IIC通讯模块简 化了很多，使得通讯协议也由复杂变得简单，能够与外部进行两线制同步通讯实现对驱动 电路的几个字节配置。
[0008] 为实现本发明上述第一个目的，本发明采用了如下的技术方案：
[0009] -种LCM测试治具的背光隔离驱动电路，其包括：
[0010] 控制单元；
[0011]电压调整单元，其连接控制单元，用于接收控制单元发出的第一控制信号，输出待 测LED背光所需要的背光电压；
[0012] 电压极性变换单元，其信号输入侧连接电压调整单元和控制单元，信号输出侧连 接待测LED背光，所述电压极性变换单元用于接收电压调整单元输出的背光电压，并基于控 制单元发出的第二控制信号改变该背光电压施加到待测LED背光上的方向；其中，所述控制 单元基于接收到的外部信号和从电压调整单元反馈的输出电压信号，向电压调整单元输出 第一控制信号;所述控制单元基于接收到的外部信号，向电压极性变换单元输出第二控制 信号。
[0013] 优选的是，所述控制单元设置有数据管脚(DA)、时钟管脚(CK)、输出电压方向控制 管脚(DR)和输出电压使能管脚(EN);其中
[0014] 所述控制单元通过数据管脚(DA)接收待测LED背光所需要的背光电压，并基于该 背光电压向电压调整单元发出所述第一控制信号；
[0015] 所述控制单元通过输出电压方向控制管脚(DR)和输出电压使能管脚(EN)的输入 电平状态，向电压极性变换单元各发出一个所述第二控制信号。
[0016] 优选的是，所述控制单元还连接至电压极性变换单元，并基于该连接设置有输出 过电流警报输出管脚(0C);
[0017] 其中，所述控制单元从电压极性变换单元获取待测LED背光上流过的电流，并基于 该电流大小在输出过电流警报输出管脚(〇 C)输出相应的电平。
[0018] 为实现本发明上述的第二个目的，本发明采用了如下技术方案：
[0019] -种LCM测试治具的背光隔离驱动电路的通讯模块，其设置在所述控制单元中，用 以实现控制单元与外部进行两线制同步通讯，所述通讯模块对应数据管脚(DA)设置有DA数 据线，所述通讯模块对应时钟管脚(CK)设置有CK时钟线，所述通讯模块包括：
[0020] 移位寄存器，其连接DA数据线和CK时钟线，用于在CK时钟信号的上升沿逐位获取 DA数据线上用户输入的数据，并进行锁定且左移一位；
[0021 ]移位计数器，其连接CK时钟线，用于对接收到的CK时钟信号上升沿进行计数；
[0022] 指令译码单元，其连接移位寄存器和移位计数器，用于每当移位计数器计数到8 时，接收从移位计数器传来的计数值和从移位寄存器传来的用户输入的数据，并对用户输 入的数据进行指令译码，所述用户输入的数据包括用于确定通讯模块工作状态的系统指 令、用于选中待操作指令参数寄存器的用户指令和用于向所选指令参数寄存器中写入的参 数；
[0023] 指令/参数选择单元，其连接指令译码单元，用于接收指令译码单元产生的第一触 发信号，将用户输入的所述用户指令送入寄存器选择单元中使寄存器选择单元选中待操作 的指令参数寄存器，以及接收指令译码单元产生的第二触发信号，将用户输入的所述参数 写入所选指令参数寄存器内，所述第一触发信号和第二触发信号均由指令译码单元根据译 出的相应系统指令所发出；
[0024] 其中，所述指令参数寄存器包括管脚配置寄存器、输出电压控制寄存器和输出电 流控制寄存器;所述管脚配置寄存器用于根据用户输入的管脚配置参数配置输出电压方向 控制管脚(DR)、输出电压使能管脚(EN)和输出过电流警报输出管脚(0C)的软件位状态，及 输出电压方向控制管脚(DR)和输出电压使能管脚(EN)外部输入使能状态、输出过电流警报 输出管脚(0C)的输出使能状态;所述输出电压控制寄存器用于根据用户输入的背光电压参 数设置待测LED背光所需要的背光电压值;所述输出电流控制寄存器用于根据用户输入的 背光电流参数设置待测LED背光的电流警报值。
[0025] 相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
[0026] 本发明提供的LCM测试治具的背光隔离驱动电路通过设置控制单元、电压调整单 元和电压极性变换单元，使得不管对于串联或并联的LED背光，还是共阴或共阳LED背光均 能够得到有效测试，兼容性强，且电路设计得到简化，而且工人操作起来也比较简易、不易 出错；同时电压调整单元可在控制单元的控制下对输出电压进行自行调整，无需人工操作， 避免了因过压输出损坏被测LED背光，保证了产品良率。
[0027] 为了实现上述设计驱动电路与外部建立通讯，本发明针对上述驱动电路专门设计 了上述通讯模块。该通讯模块与外部建立的通讯为两线制同步通讯(一根时钟线(CK)、一根 数据线(DA)，数据线为双向），其协议相对于传统的IIC通讯协议而言简化了很多，而且对于 本发明的驱动电路而言仅需配置几个字节便能建立起通讯。同时，内部逻辑单元减少，降低 了芯片的制造成本。
[0028] 本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本 发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】
[0029] 图1为本发明所述LCM测试治具的背光隔离驱动电路的原理图；
[0030] 图2为本发明所述控制单元输出给开关管Q1、开关管Q2的电压时序图；
[0031 ]图3为本发明所述背光隔离驱动电路控制单元的通讯模块方框图；
[0032] 图4为本发明所述通讯模块的工作状态图；
[0033] 图5为本发明所述通讯模块与背光隔离驱动电路的连接示意图；
[0034] 图6为本发明所述通讯模块中第一逻辑单元和第二逻辑单元的放大图；
[0035] 图7为本发明通讯模块在接收到清零移位计数器的FE指令时的部分仿真时序图；
[0036] 图8为本发明通讯模块处于写指令状态时的部分仿真时序图；
[0037] 图9为本发明通讯模块处于写参数状态时的部分仿真时序图；
[0038] 图10为本发明通讯模块处于读参数状态时的部分仿真时序图；
[0039] 图11为本发明通讯模块在接收到用于复位的FC指令时的部分仿真时序图。
【具体实施方式】
[0040] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解， 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步阐述：
