一种LED显示装置及控制方法与流程

本发明涉及led显示装置技术领域，尤其涉及一种可自动寻找连接关系的led显示装置及控制方法。

背景技术：

传统led显示屏在安装后都需要先得知模块间实际的串接方式，并配合建立连接关系表后才能设置每个模块的显示位置，这种led显示屏主要依靠人工操作软件将模块编号填入连接关系表中，如果现场操作人员对建立连接关系表的软件不熟悉，或是与现场接线人员沟通疏忽，将连接关系表建立错误，那么led模块的显示位置就会发生错误，显示屏前期的调试工作不仅需要专业人员完成，而且操作复杂、耗时长，大大限制了led显示屏的应用。

因此，如何设计一种可自动查找相邻模块的led显示装置是业界亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明提出一种led显示装置及控制方法。

本发明采用的技术方案是，设计一种led显示装置，包括：显示控制器和若干个led模块，每个led模块上分布有两个发射模块和两个接收模块，分别是位于led模块上侧边缘的上发射模块、下侧边缘的下接收模块、左侧边缘的左发射模块及右侧边缘的右接收模块，所有led模块的接收模块均与显示控制器连接。

所有发射模块均记录有其对应的外发标识信号，接收模块均记录有用于显示控制器区分其所在位置的本地标识信号，下接收模块接收相邻设于其下方的上发射模块发射的外发标识信号，右接收模块接收相邻设于其右侧的左发射模块发射的外发标识信号。

优选的，外发标识信号包括：发射模块所在led模块的模块编号。本地标识信号包括：接收模块所在led模块的模块编号及接收模块在led模块上的位置编号。每个led模块的模块编号均不同。

优选的，显示控制器中设有编号记录表，显示控制器根据下接收模块及右接收模块反馈的本地标识信号和外发标识信号，将各led模块的模块编号按照指定规则存入编号记录表中。

优选的，指定规则为：显示控制器在右接收模块有反馈外发标识信号时，判断右接收模块所在的led模块有右侧相邻led模块，并将右侧相邻led模块的模块编号记录在右接收模块所在led模块的模块编号右边；显示控制器在下接收模块有反馈外发标识信号时，判断下接收模块所在的led模块下方有下侧相邻led模块，并将下侧相邻led模块的模块编号记录在下接收模块所在led模块的模块编号下方。

优选的，模块编号为数字编号。

优选的，上发射模块和左发射模块均设有发射电路，发射电路包括：发射端mcu和lc串接支路，lc串接支路的一端接发射端mcu、另一端接地，lc串接支路由第一电阻、第一电容和第一电感依次串联形成。

优选的，下接收模块和右接收模块均设有接收电路，接收电路包括：接收端mcu和接收支路，接收支路包含依次连接的lc并联电路、讯号放大器、滤波电路及二级放大器，lc并联电路接收发射电路发出的电磁波，二级放大器的输出端连接接收端mcu。

优选的，lc并联电路的一端接地、另一端连接在讯号放大器的反向输入端，滤波电路接在讯号放大器的输出端和二级放大器的反向输入端的连接线上。

优选的，接收支路还包括：第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻，第二电阻的一端接电、另一端接讯号放大器的正向输入端，第三电阻的一端接地、另一端接讯号放大器的正向输入端，第五电阻的一端接电、另一端接二级放大器的正向输入端，第六电阻的一端接地、另一端接二级放大器的正向输入端，第四电阻一端接电、另一端接在讯号放大器的输出端上，第七电阻一端接电、另一端接在二级放大器的输出端上。

本发明还提出了一种上述led显示装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤1、建立编号记录表，将指针设到左上角位置，执行步骤1；

步骤2、依序找到第一个反馈外发标识信号的led模块作为比对模块，指针位于比对模块所在的位置，执行步骤3；

步骤3、将比对模块的模块编号使用当前指针位置写入编号记录表内，并标识比对模块已确定位置，判断比对模块是否有右侧相邻led模块，若有则执行步骤4，若无则执行步骤5；

