专利名称：一种具有故障回传功能的led恒流驱动芯片的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及LED显示技术，主要涉及一种具有故障回传功能的LED 恒流驱动芯片。 背录技术
近年来，由于LED平板显示本身具有亮度高、工作电压低、功耗小、易 于集成、驱动简单、寿命长、耐冲击且性能稳定诸多优点，所以其发展速度 很快。随作LED显示技术不断进步，使得它在大面积显示，特别在体育、广 告、金融、展览、交通、机场等领域得到广泛的应用，而目前正朝着更高亮 度、更高耐气候性和发光密度、发光均匀性、全色化发展，前景极为广阔。
LED显示屏的技术范围主要包括半导体光电器件技术、电子电路技术、 集成电路技术、信息图像处理技术、信息传输技术、计算机网络技术以及电 子产品制造和电子产品安装工程相关技术。其中集成电路技术中的LED恒流 驱动芯片的出现和发展在LED全彩显示中具有重要作用，它显著提高了 LED 平板显示的质量。目前LED恒流驱动芯片除具有恒流驱动的固有功能外，已 出现单点故障诊断功能，该功能可以对LED单点的开路和短路进行测试并予 以记录，这似乎对LED显示屏的故障判断和维护带来了好处。但是这个好的 功能并没有被应用公司和设计人员广泛采用，原因是记录的故障信息的传递 和显示数据的传递共用一个串行通道，且传递方向相同，这要求设计人员必 须在LED显示屏的末端远距离将诊断信息传回给控制板，并需额外增加硬件 I / 0 口的数量。远距离诊断信息的传输和硬件I / 0 口数量的增加，使得LED 恒流驱动芯片单点故障诊断功能的应用很不方便，还额外增加了成本，因此 在市场上没有得到欢迎和广泛推广应用。
实用新型内容
为了克服现有技术中LED恒流驱动芯片故障诊断信息需远距离传输和 增加硬件I/ 0 口数量，导致单点故障诊断功能应用不方便且成本较高的问 题，本实用新型提出一种具有故障回传功能的LED恒流驱动芯片。该LED 恒流驱动芯片除具有该类芯片共有的恒流驱动和LED单点开路、短路测试功 能外，将串行数据的单向输入、输出改为双向输入输出，并增加了4个三态 门、 一个非门和一个施密特触发器来控制串行数据的流向。该芯片在数据显 示状态顺向传输常规显示数据，如需采集LED灯故障信息，只需由控制器发 出故障采集控制信号，LED恒流驱动芯片即处于信息回传状态，此时串行数 据的输出口改为输入口，输入口改为输出口，采集的故障信息将反向传输给 上一级LED恒流驱动芯片或系统控制器。
本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是 一种具有故障回 传功能的LED恒流驱动芯片，芯片内部包括移位寄存器、数据锁存器2、数 据驱动器3、恒流源4、开路/短路故障诊断器5、施密特触发器61 66、 三态门71 74和非门8。
所述施密特触发器61输入接数据输入/输出SER_ in/outO，输出到三 态门71;
所述施密特触发器62输入接移位时钟SCLK，输出到移位寄存器； 所述施密特触发器63输入接数据锁存信号LATCH，输出到移位寄存器 和数据锁存器2;
所述施密特触发器64输入接关断控制信号EN，输出到数据驱动器3;
所述施密特触发器65输入接MODE模式设定输入信号，输出到三态门 73、三态门74、非门8和移位寄存器；
所述施密特触发器66输入接数据输入/输出SER_ in/outl，输出到三 态门74;
所述非门8输入接施密特触发器65，输出到三态门71、三态门72; 所述三态门71输入接施密特触发器61，三态控制接非门8，输出到移 位寄存器；
所述三态门72输入接移位寄存器，三态控制接非门8，输出到数据输 入/输出SER— in/outl;
所述三态门73输入接移位寄存器，三态控制接施密特触发器65，输出 到数据输入/输出SER— in/out0;
所述三态门74输入接施密特触发器66，三态控制接施密特触发器65， 输出到移位寄存器；
所述移位寄存器，串行数据输入接三态门71、 74，并行输入接开路/ 短路故障诊断器5，移位时钟输入接施密特触发器62，数据锁存信号输入接 施密特触发器63，模式信号输入接施密特触发器65，并行输出到数据锁存 器2、串行输出到三态门72、 73;
所述数据锁存器2，数据锁存信号输入接施密特触发器63，并行输入接 移位寄存器，并行输出到数据驱动器3;
所述数据驱动器3，并行输入接数据锁存器2，关断控制信号输入接施 密特触发器64，并行输出到恒流源4;
所述恒流源4，并行输入接数据驱动器3，并行输出到恒流源输出OUT0 ~ 0UT15和开路/短路故障诊断器5;
所述开路/短路故障诊断器5，并行输入接恒流源4，并行输出到移位 寄存器。
所述移位寄存器可以为16位移位寄存器，所述数据锁存器可以为16 位数据锁存器(2)，所述数据驱动器可以为16位数据驱动器(3)，所述恒 流源可以为16位恒流源(4)。
所述移位寄存器还可以为8位移位寄存器，所述数据锁存器还可以为8
位数据锁存器(2)，所述数据驱动器还可以为8位数据驱动器(3)，所述恒 流源还可以为8位恒流源(4)。
所述模式设定输入信号是故障采集控制信号MODE,由它控制LED恒流 芯片的工作模式；
所述故障采集控制信号MODE当其为低时，将开通LED恒流芯片前端串 行输入/输出为输入，后端串行输入/输出为输出，移位寄存器右移串行输 入的正常显示数据；