[0041] 参见图1，本发明提供了一种LCM测试治具的背光隔离驱动电路，其包括:控制单元 100;电压调整单元200,其连接控制单元100,用于接收控制单元100发出的第一控制信号， 输出待测LED背光所需要的背光电压；电压极性变换单元300,其信号输入侧连接电压调整 单元200和控制单元100,信号输出侧连接待测LED背光，所述电压极性变换单元300用于接 收电压调整单元200输出的背光电压，并基于控制单元100发出的第二控制信号改变该背光 电压施加到待测LED背光上的方向；其中，所述控制单元100基于接收到的外部信号和从电 压调整单元200反馈的输出电压信号，向电压调整单元200输出第一控制信号；所述控制单 元100基于接收到的外部信号，向电压极性变换单元300输出第二控制信号。
[0042]上述方案中，控制单元100主要用于接收LCM测试治具上主控芯片的信号，然后根 据接收到的这个信号来控制电压调整单元200和电压极性变换单元300输出相应的控制信 号。如控制单元100从主控芯片接收到待测LED背光需要10v的电压，则则会基于该10V电压 和电压调整单元输出的实际背光电压之间的比较结果向电压调整单元200发出第一控制信 号，使得电压调整单元200输出ΙΟν大小的背光电压。同时，主控芯片会根据待测LED背光的 共阳极、共阴极连接方式向上述控制单元100发送相应的电平信号，控制单元100根据获得 的电平信号向电压极性变换单元300发出第二控制信号，使得当前的背光驱动电路输出适 合待测LED背光的背光电压方向。总的说来，控制单元100主要用于接收输入数据，输出电压 控制，输出极性控制，过电流检测及输出（后续会提到)等。
[0043]如图1所示，所述控制单元设置有数据管脚(DA)、时钟管脚(CK)、输出电压方向控 制管脚(DR)和输出电压使能管脚(EN);其中所述控制单元100通过数据管脚(DA)接收待测 LED背光所需要的背光电压(在CK时钟信号的上升沿输入数据），并基于该背光电压向电压 调整单元200发出所述第一控制信号;所述控制单元100通过输出电压方向控制管脚(DR)和 输出电压使能管脚(EN)的输入电平状态，向电压极性变换单元300各发出一个所述第二控 制信号（即两个第二控制信号，在图1中的第一端Γ [对应EN管脚]和第二端2'位置输出[对 应DR管脚])。即，所述控制单元100通过DR管脚和EN管脚从主控芯片获得信号，然后根据这 两个管脚的信号向电压极性变换单元输出相应的高、低电平，进而使电压极性变换单元将 电压调整单元输出的背光电压方向能够与待测LED背光的测试方向一致。
[0044] 需要特别注意的是，上述控制单元在第一端Γ和第二端2'输出的两个第二控制信 号电平高低分别仅考虑了 EN管脚和DR管脚在外部控制下的情形。而在下面介绍本发明的通 讯模块时，还会考虑EN管脚的EN软件位和DR管脚的DR软件位，由EN管脚的和EN软件位共同 控制控制单元在第一端Γ的输出电平，由DR管脚和DR软件位共同控制控制单元在第二端2' 的输出电平。
[0045] 在本发明所给出的背光隔离驱动电路中，还包括电压隔离单元400。如图1所示，所 述电压隔离单元400设置在连接电压调整单元200和电压极性变换单元之间并连接至控制 单元100,用于接收电压调整单元200输出的背光电压，并基于控制单元100发出的第三控制 信号对该背光电压进行隔离后输出给电压极性变换单元300。这里，该电压隔离单元主要是 将电压调整电路输出的背光电压隔离，因为电压调整电路是与LCM测试治具的电源共地的， 如果不进行隔离，电压调整电路产生的高压有可能损坏LCM测试治具主板或损坏被测器件。 同时也由于设计了隔离单元，使得在测试背光时不致于由于对位不准等造成损坏被测器 件。
[0046] 在图1中可以看到，所述控制单元100还连接至电压极性变换单元300,并基于该连 接设置有输出过电流警报输出管脚(0C);其中，所述控制单元100从电压极性变换单元获取 待测LED背光上流过的电流，并基于该电流大小在输出过电流警报输出管脚(0C)输出相应 的电平。
[0047] 其中，上述提到的电压调整单元200、电压隔离单元400和电压极性变换单元300具 体电路在图1中已经示出。现简述如下：
[0048]①电压调整单元200包括:储能电感L1，其一端连接至电源VCC;开关管Q1，其基极 连接至控制单元100,集电极连接至储能电感L1的另一端，发射极经电阻R1接地，所述开关 管Q1的集电极还经二极管D1、电容C1、二极管D2接入地；电压采样单元，其并联在充电电容 C1两端，并连接至控制单元100,以向控制单元100反馈电压调整单元200输出的背光电压大 小，参见图1。工作原理如下:所述电压采样单元从输出的电压大小反馈到控制单元，控制单 元通过将其与设定的输出电压值进行比较，然后再不断的对开关管Q1进行开闭，最终使C1 上的电压达到设定值。当开关管Q1导通时，储能电感L1上不断将电能储存成磁能；当开关管 Q1断开时，储能电感L1释放电能，经二极管D1，D2向电容C1充电。其中，所述电压采样单元由 相互串联的电阻R2和电阻R3构成，电阻R2和电阻R3的串接点连接至控制单元100。
[0049]②电压隔离单元400包括:开关管Q2,其基极连接至控制单元100,发射极连接至电 压调整单元200,集电极连接至电压极性变换单元300;其中，所述开关管Q2的集电极还经电 容C2、二极管D2接地，参见图1。工作原理如下：由于Q1为NPN型三极管，Q2为PNP型三极管。因 此结合图1可知，开关管Q1的导通与否取决于其基极的电平状态，当基极(A点）电平处于高 电平时，Q1导通;反之，基极(A点）电平处于低电平时，Q1截止。所述开关管Q2的导通与否也 取决于其基极的电平状态，当基极(B点）电平处于低电平时，Q2导通;反之，基极(B点）电平 处于高电平时，Q2截止。这里，Q2基极电平便由控制单元发出的第三控制信号决定。当控制 单元向Q1基极发出第一控制信号时，也会向Q2基极发出第三控制信号，二者的电压时序图 如图2所示。
[0050] 这里，本发明设置电压隔离单元的目的是:在一些测试中，因串联背光的LED灯越 多其驱动电压就越高，例如8颗LED串联其驱动电压就高达26V以上，此电压远远高于主板及 LCM模组的3.3V电压，稍有不慎就可能损坏它们。因此，本发明通过在电压调整单元和电压 极性变换单元之间设置了电压隔离单元400,并使其连接至控制单元，接受控制单元的控 制。电感L1放电释放的电压高低取决于其放电回路的负载大小，本电路取决于通过串口输 入的设置的输出电压的高低决定。
