显示控制装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种显示控制装置，用于控制LED显示屏，其中所述LED显示屏包括：多个显示行及多个显示列，所述显示控制装置包括：集成式LED驱动装置，用于同时向所述多个显示行输出控制信号；中央处理器，与所述集成式LED驱动装置连接，用于根据所述LED显示屏配置所述LED驱动装置；存储器直接存取控制器，与所述集成式LED驱动装置连接，用于直接向所述集成式LED驱动装置传送显示数据。
【专利说明】显示控制装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及显示控制【技术领域】，且特别涉及一种显示控制装置。
【背景技术】
[0002] 发光二极管（LED)点阵屏广泛用于室内和室外信息显示，由于像素点的数量很 多，且每个像素点都单独控制，因此LED控制器不可能直接控制单个像素点。目前市场上 的LED控制器一般是通过串行端口转并行端口的方式，通过几个通用输入输出端口将要显 示的信息输出到LED控制电路板，在通过电路板上的串口转并口芯片将控制信号送到每个 LED像素。这个过程既要输出要显示的数据，也要控制行列的切换，需要中央处理器（CPU) 一直参与控制，并且整屏刷新的速度因此会受到限制，导致无法实现一些复杂的显示和特 效。
[0003] 在控制大屏LED显示的过程中，在LED屏显示特殊效果时刷新率太低，无法达到满 意的动态效果。分析影响显示效果的原因，在于控制器既要一边计算显示特效，一边要控制 通用输入输出端口将信号送往LED控制电路板。LED像素过大的情况的，通用输入输出端口 串行输出的时间太长，影响整个系统的性能。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明旨在解决现有技术中，在控制大屏发光二极管（LED)显示的过 程中，在LED屏显示特殊效果时刷新率太低，无法达到满意的动态效果等技术问题。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种显示控制装置，用于控制LED显示屏，其 中所述LED显示屏包括：多个显示行及多个显示列，所述显示控制装置包括：集成式LED驱 动装置，用于同时向所述多个显示行输出控制信号；中央处理器，与所述集成式LED驱动装 置连接，用于根据所述LED显示屏配置所述LED驱动装置；存储器直接存取控制器，与所述 集成式LED驱动装置连接，用于直接向所述集成式LED驱动装置传送显示数据。
[0006] 进一步的，所述集成式LED驱动装置包括：接口电路、控制器、缓存器、数据输出模 块；其中，所述接口电路，用于连接所述中央处理器；所述控制器，与所述接口电路及所述 数据输出模块连接，用于根据所述中央处理器的配置，控制所述数据输出模块串行数据输 出或锁存数据输出；缓存器，与所述接口电路及所述数据输出模块连接，用于缓存所述LED 显示屏的显示内容数据。
[0007] 进一步的，所述控制器，包括：计数器，状态机，串行时钟生成器，锁存器；其中，所 述计数器，与所述接口电路、所述状态机及所述串行时钟生成器连接，用于根据所述中央处 理器的配置，分别控制在串行输出状态下串行时钟的时钟频率或在锁存输出状态下锁存及 使能信号的时序；所述状态机，分别与所述接口电路、所述计数器、所述串行时钟生成器、所 述锁存器、所述数据输出模块以及所述缓存器连接，用于控制所述LED驱动装置的在串行 输出、锁存输出的状态切换；所述串行时钟生成器，与所述计数器及所述状态机连接，用于 在串行输出状态下生成串行时钟；所述锁存器，与所述状态机连接，用于在锁存输出状态下 产生锁存及使能信号。
[0008] 进一步的，所述缓存器与所述存储器直接存取控制器连接，通过直接内存存取缓 存所述LED显示屏的显示内容数据。
[0009] 综上所述，本发明提供的显示控制装置采用的集成式LED驱动装置，把LED显示屏 的控制和显示信号通过一个集成式LED驱动装置来控制，包括串行时钟，锁存，使能信号， LED数据总线信号。集成式LED驱动装置内部根据寄存器接口的配置，通过计数器和状态 机，由硬件来生成LED屏的控制和显示信号。所显示的内容则通过存储器直接存取自动从 存储器中抓取，整屏显示的过程不需要CPU的干预。
[0010] 综上所述，相对于现有技术，本发明提供的集成式LED驱动装置及LED屏显示控制 装置，通过专门的LED驱动接口驱动LED显示，支持多路串行，自动完成LED显示数据和行 列切换的过程，减轻中央处理器的负担，使得CPU能完成更复杂的显示和特效。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1所示为本发明一实施例提供的显示控制装置的功能方块图；
[0012] 图2所示为本发明一实施例提供的显示控制装置的原理图；
[0013] 图3所示为本发明另一具体实施例提供的集成式LED驱动装置的内部结构示意 图；
[0014] 图4所示为本发明另一具体实施例提供的集成式LED驱动装置的内部结构示意 图；