步骤4、指针右移一位，以指针所指的led模块为比对模块，返回步骤3；

步骤5、指针回到比对模块所在行左边第一个led模块的位置，以指针所指的led模块为比对模块，执行步骤6；

步骤6、查找全部右接收模块反馈的外发标识信号，若有比对模块的模块编号，则比对模块有左侧相邻led模块，执行步骤7，若无则进行步骤9；

步骤7、检查指针是否在编号记录表的最左边位置，若是则将编号记录表的内容全部往右移一位，指针跟随比对模块右移一位，执行步骤8，若无则直接执行步骤8；

步骤8、指针左移一位，以指针所指的led模块为比对模块，将比对模块的模块编号使用当前指针位置写入编号记录表内，返回步骤6；

步骤9、依序查找编号记录表中比对模块所在行的各led模块是否有下侧相邻led模块，若有则以第一个出现的下侧相邻led模块为比对模块，指针指向比对模块所在的位置，返回步骤3，若无则执行步骤10；

步骤10、查找全部下接收模块反馈的外发标识信号，依序取出编号记录表中第一行所记录到的led模块进行比对，若有该行led模块的模块编号，则该行至少有一个led模块有上侧相邻led模块，以第一个出现的上侧相邻led模块为比对模块，指针指向比对模块所在的位置，执行步骤11，若无则执行步骤13；

步骤11、检查指针是否在编号记录表的第一行位置，若是则将编号记录表的内容全部往下移一位，指针跟随比对模块下移一位，执行步骤12，若无则直接执行步骤12；

步骤12、指针上移一位，以指针所指的led模块为比对模块，将比对模块的模块编号使用当前指针位置写入编号记录表内，返回步骤3；

步骤13、编号记录表完成，根据编号记录表内所记录到的模块编号及存放位置，建立led模块间的连接关系。

优选的，控制方法还包括：步骤14、将上接收模块和下接收模块均未反馈外发标识信号的led模块列出。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、每个led模块只要在四周增加两个发射模块及两个接收模块，就可以自动读取相邻的模块编号，便于确定各led模块的位置，并不会增加太多的成本；

2、现场操作人员在led显示装置安装完成后，只需要启动显示控制器即可完成全部led模块间连接关系的查找确定，操作方便且大大节省安装时间；

3、显示控制器从左右上下分别查找led模块的相邻单元，逻辑严密无遗漏，led模块的排列顺序根据现场状态任意排列均能快速完成连接关系的确定，led显示装置的灵活性更好、适用范围更大。

附图说明

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：

图1是本发明中led显示装置的背面结构示意图；

图2是本发明中发射电路的连接示意图；

图3是本发明中发射端mcu输出的波形示意图；

图4是本发明中接收电路的连接示意图；

图5是本发明中控制方法的上部流程示意图；

图6是本发明中控制方法的下部流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提出的led显示装置，包括：显示控制器和若干个led模块，每个led模块1上分布有两个发射模块和两个接收模块，分别是位于led模块1上侧边缘的上发射模块2、位于led模块1下侧边缘的下接收模块3、位于led模块1左侧边缘的左发射模块4及位于led模块1右侧边缘的右接收模块5，所有led模块1的接收模块均与显示控制器连接，发射模块和接收模块优选安装在led模块1的背面，便于安装且不会影响led模块1的正面显示画面。

所有发射模块均记录有其对应的外发标识信号，外发标识信号包括：发射模块所在led模块的模块编号。接收模块均记录有用于显示控制器区分其所在位置的本地标识信号，本地标识信号包括：接收模块所在led模块的模块编号及接收模块在led模块上的位置编号。需要说明的是，每个led模块的模块编号均不同，以标记区分各个led模块，模块编号优选为数字编号，比如0、1、2、3等，后续自动查找可按照由大至小的逻辑顺序，也可按照由小至大的逻辑顺序。下接收模块3和右接收模块5在led模块上的位置编号是不同的，比如下接收模块3的位置编号为a、右接收模块5的位置编号为b，不同led模块上的下接收模块3可以使用相同的位置编号以代表其在led模块1的上侧，下接收模块3的本地标识信号包含其所在led模块1的模块编号和a，同样的，不同led模块上的右接收模块5可以使用相同的位置编号以代表其在led模块1的下侧，右接收模块5的本地标识信号包含其所在led模块1的模块编号和b，显示控制器根据本地标识信号识别接收模块所在的led模块1及其在led模块1上的位置。