[0051] 图2示出了控制单元输出给开关管Q1、开关管Q2的电压时序图。当Q1、Q2按照该时 序图进行导通或截止时，便可确保电压隔离。工作原理分析如下：当Q1导通时，Q2也导通，此 时储能电感L1上不断将电能储存成磁能，同时C1通过Q2向C2充电（即C1处于放电过程）；当 Q1截止时，Q2也截止，储能电感通过D1，D2,电源向C1充电（即C1处于充电过程）。电容C1、C2 的充电是间隔的，不可能出现同时向Cl，C2充电的情况，其过程是:先是电源+L1的电压叠加 后向C1充电，然后是C1向C2充电，C2向背光供电，只要电压极性变换电路使能，它会一直给 背光供电。但从图2可看到，当Q1在从导通到截止状态跳变时，Q2会先于Q1截止，使得储能电 感L上的高压不会向后级输出，同时由于D2的存在，背光电源的负极(Q4，Q6发射极）与地不 共线，从而起到电压隔离的作用。
[0052]③电压极性变换单元300包括：
[0053] 两组NPN开关管、和与两组NPN开关管一一对应的两组驱动单元；
[0054]第一组NPN开关管由开关管Q3和开关管Q4构成，所述开关管Q3的集电极与开关管 Q2的集电极相连，开关管Q3的发射极与开关管Q4的集电极相连且向外引出待测LED背光的 第一连接端，开关管Q4的发射极经电阻R4、二极管D2接地；
[0055]第二组NPN开关管由开关管Q5和开关管Q6构成，所述开关管Q5的集电极与开关管 Q2的集电极相连，开关管Q5的发射极与开关管Q6的集电极相连且向外引出待测LED背光的 第二连接端，开关管Q6的发射极经电阻R4、二极管D2接地；
[0056] 其中，与第一组NPN开关管对应的第一组驱动单元连接至控制单元100,所述第一 组驱动单元接收控制单元100产生的第二控制信号使得开关管Q3和开关管Q4不同时导通； 与第二组NPN开关管对应的第二组驱动单元连接至控制单元100,所述第二组驱动单元接收 控制单元100产生的第二控制信号使得开关管Q5和开关管Q6不同时导通，且开关管Q5与开 关管Q4的导通/截止状态保持一致，开关管Q6与开关管Q3的导通/截止状态保持一致。所述 电压极性变换单元300引出的第一连接端设置有多个（即图1中的AK管脚设置有多个），第二 连接端设置有一个(即图1中的KA管脚设置有一个）AK管脚和KA管脚均为输出管脚，二者的 极性相反。
[0057] 结合图1，上述方案的工作原理简述如下：当第一组驱动单元基于控制单元产生的 第二控制信号使开关管Q3导通、开关管Q4截止，第二组驱动单元基于控制单元产生的第二 控制信号使开关管Q6导通，开关管Q5截止时，第一连接端AK脚为高电平，第二连接端KA脚为 低电平，此时适合对共阴极的LED背光测试。反之，当第一组驱动单元基于控制单元产生的 第二控制信号使开关管Q4导通、开关管Q3截止，第二组驱动单元基于控制单元产生的第二 控制信号使开关管Q5导通，开关管Q6截止时，第一连接端AK脚为低电平，第二连接端KA脚为 高电平，此时适合对共阳极的LED背光测试。待测LED背光中，有多个LED并联，将连接多少个 AK管脚，这属于复杂的并联LED背光测试。如果待测LED背光中仅有一串LED灯珠构成，则只 需连接一个AK管脚即可。
[0058]如图1所示，对于两组驱动单元均由逻辑门单元构成，具体如下：
[0059]所述第一组驱动单元包括:连接至开关管Q3基极的与门U1、连接至开关管Q4基极 的与门U2;所述与门U1、与门U2的第一信号输入端并联后连接至控制单元100的第一端;所 述与门U1、与门U2的第二信号输入端并联后连接至控制单元100的第二端，且与门U2的第二 信号输入端设置为低电平有效;其中，所述控制单元100基于接收到的外部信号，在第一端 和第二端分别输出一个第二控制信号。
[0060]所述第二组驱动单元包括:连接至开关管Q5基极的与门U3、连接至开关管Q6基极 的与门U4;所述与门U3、与门U4的第一信号输入端并联后连接至控制单元100的所述第一 端;所述与门U3、与门U4的第二信号输入端并联后连接至非门U5的输出端，所述非门U5的信 号输入端连接至控制单元100的所述第二端，且与门U4的第二信号输入端设置为低电平有 效。
[0061 ]为便于结合原理图对文字进行理解，本发明将与门1]1、1]2、1]3、1]4的第一信号输入 端均用标号①示出，第二信号输入端均用标号②示出。而控制单元的第一端用标号1示出， 第二端用标号2'示出。即所有的与门输入标号①连接至控制单元的输出标号Γ，所有的与 门输入标号②连接至控制单元的输出标号2'。在仅考虑外部控制的情况下，控制单元在第 一端Γ输出的第二控制信号由EN管脚电平决定，在第二端2'输出的第二控制信号由DR管脚 电平决定。
[0062]上述两组驱动单元中，U1、U2的输出电平高低取决于控制单元在第一端Γ和第二 端2'的输出电平信号，U3、U4的输出电平高低也取决于控制单元在第一端Γ和第二端2'的 输出电平信号。U1、U2的输出电平高低决定了 Q3、Q4的导通/截止状态，U3、U4的输出电平高 低决定了Q5、Q6的导通/截止状态。控制单元在第一端Γ和第二端2'的输出电平信号即为两 个第二控制信号，该两个第二控制信号分别由ΕΝ管脚和DR管脚的输入电平决定(在仅考虑 外部控制的情形下）。
[0063]当DR管脚和EN管脚在仅考虑外部控制的情形下，上述电压极性变换单元的工作原 理简述如下：
[0064]当EN管脚输入为低电平时，所有的与门Ul、U2、U3、U4均输出低电平，此时该电压极 性变换电路进入高阻抗状态，即在不需要背光电压输出时，使能此功能，可有效的保护LCM 测试制具及被测器作。当EN管脚输入为高电平，控制单元的第一端Γ输出为高，此时与门 1]1、1]2、1]3、1]4的第一信号输入端均为高电平，仅考虑01?管脚的输入电平高低，便可确定各个 门输出的电平状态。即有以下两种情况：
[0065]⑴当DR管脚输入为高电平时，控制单元的第二端2'输出为高，此时U1输出高电平， U2输出低电平，相应的Q3导通，Q4截止，AK管脚呈现高电平；由于U5的'非'运算，此时U4输出 高电平，U3输出低电平，相应的Q6导通，Q5截止，KA管脚呈现低电平，此时适合对共阴极的 LED背光测试。⑵当DR管脚输入为低电平，控制单元的第二端2'输出为低，此时U1输出低电 平，U2输出高电平，相应的Q4导通，Q3截止，AK管脚呈现低电平；由于U5的'非'运算，此时U3 输出高电平，U4输出低电平，相应的Q5导通，Q6截止，KA管脚呈现高电平，此时适合对共阳极 的LED背光测试。
[0066]上述内容已经对本发明所给出的背光隔离驱动电路进行了电路设计和工作原理 的详细概述，在基于上述内容的基础上，本发明进一步提供了一种LCM测试治具的背光隔离 驱动电路的通讯模块。该通讯模块实现了本发明电路与外部的两线制同步通讯。而且进一 步实现了对DR管脚和EN管脚的内部控制。使得控制单元所输出的两个第二控制信号电平高 低不仅可以外部控制，还可以进行内部控制。