[0015] 图5所示为本发明另一具体实施例提供的集成式LED驱动装置的内部结构示意 图；
[0016] 图6所示为本发明一实施例提供的显示控制装置具体应用示意图。
【具体实施方式】
[0017] 鉴于现有技术中，在控制大屏发光二极管（LED)显示的过程中，在LED屏显示特殊 效果时刷新率太低，无法达到满意的动态效果。
[0018] 为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作 进一步的说明。
[0019] 请参见图1，其所示为本发明一实施例提供的显示控制装置的功能方块图。
[0020] 该显示控制装置，用于控制LED显示屏，其中所述LED显示屏100包括：多个显示 行110及多个显示列120,所述显示控制装置200包括：集成式LED驱动装置210,用于同时 向所述多个显示行110输出控制信号；中央处理器220 (CPU)，与所述集成式LED驱动装置 210连接，用于根据所述LED显示屏100配置所述LED驱动装置210 ;存储器直接存取控制 器230,与所述集成式LED驱动装置210连接，用于直接向所述集成式LED驱动装置210传 送显示数据。
[0021] 为了详述本发明，请结合参见图2,本发明实施例提供的显示控制装置的原理图， 显示控制装置在中央处理器（CPU)的控制下，可以实现LED显示屏的显示和刷新。与外部 LED显示屏所连接的串转并芯片的数目是根据LED屏的大小尺寸决定。串行的数据长度，也 就是应用原理图中的串转并芯片的数量，由LED显示屏的宽度决定，每一个串行输出通过 串联的串口转并口的芯片，LED驱动装置能把要显示的数据送到一行的每一个像素。串行 的数据宽度，也就是图2中的DO?Dn的数据输出引脚，由LED显示屏的高度决定，每个引 脚输出一行像素的显示内容。驱动电路另外还产生串行时钟信号，锁存信号和输出使能信 号，作用于每个串口转并口的芯片。
[0022] 采用本发明实施例提供的显示控制装置，是利用集成式LED驱动装置，控制显示 数据通过多行数据的同时输出，可以是整屏的刷新间隔减少到原来的1/n。还可以将要显示 的数据通过存储器直接存取控制器自动把显示数据从内存搬到集成式LED驱动装置内，数 据搬运的过程不需要中央处理器（CPU)的参与。
[0023] 请参见图3,其所示为本发明另一具体实施例提供的集成式LED驱动装置的内部 结构示意图。
[0024] 所述集成式LED驱动装置300包括：接口电路310、控制器320、缓存器330、数据 输出模块340 ;其中，所述接口电路310,用于连接所述中央处理器（CPU)，该接口电路是CPU 和集成式LED驱动装置之间的接口，CPU能根据外部LED显示屏的不同而灵活配置LED驱 动装置，以达到最大的适用性和CPU的最低干预；所述控制器320,与所述接口电路310及 所述数据输出模块340连接，用于根据所述中央处理器的配置，控制所述数据输出模块340 串行数据输出或锁存数据输出；缓存器330,与所述接口电路310及所述数据输出模块340 连接，用于缓存所述LED显示屏的显示内容数据。
[0025] 请参见图4,其所示为本发明另一具体实施例提供的集成式LED驱动装置的内部 结构示意图。
[0026] 所述控制器，包括：计数器，状态机，串行时钟生成器，锁存器；其中，所述计数器， 与所述接口电路、所述状态机及所述串行时钟生成器连接，用于根据所述中央处理器的配 置，分别控制在串行输出状态下串行时钟的时钟频率或在锁存输出状态下锁存及使能信号 的时序；所述状态机，分别与所述接口电路、所述计数器、所述串行时钟生成器、所述锁存 器、所述数据输出模块以及所述缓存器连接，用于控制所述LED驱动装置的在串行输出、锁 存输出的状态切换；所述串行时钟生成器，与所述计数器及所述状态机连接，用于在串行输 出状态下生成串行时钟；所述锁存器，与所述状态机连接，用于在锁存输出状态下产生锁存 及使能信号。
[0027] 在本发明实施例中，所述缓存器与所述存储器直接存取控制器连接，通过直接内 存存取缓存所述LED显示屏的显示内容数据。
[0028] 利用本发明实施例提供的显示控制装置，由于串行时钟信号，锁存信号，以及输出 使能信号也由集成式LED驱动装置产生，使LED显示屏在整屏显示的过程不需要CPU的干 预，减少CPU的工作，让CPU可以有更多的时间执行其他任务。
[0029] 以下是结合图5,对本发明提供的具体实施例对显示控制装置的运作过程进行详 细描述。
[0030] 图5中①部分是寄存器接口，CPU以及DMA的操作都是通过寄存器进行。初始软 件可以配置寄存器，设置LED屏的相关信息，比如串行时钟频率，屏的高度和宽度等，从而 达到最大的灵活性。②部分是计数器，自动计数来实现串行时钟频率以及串行数据长度的 调节，计数到需要的值后自动重新或者停止计数。③部分是状态机，控制LED驱动电路的启 动，停止，串行输出或者锁存。这是整个电路的核心控制部分，确保LED驱动电路在各个状 态间及时可靠的切换。④⑤⑥部分是LED驱动电路的数据输出模块。④部分的串行时钟生 成器根据寄存器的设置，计数器的溢出以及状态机的串行状态输出固定频率的时钟，在串 行时钟的边沿，DO?Dn的串行数据输出被串转并芯片采样并依次向下传递。⑤部分的锁存 及使能控制模块在状态机的控制下自动生成锁存和使能信号，不需要CPU的干预。⑥部分 LED数据输出模块同时输出多路串行数据，并且与串行时钟满足数字逻辑的时序要求。要输 出的数据可以通过CPU或者DMA送到⑦部分的数据缓冲区，由缓冲区再传到LED数据输出 模块。数据缓冲区在空的情况下还会自动产生DMA请求信号，请求DMA传送下一个要显示 的数据，而不需要中断CPU的操作。
