LED驱动方法及驱动电路与流程

本发明涉及led显示技术领域，特别涉及一种led驱动方法及驱动电路。

背景技术：

由于发光二极管（led）显示屏具有色彩鲜艳、亮度高、寿命长、工作稳定可靠等优点，在许多行业都得到了广泛的应用。如在车站、码头、商场、银行等公共场所，led显示屏可用于实时信息发布，及时准确的向公众传递所需注意的信息。

一块led显示屏存在数以百万甚至千万计的led，这些led直接与驱动芯片连接，驱动芯片普遍采用串并转换的恒流驱动芯片，按比特来刷新显示，其数据传输的效率非常低。以12比特灰度显示为例，每一场至少要刷新12次，每次显示1个比特的灰度，通过12次即12比特的灰度累加，才能形成一幅完整的灰度正确的画面。此过程中数据吞吐量大，效率低下，如果同时采用场频倍频技术，数据吞吐量将成倍增加，导致效率更低。同时，数据吞吐量大，意味着电路开销大，从而增加了电路成本和设计复杂度。

因而现有技术还有待改进和提高。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种led驱动方法及驱动电路，其仅需传输一次数据，就可实现电路多比特灰度显示，从而降低了数据吞吐量，提高了led显示的效率。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种led驱动方法，包括以下步骤：

接收前端电路发送的数据；

对前端电路发送的数据进行译码并输出译码命令；

根据译码命令对led电路进行相应的参数设置或驱动操作；

接收前端电路的同步脉冲信号并驱动led电路点亮/熄灭。

所述的led驱动方法中，在所述接收前端电路发送的数据的步骤之后，还包括步骤：

将前端电路发送的数据以每接收24位数据为一组组成译码数据。

所述的led驱动方法中，所述对前端电路发送的数据进行译码并输出译码命令的步骤具体包括：

选取译码数据的命令字和识别码；

根据译码数据的识别码判断命令字的类型并进行输出对应的译码命令。

所述的led驱动方法中，所述选取译码数据的命令字和识别码的步骤具体包括：

将译码数据的第1位至第16位组成命令字；

将译码数据的第17位和第18位组成识别码。

所述的led驱动方法中，所述译码数据的识别码判断命令字的类型并进行输出对应的译码命令的步骤具体包括：

当识别码等于01时，命令字为选通字，输出选通字命令；

当识别码等于10时，命令字为数据字，输出数据字命令；

当识别码等于11时，命令字为设置字，输出设置字命令；

当识别码等于00时，忽略命令字。

所述的led驱动方法中，所述根据译码命令对led电路进行相应的参数设置或驱动操作的步骤具体包括：

当输出的译码命令为选通字命令时，根据选通字命令控制对应的led电路的部分是否点亮；

当输出的译码命令为数据字命令时，根据数据字命令设置led电路的灰度值；

当输出的译码命令为设置字命令时，根据设置字命令设置led电路的显示灰度级别和场频倍频数。

所述的led驱动方法中，所述当输出的译码命令为设置字命令时，根据设置字命令设置led电路的显示灰度级别和场频倍频数的步骤具体包括：

当输出的译码命令为设置字命令时，根据设置字命令的低8位的值设置led电路的显示灰度级别；

当输出的译码命令为设置字命令时，根据设置字命令的高8位的值设置led电路的场频倍频数。

一种led驱动电路，包括由多个led组成的led电路和驱动电路，所述驱动电路包括：

用于接收前端电路发送的数据的数据接口模块；

用于对前端电路发送的数据进行译码并输出译码命令的译码模块；

用于接收译码模块输出的译码命令并进行驱动操作的驱动模块；

用于接收译码模块输出的译码命令并进行参数设置的设置模块；

所述数据接口模块连接译码模块，所述译码模块还连接驱动模块和设置模块，所述驱动模块还连接led电路。

所述的led驱动电路中，所述译码命令包括选通字命令、设置字命令和数据字命令。

所述的led驱动电路中，所述数据接口模块采用i2c接口或spi接口接收前端电路发送的数据。

相较于现有技术，本发明提供的一种led驱动方法及驱动电路，所述led驱动方法包括步骤：接收前端电路发送的数据；对前端电路发送的数据进行译码并输出译码命令；根据译码命令对led电路进行相应的参数设置或驱动操作；接收前端电路的同步脉冲信号并驱动led电路点亮/熄灭。本发明提供的led驱动方法使得led电路显示无须按比特刷新，每显示一场，只需要传输一次数据，通过后端的led驱动电路即可实现多比特灰度显示，从而降低了数据吞吐量，提高了led显示的效率；并且，即使采用场频倍频技术，数据吞吐量不变。