[0067] 结合图3-5,进行所述通讯模块的具体介绍。
[0068] 参见图3,本发明提供了一种LCM测试治具的背光隔离驱动电路的通讯模块，其设 置在所述控制单元中，用以实现控制单元与外部进行两线制同步通讯，所述通讯模块对应 数据管脚(DA)设置有DA数据线，所述通讯模块对应时钟管脚(CK)设置有CK时钟线，所述通 讯丰旲块包括：
[0069] 移位寄存器，其连接DA数据线和CK时钟线，用于在CK时钟信号的上升沿逐位获取 DA数据线上用户输入的数据，并进行锁定且左移一位；
[0070] 移位计数器，其连接CK时钟线，用于对接收到的CK时钟信号上升沿进行计数；
[0071] 指令译码单元，其连接移位寄存器和移位计数器，用于每当移位计数器计数到8 时，接收从移位计数器传来的计数值和从移位寄存器传来的用户输入的数据(为8位），并对 用户输入的数据进行指令译码，所述用户输入的数据包括用于确定通讯模块工作状态的系 统指令、用于选中待操作指令参数寄存器的用户指令和用于向所选指令参数寄存器中写入 的参数；
[0072] 指令/参数选择单元，其连接指令译码单元，用于接收指令译码单元产生的第一触 发信号，将用户输入的所述用户指令送入寄存器选择单元中使寄存器选择单元选中待操作 的指令参数寄存器，以及接收指令译码单元产生的第二触发信号，将用户输入的所述参数 写入选中的指令参数寄存器内，所述第一触发信号和第二触发信号均由指令译码单元根据 译出的相应系统指令所发出；其中，
[0073] 所述指令参数寄存器包括管脚配置寄存器、输出电压控制寄存器和输出电流控制 寄存器;所述管脚配置寄存器用于根据用户输入的管脚配置参数配置输出电压方向控制管 脚(DR)、输出电压使能管脚(EN)和输出过电流警报输出管脚(0C)的软件位状态，及输出电 压方向控制管脚(DR)和输出电压使能管脚(EN)外部输入使能状态、输出过电流警报输出管 脚(0C)的输出使能状态;所述输出电压控制寄存器用于根据用户输入的背光电压参数设置 待测LED背光所需要的背光电压值;所述输出电流控制寄存器用于根据用户输入的背光电 流参数设置待测LED背光的电流警报值。
[0074] 上述方案中，所述指令/参数选择单元可以采用类似数据分配器的逻辑器件来实 现。所述寄存器选择单元主要包括锁存当前指令模块、指令地址译码模块、与门U4-U6和或 门U3,如图3中的标号500。当锁存的当前用户指令在指令地址译码中与0x01对应时，则通过 与门U4选中01指令参数寄存器；当锁存的当前用户指令在指令地址译码中与0x02对应时， 则通过与门U5选中02指令参数寄存器；当锁存的当前用户指令在指令地址译码中与0x03对 应时，则通过与门U6选中03指令参数寄存器。但前提是:U3能够向U4-U6输出一个有效电平。 因此，在寄存器选择过程中，仍然会受相应的系统指令所触发，比如图3中的或门U3,输入低 电平有效。当输入的系统指令为FA指令或Π)指令时，指令译码单元便会输出低电平，使U3能 够输出一个有效电平1。这里，01指令参数寄存器即为管脚配置寄存器，02指令参数寄存器 即为输出电压控制寄存器，03指令参数寄存器即为输出电流控制寄存器。均可统称为用户 寄存器，参见表5。在下面具体介绍。
[0075] 当指令译码单元译出相应的系统指令时，便会向指令/参数选择单元发送相应的 触发信号(本发明中设置的低电平触发），此时指令/参数选择单元就会受到该低电平的触 发，然后使通讯模块进入相应的状态(如写参数状态、写指令状态）。
[0076]对于上述方案中涉及的三个指令参数寄存器，具体描述参见表1-3。
[0077] 表1管脚配置寄存器
[0080] 对于上述表1的说明：
[0081]⑴0C管脚为控制单元的输出过电流警报输出管脚，其输出可以设置为高电平警 报，也可以设置为低电平警报，由上述寄存器的第2位进行控制。默认值为0。
[0082]⑵关于电压极性变换单元，输出电压方向可以由软件位DR、EN单独控制(DR_en和 EN_en均设为0时），也可以由软件位DR与DR管脚、软件位EN与EN管脚共同控制(DR_en和EN_ en均设为1时），此时软件位DR与DR管脚、软件位ΕΝ与ΕΝ管脚是异或关系控制输出电压方向。 当它们相同时，输出低电平到电压极性变换单元300,当它们相异时，输出高电平到电压极 性变换单元300。具体参见图5。在下面会详细介绍。
[0083] 表2输出电压控制寄存器
[0084]
[0085] 对于上表2的说明：
[0086] ⑴当通讯模块处于写参数状态并选中该寄存器时，表示往输出电压控制寄存器中 写入背光电压参数，写入的0-248则表示待测LED背光所需要的背光电压值；
[0087] ⑵当通讯模块处于读参数状态并选中该寄存器时，表示读出输出电压控制寄存器 中存储的数据，即读出的是电压调整单元输出的当前背光电压值。
[0088] ⑶对该寄存器进行读写时，写入的数据与读出的数据分别存储在该寄存器的两个 物理单元中，以避免前期写入的数据被后期读出的数据更新。在下面会详细介绍。
[0089] 表3输出电流控制寄存器
[0091] 对于上表3的说明：
[0092] ⑴当通讯模块处于写参数状态并选中该寄存器时，表示往输出电流控制寄存器中 写入背光电流参数，写入的0-248则表示待测LED背光的电流警报值；
[0093] ⑵当通讯模块处于读参数状态并选中该寄存器时，表示读出输出电压控制寄存器 中存储的数据，即读出的是当前LED背光的输出电流值。
[0094] ⑶对该寄存器进行读写时，写入的数据与读出的数据分别存储在该寄存器的两个 物理单元中，以避免前期写入的数据被后期读出的数据更新。在下面会详细介绍。
[0095] 本发明给出的上述通讯模块中，提到"所述用户输入的数据包括用于确定通讯模 块工作状态的系统指令、用于确定待操作指令参数寄存器的用户指令和用于向选中的待操 作指令参数寄存器中写入的参数"，具体对系统指令和用户指令说明如下：
[0096] 【1】系统指令：
[0097]系统指令的作用是用于确定通讯模块的工作状态，主要有四种工作状态：
[0098] ①写指令状态:用户设置待写指令参数寄存器的工作状态
[0099] ②写参数状态:用户配置选中的指令参数寄存器参数值的工作状态
[0100]③读参数状态：用户需要读出选中的指令参数寄存器参数值的工作状态（即读指 令）
[0101] ④普通状态：系统上电时的工作状态，以及上述三种状态操作完成后会自动进入 此状态。参见图4。
[0102] 系统指令集的范围：0xFA-0xFF。无参数。
[0103] 功能描述参见下表4,并结合图3-4对该表进行理解。
[0104] 表4系统指令集描述