相邻的两个下接收模块3和上发射模块2是配套设置的，下接收模块3仅接收相邻设于其下方的上发射模块2发射的外发标识信号，并将自身的本地标识信号和接收到的外发标识信号反馈给显示控制器。相邻的两个右接收模块5和左发射模块4是配套设置的，右接收模块5仅接收相邻设于其右侧的左发射模块4发射的外发标识信号，并将自身的本地标识信号和接收到的外发标识信号反馈给显示控制器。显示控制器中设有编号记录表，显示控制器根据下接收模块3及右接收模块5反馈的本地标识信号和外发标识信号，将各led模块1的模块编号按照指定规则存入编号记录表中。

在优选实施例中，指定规则为：显示控制器在右接收模块5有反馈外发标识信号时，判断右接收模块5所在的led模块1有右侧相邻led模块，并将右侧相邻led模块的模块编号记录在右接收模块5所在led模块1的模块编号右边；显示控制器在下接收模块3有反馈外发标识信号时，判断下接收模块3所在的led模块1下方有下侧相邻led模块，并将下侧相邻led模块的模块编号记录在下接收模块3所在led模块1的模块编号下方。

如图2、3所示，本发明的发射模块和接收模块采用电磁波感应电路，上发射模块2和左发射模块4均设有发射电路，发射电路包括：发射端mcu和lc串接支路，lc串接支路由第一电阻r1、第一电容c1和第一电感l1依次串联形成，第一电阻r1的一端接发射端mcu，第一电感l1的一端接地。发射电路使用lc串行电路，由于第一电感l1要发出较强的电磁波，让接收电路可以接收到，需要输入lc相近的谐振频率，所以发射端mcu需负责将实际给接收端mcu判读的波形301与谐振频率302相结合后的波形303，再输入至lc串接电路。

如图4所示，下接收模块3和右接收模块5均设有接收电路，接收电路包括：接收端mcu和接收支路，接收支路包含依次连接的lc并联电路、讯号放大器、滤波电路及二级放大器。lc并联电路主要是接收发射端的电磁波，会在节点201产生发射电路发出的讯号，lc并联电路由并联的第二电感l2和第二电容c2构成，lc并联电路的一端接地、另一端连接在讯号放大器的反向输入端。

接收支路还包括：第二电阻r2和第三电阻r3，第二电阻r2的一端接电、另一端接讯号放大器u3a的正向输入端，第三电阻r3的一端接地、另一端接讯号放大器u3a的正向输入端，讯号放大电路主要是由讯号放大器u3a组成，将节点201所感应的小电压讯号放大回ttl电位的讯号，当第一电感l1与第二电感l2距离愈远，所感应的电压讯号会越小，这时可调整第二电阻r2、第三电阻r3的比较电位值将之变小，让讯号放大的功能可以正常，第二电阻r2、第三电阻r3的调整就是讯号放大器u3a灵敏度的调整。

滤波电路接在讯号放大器的输出端和二级放大器的反向输入端的连接线上，滤波电路主要是使用第四电容c4将谐振频率滤除，在202节点上就可得到一个将谐振频率滤除的讯号波形，二级放大器的输出端连接接收端mcu。