附图说明

图1为本发明提供的led驱动电路的原理框图。

图2为本发明提供的led驱动方法的流程图。

图3为本发明提供的译码数据及译码命令的结构示意图。

图4为本发明提供的led驱动方法中步骤s200的流程图。

图5为本发明提供的led驱动方法中步骤s210的流程图。

图6为本发明提供的led驱动方法中步骤s220的流程图。

图7为本发明提供的led驱动方法中步骤s300的流程图。

图8为本发明提供的led驱动方法中步骤s330的流程图。

图9为本发明提供的驱动模块的电路示意图。

图10为本发明提供的驱动子电路的电路示意图。

图11为本发明提供的实施例一的pwm模块的工作波形示意图。

图12为本发明提供的实施例二的pwm模块的工作波形示意图。

具体实施方式

本发明提供一种led驱动方法及驱动电路，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明提供的led驱动电路的原理框图，所述led驱动电路包括由多个led组成的led电路（图中未示出）和用于驱动led电路发光的驱动电路，所述驱动电路包括：

用于接收前端电路发送的数据的数据接口模块10；

用于对前端电路发送的数据进行译码并输出译码命令的译码模块20；

用于接收译码模块输出的译码命令并进行驱动操作的驱动模块30；

用于接收译码模块输出的译码命令并进行参数设置的设置模块40；

所述数据接口模块10连接译码模块20，所述译码模块20还连接驱动模块30和设置模块40，所述驱动模块30还连接led电路。

请继续参阅图2，为本发明提供的led驱动方法的流程图，所述led驱动方法包括步骤：

s100、接收前端电路发送的数据；

s200、对前端电路发送的数据进行译码并输出译码命令；

s300、根据译码命令对led电路进行相应的参数设置或驱动操作；

s400、接收前端电路的同步脉冲信号并驱动led电路点亮/熄灭。

通过本发明提供的led驱动方法及led驱动电路，可使led电路的显示无须按比特刷新，每显示一场，只需要前端电路传输一次数据，即可通过后端的驱动电路实现多比特灰度显示，从而降低了数据吞吐量，提高了led显示的效率。其中，所谓数据吞吐量，是指电路设施在单位时间内成功地传送数据的数量（常以比特或字节等测量）；所谓前端电路，是指对led电路的显示进行控制的单片机控制电路。

进一步的，在步骤s100之后，还包括步骤：

将前端电路发送的数据以每接收24位数据为一组组成译码数据。

即数据接口模块接收前端电路发送的数据后，以每接收3个字节（24位）的数据组成一次译码数据传输给译码部。具体请参阅图3，为本发明提供的译码数据及译码命令的结构示意图，译码数据由b0至b23即b[23:0]共24位数据组成。优选的，所述数据接口模块采用i2c接口或spi接口接收前端电路发送的数据。

请继续参阅图4，所述步骤s200具体包括：

s210、选取译码数据的命令字和识别码；

s220、根据译码数据的识别码判断命令字的类型并进行输出对应的译码命令。

译码模块通过预设的译码规则提取译码数据中的命令字和识别码，最终输出译码命令，从而对led电路进行相应的参数设置或驱动操作。所述译码命令具体可包括选通字命令、设置字命令和数据字命令。

请结合图3和图5，所述步骤s210具体包括：

s211、将译码数据的第1位至第16位组成命令字；

s212、将译码数据的第17位和第18位组成识别码。

即在图5中选取译码数据低16位b[15:0]组成命令字，选取译码数据第17位和第18位b[17:16]为识别码。

请结合图3和图6，所述步骤s220具体包括：

s221、当识别码等于01时，命令字为选通字，输出选通字命令；

s222、当识别码等于10时，命令字为数据字，输出数据字命令；

s223、当识别码等于11时，命令字为设置字，输出设置字命令；

s224、当识别码等于00时，忽略命令字。

即当识别码等于01时，译码命令为选通字命令s[15:0]；当识别码等于10时，译码命令为数据字命令d[15:0]；当识别码等于11时，译码命令为设置字命令p[15:0]。