[0106] 上述系统指令在所有工作状态下执行，系统的工作状态由相应的系统指令转换。 可结合图7-11给出的仿真时序图对各系统指令进行理解。具体来说：
[0107] a)FB指令：用于使通讯模块进入写指令状态，当指令译码单元将移位寄存器传来 的8位数据译出为该FB指令时，向指令/参数选择单元发出所述第一触发信号，使指令/参数 选择单元将用户输入的用户指令写入寄存器选择单元中，使寄存器选择单元选中待操作指 令参数寄存器，即为写指令状态。即，用户需要写用户指令前必须先写此指令，紧接着写用 户指令，系统才能正确识别，否则写入不成功。
[0108] b)FA指令：用于使通讯模块进入写参数状态，当指令译码单元将移位寄存器传来 的8位数据译出为该FA指令时，向指令/参数选择单元发出所述第二触发信号，使指令/参数 选择单元将用户输入的参数写入到被寄存器选择单元选中的指令参数寄存器内，即为写参 数状态。即，用户需要写用户指令参数前必须先写此指令，紧接着写用户指令的参数，系统 才能正确识别，否则写入不成功。
[0109] c)ro指令：用于使通讯模块进入读参数状态，当指令译码单元将移位寄存器传来 的8位数据译出为该Π)指令时，向数据方向控制单元和读指令参数锁存器发出第三触发信 号，使数据方向控制单元将DA数据线设置为输出状态，并通过读指令参数锁存器将被寄存 器选择单元选中的指令参数寄存器内的数据读出至DA数据线上，即为读参数状态。即用户 需要读用户指令的参数前必须先写此指令，紧接着读用户指令，系统才能正确识别，否则不 成功。图4中，读指令状态即为读参数状态。
[0110] d)FF指令:空指令，用于使通讯模块进入除上述三种状态以外的普通状态，当指令 译码单元将移位寄存器传来的8位数据译出为该FF指令时，置位移位计数器。
[0111] e )FE指令：用于使通讯模块进入所述普通状态，当指令译码单元将移位寄存器传 来的8位数据译出为该FE指令时，通过或门U1清零移位计数器，参见图3。在某些情况下，可 能有用户输入数据的个数与移位计数器计数个数不相等，从而导致用户输入的命令/数据 与系统接收的不一致，从而导致后续输入全部错误，所以在一定的时间内，需要该指令清零 移位计数器。一个可靠的FE指令需要先传送FF指令，然后再传送FE指令。
[0112] f)FC指令:复位指令，用于使通讯模块进入所述普通状态，当指令译码单元将移位 寄存器传来的8位数据译出为该FC指令时，通过或门U1清零移位计数器，且通过或门U2复位 各指令参数寄存器，参见图3。该指令复位所有的指令参数寄存器，和移位计数器。一个可靠 的FC指令需要先传送FF指令，紧接着再传送FE指令，紧接着再传送FC指令。只有按此序列传 送数据，复位才能成功，否则复位可能会失败。
[0113] 从图3可以看到：当指令译码单元译出FF指令时，指向移位计数器，功能是置位移 位计数器。当指令译码单元译出FE指令时，通过或门U1指向移位计数器，功能是通过U1清零 移位计数器。当指令译码单元译出FC指令时，通过或门U1指向移位计数器，且通过或门U2指 向01-03指令参数寄存器，功能是通过U1清零移位计数器，且通过U2复位所有的指令参数寄 存器。进一步的是，本发明所述通讯模块中还包括有上电复位单元;所述上电复位单元连接 移位计数器、移位计数器和各个指令参数寄存器，用于在上电时对移位计数器进行清零，对 移位计数器进行置位，并将各个指令参数寄存器复位到默认值，使通讯模块进入普通状态。 从图3可以看到，上电复位电路既通过U1连接至移位计数器，又通过U2连接至01-03指令参 数寄存器，还连接至移位计数器。结合图4,当系统上电时，即被复位进入到普通状态。
[0114] 本发明所述通讯模块的DA数据线默认为输入状态（即写状态），如果用户需要读出 相应寄存器的参数，则需要将DA数据线设置为输出状态。在这种情况下，本发明所述通讯模 块进一步的方案是还包括有数据方向控制单元;所述数据方向控制单元连接DA数据线，用 于接收指令译码单元产生的第三触发信号，将DA数据线设置为输出状态，且向移位寄存器 输入逻辑电平〇,所述第三触发信号由指令译码单元根据译出的系统指令所发出（即FD指 令）。参见图3,其中数据方向控制单元主要由逻辑门U7、U8、U9构成。当用户输入的系统指令 为FD指令时，便可将DA数据线设置为输出状态。其中U7、U9低电平有效，U8高电平有效；当Π) 指令有效时即用户输入Π)指令时，U7、U9使能，U8呈高阻状态，此时便可将被寄存器选择单 元选中的指令参数寄存器数据输出到"锁存当前数据中"，然后通过并串转换、经U9把参数 输出到DA数据线上;移位寄存器的数据是一个逻辑电平0通过U7输入。反之，在其他模式下， U8是使能状态，U7和U9是高阻状态。即，所述通讯模块还包括读指令参数锁存器;所述读指 令参数锁存器连接各个指令参数寄存器，用于接收指令译码单元产生的第三触发信号，将 被寄存器选择单元选中的待操作指令参数寄存器内的数据读出，并经并串转换器送至DA数 据线上;所述第三触发信号由指令译码单元根据译出的系统指令所发出（即FD指令）。
[0115] 【2】用户指令：
[0116] 用户指令的作用是用于确定待操作的指令参数寄存器。即从01-03指令参数寄存 器中选择其中一个需要读/写的寄存器。
[0117]用户指令集的范围：0X01-0x03。功能描述参见下表5,并结合图4进行理解。
[0118] 用户指令的参数范围：不能是OxFA-OxFF，有效的参数值是0x00-0xF9。其中未定义 的指令无参数。
[0119] 表5用户指令集描述
[0121]系统上电时，当前用户指令是系统默认的用户指令(0x01);当用户设置新的用户 指令后，当前用户指令便会被更新（当用户指令被更新后，则寄存器选择单元便会选中新用 户指令对应的指令参数寄存器）。以下给出对某寄存器进行写参数和读参数的方法：
[0122] -、写参数:用户要对某寄存器进行写操作，首先需要指定要写的寄存器。
[0123] 1)首先将需要赋值的寄存器所对应的用户指令设为当前用户指令，方法是:先送 系统指令OxFB，然后再送用户指令值。
[0124] 2)然后给当前用户指令对应的寄存器赋值，方法是:先送系统指令OxFA，然后再送 参数值。
[0125] 例:给用户指令(0x03)对应的寄存器赋值0x55。
[0126] 先送0xFB->再送0x03-〉再送0xFA->最后送0x55-〉完成赋值（即表示向输出电 流控制寄存器写入参数0x55)
[0127] 二、读参数:用户要对某寄存器进行读操作，首先需要指定要读的寄存器。
[0128] 1)首先将需要读出的寄存器所对应的用户指令设为当前用户指令，方法是:先送 系统指令OxFB，然后再送用户指令值。