二级放大电路主要作用是当讯号经过前面的第四电容c4滤波后，也会衰减到讯号的电压，所以需要再经过一个二级放大器u3ba，将被衰减的电压提升至正常的电位，在节点203输出的波形就是传送端要给接收端判读已经滤除谐振的波形301。接收支路还包括：第五电阻r5、第六电阻r6和第七电阻r7，第五电阻r5的一端接电、另一端接二级放大器u3ba的正向输入端，第六电阻r6的一端接地、另一端接二级放大器u3ba的正向输入端，第四电阻r4一端接电、接在讯号放大器u3a的输出端上，第七电阻r7一端接电、另一端接在二级放大器u3ba的输出端上，第五电阻r5、第六电阻r6的调整就是二级放大器u3ba灵敏度的调整。

如图5、6所示，本发明还提出了一种上述led显示装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤1、建立编号记录表，编号记录表的作用是用以储存已经确定位置的模块编号，程序初始阶段先清除编号记录表中的全部内容，将指针（x,y）设到左上角（0，0）位置，执行步骤1；

步骤2、按照模块编号从小到大的顺序查找，找到第一个反馈外发标识信号的led模块作为比对模块，该led模块的接收模块有反馈外发标识信号代表其具有相邻led模块，由比对模块开始，指针位于比对模块所在的位置(x，y)，先找右边的模块编号，再找左边的模块编号，执行步骤3；

步骤3、将比对模块的模块编号使用当前指针位置写入编号记录表内，并标识比对模块已确定位置，判断比对模块是否有右侧相邻led模块，若有则先找右边的模块编号，执行步骤4，若无则右边无相邻led模块，执行步骤5；

步骤4、指针右移一位变为（x+1，y），以指针所指的led模块为比对模块，返回步骤3；

步骤5、指针回到比对模块所在行左边第一个led模块的位置（x，y），以指针所指的led模块为比对模块，接下来要记录比对模块左边的模块编号，执行步骤6；

步骤6、查找全部右接收模块反馈的外发标识信号，若有比对模块的模块编号，则比对模块有左侧相邻led模块，执行步骤7，若无则比对模块左边没有相邻模块，该行模块都已经找完，进行步骤9查找该行下方的相邻led模块；

步骤7、检查指针是否在编号记录表的最左边位置，若是则将编号记录表的内容全部往右移一位，指针跟随比对模块右移一位，空出最左边一列的位置，执行步骤8，若无则直接执行步骤8；

步骤8、指针左移一位变为（x-1，y），以指针所指的led模块为比对模块，将比对模块的模块编号使用当前指针位置写入编号记录表内，返回步骤6再继续找左侧相邻led模块。

步骤9、依序查找编号记录表中比对模块所在y行的各led模块是否有下侧相邻led模块，若有则以第一个出现的下侧相邻led模块为比对模块，指针指向比对模块所在的位置（x，y+1），返回步骤3，若无则执行步骤10；需要说明的是，步骤9中的依序查找按照y行各led模块的模块编号从小到大的顺序查找；

步骤10、查找全部下接收模块反馈的外发标识信号，依序取出编号记录表中第一行所记录到的led模块进行比对，若有该行led模块的模块编号，则该行至少有一个led模块有上侧相邻led模块，以第一个出现的上侧相邻led模块为比对模块，指针指向比对模块所在的位置，执行步骤11，若无则表示第一行led模块的上方没有led模块了，执行步骤13；

步骤11、检查指针是否在编号记录表的第一行位置（x，0），若是则将编号记录表的内容全部往下移一位，指针跟随比对模块下移一位变为（x，1），空出第一行位置给后续x方向查找记录使用，执行步骤12，若无则直接执行步骤12；

步骤12、指针上移一位，以指针所指的led模块为比对模块，将比对模块的模块编号使用当前指针位置（x，0）写入编号记录表内，返回步骤3查找x方向的相邻led模块；

步骤13、编号记录表完成，根据编号记录表内所记录到的模块编号及存放位置，建立led模块间的连接关系；

步骤14、将上接收模块和下接收模块均未反馈外发标识信号的led模块在编号记录表的新增空白区域列出。当有些模块是单独放置与任何模块没有连接关系、或是模块感应有异常时无法读取相邻模块编号时，其模块编号也会被清晰列出，以便于用户及时发现那些模块是无法建立连接关系的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。