[0031] 此外，在本发明的另一实施例中，要驱动更大高度的LED屏，数据总线的宽度也要 增加，驱动电路所需要的引脚数也随之增加。为了平衡性能和成本的关系，在图4所示的电 路结构上，增加几个通用输入输出端口，就可以实现分段的LED屏的显示。用过通用输入输 出端口的组合选择不同的段，只要增加少数信号，可支持的屏的高度可指数增加，适用于驱 动细长型的LED屏。
[0032] 为了更加清楚的阐释本发明，以下结合具体应用加以详述。
[0033] 请参见图6,其所示为本发明一实施例提供的显示控制装置具体应用示意图。
[0034] 该实施例所提供的LED显示屏为于一个32x16的显示屏，利用D0?D15的LED数 据总线驱动16个LED行，每个数据信号驱动一行。而每一行会串行输出32个像素，比如D0 数据输出引脚会串行输出A32?A1的像素，D1数据输出引脚输出B32?B1的像素。最后 通过锁存和使能信号是数据总线输出的信息显示在LED屏上。
[0035] 在现有的LED显示电路中，需要32x16 = 512个周期才能完成一帧32x16的静态 屏的显示。而通过集成式LED驱动电路，只需要32个周期既能完成一帧静态屏的显示，刷 新率可以达到原来的16倍。
[0036] 这种集成式的LED驱动电路，通过多行数据的同时输出，可以是整屏的刷新间隔 减少到原来的1/n。要显示的数据可以通过DMA(直接内存访问）自动把显示数据从内存搬 到驱动电路内，数据搬运的过程不需要CPU的参与。另外，串行时钟信号，锁存信号，以及输 出使能信号也由LED驱动电路自动产生，整屏显示的过程不需要CPU的干预，减少CPU的工 作，让CPU可以有更多的时间执行其他任务。
[0037] 综上所述，相对于现有技术，本发明实施例提供的显示控制装置，用于控制LED显 示屏，通过集成式LED驱动装置驱动LED显示，支持多路串行，自动完成LED显示数据和行 列切换的过程，减轻中央处理器（CPU)的负担，使得CPU能完成更复杂的显示和特效。
[0038] 虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术 领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此 本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
【权利要求】
1. 一种显示控制装置，用于控制LED显示屏，其中所述LED显示屏包括：多个显示行及 多个显示列，其特征在于，所述显示控制装置包括： 集成式LED驱动装置，用于同时向所述多个显示行输出控制信号； 中央处理器，与所述集成式LED驱动装置连接，用于根据所述LED显示屏配置所述LED 驱动装置； 存储器直接存取控制器，与所述集成式LED驱动装置连接，用于直接向所述集成式LED 驱动装置传送显示数据。
2. 根据权利要求1所述的显示控制装置，其特征在于，所述集成式LED驱动装置包括： 接口电路、控制器、缓存器、数据输出模块；其中， 所述接口电路，用于连接所述中央处理器； 所述控制器，与所述接口电路及所述数据输出模块连接，用于根据所述中央处理器的 配置，控制所述数据输出模块串行数据输出或锁存数据输出； 缓存器，与所述接口电路及所述数据输出模块连接，用于缓存所述LED显示屏的显示 内容数据。
3. 根据权利要求2所述的显示控制装置，其特征在于，所述控制器，包括：计数器，状态 机，串行时钟生成器，锁存器；其中， 所述计数器，与所述接口电路、所述状态机及所述串行时钟生成器连接，用于根据所述 中央处理器的配置，分别控制在串行输出状态下串行时钟的时钟频率或在锁存输出状态下 锁存及使能信号的时序； 所述状态机，分别与所述接口电路、所述计数器、所述串行时钟生成器、所述锁存器、所 述数据输出模块以及所述缓存器连接，用于控制所述LED驱动装置的在串行输出、锁存输 出的状态切换； 所述串行时钟生成器，与所述计数器及所述状态机连接，用于在串行输出状态下生成 串行时钟； 所述锁存器，与所述状态机连接，用于在锁存输出状态下产生锁存及使能信号。
4. 根据权利要求2所述的显示控制装置，其特征在于，所述缓存器与所述存储器直接 存取控制器连接，通过直接内存存取缓存所述LED显示屏的显示内容数据。
【文档编号】G09G3/32GK104143314SQ201410271200
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年6月18日 优先权日:2014年6月18日
【发明者】张波 申请人:上海灵动微电子有限公司