[0129] 2)然后准备读出当前用户指令对应的寄存器参数，方法是:先送系统指令ΟχΠ )，然 后该用户指令对应的寄存器参数在时钟的下降沿到来时输出。
[0130] 例:读用户指令(0x02)对应的寄存器参数
[0131] 先送OxFB->再送0x02-〉再送OxFD->最后读参数一> 完成读出（即表示将输出电 压控制寄存器中的参数读出）
[0132] 三、关于无效指令和参数的传送，系统将忽略其操作。
[0133] 1)当前传送的是未定义指令集。例如：向0A指令写参数OxAA，因为OxOA指令是系统 未定义的，所以即使用户有传送此数据，但系统内部忽略其操作。
[0134] 2)系统指令(〇XFA，〇XFB，〇Xro)后面只能传送一个用户指令或用户指令的参数，多 余的无效。
[0135] 例1:设置当前用户指令:先送0xFB-->再送0x02--〉再送0x03,系统将忽略最后的 0x03；
[0136] 例2:将当前用户指令参数读出：先送0xFD-->读出第一个字节一>再读第二个字 节，系统仅在读每一个字节时输出当前用户指令的参数，在读第二个字节输出是不确定的。
[0137] 3)设置当前用户指令或用户指令的参数时，未先送相应的系统指令时，系统忽略 当前输入。
[0138] 例：上电后，给用户指令(0x02)赋值0x55。先送0x02-〉再送0x55;系统忽略当前输 入。
[0139] 通过上述内容可知，如果需要对管脚配置寄存器、输出电压控制寄存器和输出电 流控制寄存器的任一寄存器进行写操作时，先通过送入FB指令使通讯模块进入写指令状 态，然后再送入相应的用户指令即可选中；接着送入FA指令，将参数送入到选中的寄存器中 完成赋值。因此在这种情况下，结合管脚配置寄存器的各个位定义(表1)，便能够实现对DR 管脚的DR软件位和EN管脚的EN软件位的控制。结合表1并具体参见图5。
[0140] 在图5中，所述管脚配置寄存器（即01指令参数寄存器)与输出电压方向控制管脚 (DR)和输出电压使能管脚(EN)各通过一组第一逻辑单元相连接，各组第一逻辑单元均能够 使得：当管脚配置寄存器禁能当前管脚时，当前管脚对应的第二控制信号的高低电平由当 前管脚配置的软件位状态决定；当管脚配置寄存器使能当前管脚时，当前管脚对应的第二 控制信号的高低电平由当前管脚的输入电平与软件位状态共同决定;所述管脚配置寄存器 (即01指令参数寄存器)与输出过电流警报输出管脚(0C)通过一组第二逻辑单元相连接，该 组第二逻辑单元能够使得:当管脚配置寄存器禁能该管脚时，该管脚被设置为高阻抗输出； 当管脚配置寄存器使能该管脚时，将从电压极性变换单元获取的当前背光流过的电流与设 置的待测LED背光的电流警报值进行比较后的比较结果向外输出。
[0141] 图6为第一逻辑单元和第二逻辑单元的放大图。由前述内容可知，在仅考虑外部控 制的情形下，控制单元在第一端Γ输出的第二控制信号由EN管脚电平决定，在第二端2'输 出的第二控制信号由DR管脚电平决定。在图5中也示出了控制单元的第一端Γ和第二端2'。 而如果在仅考虑软件状态位控制的情形，可通过将管脚配置寄存器中的第4位、第5位设置 成Ο，即将DR_en和EN_en均设为Ο;此时控制单元在第一端Γ和第二端2 '输出的两个第二控 制信号便分别由ΕΝ软件位、DR软件位电平决定，即管脚配置寄存器中的第1位和第0位，参见 表1。当ΕΝ软件位设置为0时，所有的与门Ul、U2、U3、U4均输出低电平，此时该电压极性变换 电路进入高阻抗状态；当ΕΝ软件位设置为1时，结合DR软件位的设置状态判定输出电压方 向：DR软件位设置为1，Q3、Q6导通，Q4、Q5截止，此时输出电压方向适合对共阴极的LED背光 测试;DR软件位设置为0，Q4、Q5导通，Q3、Q6截止，此时输出电压方向适合对共阳极的LED背 光测试。与前述原理一致。
[0142] 结合表1，如果将管脚配置寄存器中DR_en位和EN_en位均设为1，则EN管脚和DR管 脚的外部输入使能，此时控制单元在第一端1'输出的第二控制信号由EN软件位(第1位)状 态与EN管脚外部输入电平共同决定，在第二端2'输出的第二控制信号DR软件位(第0位)状 态与DR管脚外部输入电平共同决定。从图6可以看到，软件位DR与DR管脚输入电平、软件位 EN与EN管脚输入电平是异或关系控制输出电压方向。当系统复位时，管脚配置寄存器的各 位电平状态在表1中有介绍，并由此看出，复位时可以通过EN管脚和DR管脚的外部输入电平 进行输出电压方向的控制，因为此时的EN软件位和DR软件位均为低电平。
[0143] 在图5中，可以看到02指令参数寄存器和03指令参数寄存器与本发明驱动电路的 连接关系。其中02指令参数寄存器为输出电压控制寄存器，其设置有两个物理单元，第一物 理单元用于存储用户输入的背光电压参数（即用于"写"），第二物理单元用于存储从电压调 整单元读出的当前背光电压大小（即用于"读"）；其中，写入输出电压控制寄存器第一物理 单元的背光电压参数用于通过D/A转换器送至控制单元内的第一比较器，从电压调整单元 读出的当前背光电压大小用于通过A/D转换器读到输出电压控制寄存器的第二物理单元， 并送入第一比较器，所述第一比较器的输出连接至控制单元内的PWM控制电路，并由PWM控 制电路向电压调整单元输出第一控制信号。换句话说，电路运行时，第一比较器在不断比较 电压设定值和电压输出值的大小，基于比较结果使PWM控制电路输出占空比变化的方波作 为电压调整单元的第一控制信号，不断对开关管Q1进行开闭，最终使C1上的电压达到设定 值。在写输出电压控制寄存器的过程中，当接收完整8位数据时，将当前值通过D/A变换，提 供给第一比较器进而输出给电压调整单元。
[0144] 如图5所示，对于03指令参数寄存器，其为输出电流控制寄存器。同理，该寄存器也 设置有两个物理单元，第一物理单元用于存储用户输入的背光电流参数（即用于"写"），第 二物理单元用于存储从电压极性变换单元读出的待测LED背光流过的电流大小（即用于 "读"其中，写入输出电流控制寄存器第一物理单元的背光电流参数作为待测LED背光的 电流警报值送入到第二比较器中，从电压极性变换单元读出的待测LED背光流过的电流经 过A/D转换器读到输出电流控制寄存器的第二物理单元中，并送入第二比较器;所述第二比 较器的输出连接至第二逻辑单元。工作原理如下：当管脚配置寄存器使能OC管脚时(表1中 OC_en为1):如果将OC管脚设置为高电平警报(表1中OC为1)，则当第二比较器的比较结果为 高时，OC管脚输出高电平，向主控发出输出过电流警报信号，反之OC管脚输出低电平;而如 果将OC管脚设置为低电平警报(表1中OC为0)，则当第二比较器的比较结果为低时，OC管脚 输出低电平，向主控发出输出过电流警报信号，反之OC管脚输出高电平。当管脚配置寄存器 禁能OC管脚时(表1中OC_en为0)，0C管脚被设置为高阻抗输出。