在更进一步的实施例中，请参阅图7，所述步骤s300具体包括：

s310、当输出的译码命令为选通字命令时，根据选通字命令控制对应的led电路的部分是否点亮；

s320、当输出的译码命令为数据字命令时，根据数据字命令设置led电路的灰度值；

s330、当输出的译码命令为设置字命令时，根据设置字命令设置led电路的显示灰度级别和场频倍频数。

请参阅图8，所述步骤s330具体包括：

s331、当输出的译码命令为设置字命令时，根据设置字命令的低8位的值设置led电路的显示灰度级别；

s332、当输出的译码命令为设置字命令时，根据设置字命令的高8位的值设置led电路的场频倍频数。

在更具体的实施例中，根据设置字命令设置led电路的显示灰度级别和场频倍频数的规则如下：

设置字低8位p[7:0]是显示灰度级别：

当p[7:0]等于1为8比特灰度级别；

当p[7:0]等于2为9比特灰度级别；

当p[7:0]等于3为10比特灰度级别；

当p[7:0]等于4为11比特灰度级别；

当p[7:0]等于5为12比特灰度级别；

当p[7:0]等于6为13比特灰度级别；

当p[7:0]等于7为14比特灰度级别；

当p[7:0]等于8为15比特灰度级别；

当p[7:0]等于其它值为16比特灰度级别。

设置字高8位p[15:8]为场频倍频数：

当p[15:8]等于1时为1倍场频模式；

当p[15:8]等于2时为2倍场频模式；

当p[15:8]等于3时为3倍场频模式；

当p[15:8]等于4时为4倍场频模式；

当p[15:8]等于5时为5倍场频模式；

当p[15:8]等于6时为6倍场频模式；

当p[15:8]等于7时为7倍场频模式；

当p[15:8]等于8时为8倍场频模式；

当p[15:8]等于9时为9倍场频模式；

当p[15:8]等于其它值时为最高10倍场频模式。

此外，请参阅图9，为本发明提供的驱动模块的电路示意图，所述驱动模块由16个完全相同的led驱动子电路31组成，即图中第1驱动电路至第16驱动电路，每个led驱动子电路31驱动1只/串led，1个驱动模块最多可以驱动16只/串led。

当驱动模块工作时，其接收前端电路送来的场同步脉冲vsync，每一个vsync脉冲表示每一场刷新开始，16个驱动子电路共用vsync脉冲和数据字d[15:0]，选通字s0、s1…s15分别接入第1驱动电路、第2驱动电路…第16驱动电路，当数据输入端口的选通字si为高电平时，数据字d[15:0]写入第i+1驱动电路中的第一寄存器。

请参阅图10，本发明还提供驱动子电路的电路示意图。所述驱动子电路31具体包括第一寄存器311、第二寄存器312、倍频模块313、pwm模块314，以及单个led或多个led串联/并联形成的led子电路315。

当输入驱动子电路的选通字的对应位si为高时，数据字d[15:0]写入第一寄存器311，当vsync脉冲到来时，第一寄存器311收到vsync脉冲并将第一寄存器311存储的数据字d[15:0]倒入第二寄存器312，第二寄存器312输出数据字d[15:0]给pwm模块314。此时，倍频模块313根据设置字p[15:0]来设置相应的场频倍频数和显示灰度级别，vsync脉冲经倍频模块313产生更高频率的时钟脉冲。pwm模块314在倍频脉冲驱动下，按第二寄存器312送来的数据字d[15:0]（调整当前场的灰度值）产生pwm信号（脉冲宽度调制信号或脉宽调制信号）。当pwm为高时，led子电路315导通并点亮；反之，pwm为低时，led子电路315关断并熄灭。这样，只通过一次点亮刷新即可使得整个led电路显示完整的灰度值。

为了更好的表现本发明提供的led驱动方法及驱动电路，当在某一具体实施例中，译码命令为设置字命令，且根据设置字命令设置led电路的比特灰度级别为12、场频倍频数为1时，其pwm模块的工作波形示意图如图11所示；当在某一具体实施例中，译码命令为设置字命令，且根据设置字命令设置led电路的比特灰度级别为10、场频倍频数为2时，其pwm模块的工作波形示意图如图12所示。

综上所述，本发明提供了一种led驱动方法及驱动电路，所述led驱动方法包括步骤：接收前端电路发送的数据；对前端电路发送的数据进行译码并输出译码命令；根据译码命令对led电路进行相应的参数设置或驱动操作；接收前端电路的同步脉冲信号并驱动led电路点亮/熄灭。本发明提供的led驱动方法使得led电路显示无须按比特刷新，每显示一场，只需要传输一次数据，通过后端的led驱动电路即可实现多比特灰度显示，从而降低了数据吞吐量，提高了led显示的效率；并且，即使采用场频倍频技术，数据吞吐量不变。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。