[0145] 参见图7-11，给出了通讯模块处于不同工作状态下的部分仿真时序图。图7为本发 明通讯模块在接收到清零移位计数器的FE指令时的部分仿真时序图。图8为本发明通讯模 块处于写指令状态时的部分仿真时序图。图9为本发明通讯模块处于写参数状态时的部分 仿真时序图。图10为本发明通讯模块处于读参数状态时的部分仿真时序图。图11为本发明 通讯模块在接收到用于复位的FC指令时的部分仿真时序图。其中，da为数据线，sck为时钟 线，Count为计数器，da~result为数据输出。
[0146] 结合时序图，对本发明的串行接口时序做出以下几点说明：
[0147] 1)外部管脚:DA为数据输入/输出双向管脚，写指令/参数时它是输入管脚，读参数 时它是输出管脚;CK为时钟输入管脚，指令/参数传送前要求给它输入低电平，指令/参数传 送后要求必须给它输入低电平。
[0148] 2)系统是以字节为单位接收/发送数据，且先传送是高位，然后传送低位。
[0149] 3)系统在CK管脚的上升沿时读入DA管脚上的数据，在CK管脚的下降沿时输出数据 到DA管脚上。
[0150] 4)用户写指令/参数时，每个字节需要8个时钟脉冲，读参数时，前8个时钟脉冲输 出数据，还必须增加一个脉冲，完成读时序。
[0151] 总结上述内容，本发明所提供的LCM测试治具的背光隔离驱动电路的通讯模块工 作原理如下：
[0152] 上电后，系统进入普通状态，外部数据通过DA管脚，U8进入"移位寄存器"的数据输 入端。外部时钟通过CK管脚接"移位寄存器"的时钟输入端。
[0153] "移位寄存器"在外部时钟的驱动下，在其上升沿到来时，把DA管脚上的数据锁在 该寄存器中并向左移一位。同时，移位计数器加1。
[0154] "移位寄存器"的数据及"移位计数器"的数据同时送入"指令译码"中进行译码，当 译码后如是系统指令则根据各系统指令定义的规则操作。详细如下：
[0155] FF指令:系统进入普通状态，置位"移位计数器"。
[0156] FE指令:系统进入普通状态，通过U1清零"移位计数器"。
[0157] FC指令:系统进入普通状态，通过U1清零"移位计数器"，通过U2复位所有的用户寄 存器(01-03指令参数寄存器）。
[0158] FA指令:系统进入写参数状态，通过U3，U4_U6，"指令地址译码"等使能相应的用户 寄存器(01-03指令参数寄存器）。
[0159] FB指令:系统进入写命令状态。
[0160] Π)指令:系统进入读参数状态，通过U3，U4_U6，"指令地址译码"等使能相应的用户 寄存器(01-03指令参数寄存器），且该用户寄存器的数值输出到"锁存当前数据"中，然后通 过并串转换，通过U9把数据输出到DA管脚，此状态下，移位寄存器的数据是一个逻辑电平0 通过U7输入。在此状态下U8是高阻状态。在其它模式下，U8是使能状态，U7和U9是高阻状态。
[0161] 其它(非系统指令）：在这个时侯，其数据由当前状态决定：
[0162] 如果当前状态是写命令状态，则此时的数据是命令寄存器号，"总线选择"把当前 的数据输出到"锁存当前指令"中，然后送"指令地址译码"中译码，译出用户指令的地址，选 中相应的寄存器。如果是未定义指令，则不关心此数据。
[0163] 如果当前状态是写参数状态，则此时的数据是用户的指令参数，"总线选择"把当 前的数据输出到所有的用户寄存器输入端，但只有被使能的用户寄存器更新此数据。
[0164] 如果是读参数状态，此时由于FD指令已将用户指令寄存器设为输出状态，它已不 关心此数。
[0165] 如果当前是普通状态，系统不关心此数。系统接收，执行完此操作后将当前状态更 新为普通状态。上电复位:在上电时，"上电复位电路"通过U1复位"移位计数器"，通过U2复 位所有的用户寄存器，置位移位寄存器。
[0166] 最后对原理进行总述:在图3中，本发明的指令译码单元将当前输入的数据进行译 码后，如是系统指令则将输出一个有效电平执行各自的操作。比如用户输入的是系统指令 FA时，当该指令被指令译码单元准确译出后，通讯模块则进入写参数的状态。"指令/参数选 择"将把输入的数据总线选择输出到三个指令参数寄存器的输入，同时指令译码单元还输 出一个有效电平到或门U3，U3输出一个有效电平到U4-U6，如果当前的"指令地址译码"输出 的有效电平是U4(U5，U6必定是无效的），则此时U4输出有效电平到"01指令参数寄存器"，即 该寄存器被使能。接下来的输入数据如是一个非系统指令，则该数据通过"指令译码"内的 "其它"数据通道进入"指令/参数选择"单元，送到各指令参数寄存器中，最终该数据被写入 已使能的指令参数寄存器中，到此FA指令的操作完成。
[0167] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较 佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技 术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本 发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1. 一种LCM测试治具的背光隔离驱动电路，其特征在于，包括： 控制单元； 电压调整单元，其连接控制单元，用于接收控制单元发出的第一控制信号，输出待测 LED背光所需要的背光电压； 电压极性变换单元，其信号输入侧连接电压调整单元和控制单元，信号输出侧连接待 测LED背光，所述电压极性变换单元用于接收电压调整单元输出的背光电压，并基于控制单 元发出的第二控制信号改变该背光电压施加到待测LED背光上的方向；其中，所述控制单元 基于接收到的外部信号和从电压调整单元反馈的输出电压信号，向电压调整单元输出第一 控制信号;所述控制单元基于接收到的外部信号，向电压极性变换单元输出第二控制信号。2. 如权利要求1所述的LCM测试治具的背光隔离驱动电路，其特征在于，所述控制单元 设置有数据管脚(DA)、时钟管脚(CK)、输出电压方向控制管脚(DR)和输出电压使能管脚 (EN);其中 所述控制单元通过数据管脚(DA)接收待测LED背光所需要的背光电压，并基于该背光 电压向电压调整单元发出所述第一控制信号； 所述控制单元通过输出电压方向控制管脚(DR)和输出电压使能管脚(EN)的输入电平 状态，向电压极性变换单元各发出一个所述第二控制信号。3. 如权利要求2所述的LCM测试治具的背光隔离驱动电路，其特征在于，所述控制单元 还连接至电压极性变换单元，并基于该连接设置有输出过电流警报输出管脚(0C); 其中，所述控制单元从电压极性变换单元获取待测LED背光上流过的电流，并基于该电 流大小在输出过电流警报输出管脚(0C)输出相应的电平。4. 一种如权利要求3所述的LCM测试治具的背光隔离驱动电路的通讯模块，其设置在所 述控制单元中，用以实现控制单元与外部进行两线制同步通讯，所述通讯模块对应数据管 脚(DA)设置有DA数据线，所述通讯模块对应时钟管脚(CK)设置有CK时钟线，其特征在于，所 述通讯模块包括： 移位寄存器，其连接DA数据线和CK时钟线，用于在CK时钟信号的上升沿逐位获取DA数 据线上用户输入的数据，并进行锁定且左移一位； 移位计数器，其连接CK时钟线，用于对接收到的CK时钟信号上升沿进行计数； 指令译码单元，其连接移位寄存器和移位计数器，用于每当移位计数器计数到8时，接 收从移位计数器传来的计数值和从移位寄存器传来的用户输入的数据，并对用户输入的数 据进行指令译码，所述用户输入的数据包括用于确定通讯模块工作状态的系统指令、用于 选中待操作指令参数寄存器的用户指令和用于向所选指令参数寄存器中写入的参数； 指令/参数选择单元，其连接指令译码单元，用于接收指令译码单元产生的第一触发信 号，将用户输入的所述用户指令送入寄存器选择单元中使寄存器选择单元选中待操作的指 令参数寄存器，以及接收指令译码单元产生的第二触发信号，将用户输入的所述参数写入 所选指令参数寄存器内，所述第一触发信号和第二触发信号均由指令译码单元根据译出的 相应系统指令所发出；其中， 所述指令参数寄存器包括管脚配置寄存器、输出电压控制寄存器和输出电流控制寄存 器;所述管脚配置寄存器用于根据用户输入的管脚配置参数配置输出电压方向控制管脚 (DR)、输出电压使能管脚(EN)和输出过电流警报输出管脚(0C)的软件位状态，及输出电压 方向控制管脚(DR)和输出电压使能管脚(ΕΝ)外部输入使能状态、输出过电流警报输出管脚 (0C)的输出使能状态;所述输出电压控制寄存器用于根据用户输入的背光电压参数设置待 测LED背光所需要的背光电压值;所述输出电流控制寄存器用于根据总用户输入的背光电 流参数设置待测LED背光的电流警报值。5. 如权利要求4所述的LCM测试治具的背光隔离驱动电路的通讯模块，其特征在于，还 包括数据方向控制单元;所述数据方向控制单元连接DA数据线，用于接收指令译码单元产 生的第三触发信号，将DA数据线设置为输出状态，且向移位寄存器输入逻辑电平0;所述第 三触发信号由指令译码单元根据译出的系统指令所发出。6. 如权利要求5所述的LCM测试治具的背光隔离驱动电路的通讯模块，其特征在于，还 包括读指令参数锁存器;所述读指令参数锁存器连接各个指令参数寄存器，用于接收指令 译码单元产生的第三触发信号，将被寄存器选择单元选中的指令参数寄存器内的数据读 出，并经并串转换器送至DA数据线上;所述第三触发信号由指令译码单元根据译出的系统 指令所发出。7. 如权利要求6所述的LCM测试治具的背光隔离驱动电路的通讯模块，其特征在于，还 包括上电复位单元;所述上电复位单元连接移位计数器、移位计数器和各个指令参数寄存 器，用于在上电时对移位计数器进行清零，对移位计数器进行置位，并将各个指令参数寄存 器复位到默认值，使通讯模块进入普通状态。8. 如权利要求7所述的LCM测试治具的背光隔离驱动电路的通讯模块，其特征在于，所 述用于确定通讯模块工作状态的系统指令包括： FB指令，其用于使通讯模块进入写指令状态，当指令译码单元译出该FB指令时，向指 令/参数选择单元发出所述第一触发信号； FA指令，其用于使通讯模块进入写参数状态，当指令译码单元译出该FA指令时，向指 令/参数选择单元发出所述第二触发信号； Π )指令，其用于使通讯模块进入读参数状态，当指令译码单元译出该FD指令时，向数据 方向控制单元和读指令参数锁存器发出所述第三触发信号； FF指令，其用于使通讯模块进入除上述三种状态以外的普通状态，当指令译码单元译 出该FF指令时，置位移位计数器； FE指令，其用于使通讯模块进入所述普通状态，当指令译码单元译出该FE指令时，通过 或门U1清零移位计数器； FC指令，其用于使通讯模块进入所述普通状态，当指令译码单元译出该FC指令时，通过 或门U1清零移位计数器，且通过或门U2复位各指令参数寄存器。9. 如权利要求8所述的LCM测试治具的背光隔离驱动电路的通讯模块，其特征在于， 所述管脚配置寄存器与输出电压方向控制管脚(DR)和输出电压使能管脚(EN)各通过 一组第一逻辑单元相连接，各组第一逻辑单元均能够使得：当管脚配置寄存器禁能当前管 脚时，当前管脚对应的第二控制信号的高低电平由当前管脚配置的软件位状态决定；当管 脚配置寄存器使能当前管脚时，当前管脚对应的第二控制信号的高低电平由当前管脚的输 入电平与软件位状态共同决定； 所述管脚配置寄存器与输出过电流警报输出管脚(OC)通过一组第二逻辑单元相连接， 该组第二逻辑单元能够使得：当管脚配置寄存器禁能该管脚时，该管脚被设置为高阻抗输 出；当管脚配置寄存器使能该管脚时，将从电压极性变换单元获取的当前背光流过的电流 与设置的待测LED背光的电流警报值进行比较后的比较结果向外输出。10.如权利要求9所述的LCM测试治具的背光隔离驱动电路的通讯模块，其特征在于，所 述输出电压控制寄存器设置有两个物理单元，其第一物理单元用于存储用户输入的背光电 压参数，其第二物理单元用于存储从电压调整单元读出的当前背光电压大小;其中， 写入输出电压控制寄存器第一物理单元的背光电压参数用于通过D/A转换器送至控制 单元内的第一比较器，从电压调整单元读出的当前背光电压大小用于通过A/D转换器读到 输出电压控制寄存器的第二物理单元，并送入第一比较器，所述第一比较器的输出连接至 控制单元内的PWM控制电路，并由PWM控制电路向电压调整单元输出第一控制信号； 所述输出电流控制寄存器设置有两个物理单元，其第一物理单元用于存储用户输入的 背光电流参数，其第二物理单元用于存储从电压极性变换单元获取的当前背光流过的电 流;其中，写入输出电流控制寄存器第一物理单元的背光电流参数用于作为待测LED背光的 电流警报值送至控制单元内的第二比较器，从电压极性变换单元获取的当前背光流过的电 流大小用于通过A/D转换器读到输出电流控制寄存器的第二物理单元中，并送入第二比较 器，所述第二比较器的输出连接至第二逻辑单元。
【文档编号】H05B33/08GK106028560SQ201610553902
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月14日
【发明人】舒继峰
【申请人】重庆美景光电科技有限公司