所述故障采集控制信号MODE当其为高时，LED恒流芯片前端串行输入 /输出为输出，后端串行输入/输出为输入，同时并行输入的故障信息锁存 有效，移位寄存器将右移和/或左移并行输入的故障信息和后面其它LED 恒流芯片串行输入的故障信息。
所述移位寄存器是并入/串入右移寄存器1。
所述移位寄存器是16位双向移位寄存器9。
所述16位移位寄存器包括一个16位串入右移寄存器和一个16位并入 /串入左移寄存器。
与现有技术相比，本实用新型的创新点是，在LED恒流芯片设计中改单 向串行数据输入、输出为双向数据输入输出，并增加4个三态门、 一个非门 和一个施密特触发器，利用MODE模式输入信号来控制数据的传输方向。
本实用新型的有益效果是在LED恒流芯片原功能的基础上，以成本最低 的方式利用固有的数据通道实现了故障诊断信息回传功能，解决了 LED恒流 驱动芯片单点故障诊断只能顺向后传的不足，为具有单点故障诊断的高档次 LED显示屏应用带来了方便，还可降低系统设计的整体成本，从而有利于LED 显示屏广泛推广应用。
图1为现有技术不能回传故障诊断信息的LED恒流芯片内部逻辑设计示意图2为本实用新型第一实施例可回传故障诊断信息的LED恒流芯片内部 逻辑设计示意图。
图3为本实用新型第二实施例可回传故障诊断信息的LED恒流芯片内部 逻辑设计示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
图1为当前带故障诊断的LED桓流芯片内部逻辑设计示意图，图2为本 实用新型第一实施例可回传故障诊断信息的LED恒流芯片内部逻辑设计示 意图。如图1和图2所示的两种LED恒流驱动芯片，包括16位并入/串入 右移寄存器l、 16位数据锁存器2、 16位数据驱动器3、 16位恒流源4、开 路/短路故障诊断器5、施密特触发器61 ~ 66、三态门71 ~ 74和非门8。 比较图1和图2可以看出，两者的主体内部逻辑设计基本相同，但图2将串 行数据的单向输入、输出均改为双向输入输出，并增加了4个三态门、 一个 非门和一个施密特触发器来控制串行数据的流向，这是可回传故障诊断信息 的LED恒流芯片的关键设计所在。现按图2叙述可回传故障诊断信息的LED 恒流芯片的基本工作原理
所述施密特触发器61 66是输入波形整形电路，可提高抗干扰性能， 其中施密特触发器61处理串行数据输入输出SER—in/outO (在图1中接串 行数据输入SER—in)，施密特触发器62处理移位时钟SCLK，施密特触发器 63处理锁存信号LATCH，施密特触发器64处理关断控制信号EN，施密特触 发器65处理模式设定输入信号M0DE，施密特触发器66处理串行数据输入 输出SER—in/outl (在图1中接串行数据输入SER— out);
所述非门8，输入接MODE信号，反相后到三态门71、 72;
所述三态门71输入接施密特触发器61，三态控制信号接非门8，当MODE
信号为低时，将开通输入/输出SER— in/outO为输入到16位并入/串入右 移寄存器l;
所述三态门72输入接16位并入/串入右移寄存器1的串行输出，三态 控制信号接非门8，当MODE信号为低时，将开通串行输入/输出SER— in/outl为输出，把来自16位并入/串入右移寄存器1的移位显示数据输 出给下一级LED恒流芯片；
所述三态门73输入接16位并入/串入右移寄存器1的串行输出，三态 控制接施密特触发器65，当M0DE信号为高时，将开通来自16位并入/串 入右移寄存器1的故障诊断移位数据到串行输入/输出SER— in/out0 口输 出；
所述三态门74输入接施密特触发器66，三态控制接施密特触发器65， 当M0DE信号为高时，将开通串行输入/输出SER—in/outl为输入，将后续 LED恒流芯片的故障信息串行输入到16位并入/串入右移寄存器1;
所述MODE输入信号，当M0DE输入为低时，LED恒流芯片处于正常数据 顺向传输状态，当M0DE为高时，LED恒流驱动芯片处于故障信息回传状态；
所述16位并入/串入右移寄存器1，串行数据输入接三态门71、 74， 并行输入接开路/短路故障诊断器5，移位时钟输入接施密特触发器62，数 据锁存信号输入接施密特触发器63，模式信号输入接施密特触发器65，并 行输出到16位数据锁存器2、串行输出到三态门72、 73。 16位并入/串入 右移寄存器l有两种工作状态，叙述如下
1)在模式输入信号MODE为低时，16位并入/串入右移寄存器1工作 在常规显示数据移位状态，其在移位时钟SCLK作用下完成SER_ in/out0 口通过施密特触发器61、三态门71进入的常规串行显示数据输入的右移， 并行输出到16位数据锁存器2，串行输出则通过三态门72到SER_ in/outl 输出。2)所述16位并入/串入右移寄存器1在模式输入信号MODE为高时， 工作在故障数据回传状态，其在数据锁存信号LATCH作用下完成来自开路/ 短路故障诊断器5的16位故障数据的并行输入，在输入移位时钟SCLK作用 下完成对本芯片16位故障数据和SER一 in/outl 口通过施密特触发器66、 三态门74进入的后续LED恒流芯片串行故障数据的右移，串行输出则通过 三态门73到SER— in/outO输出，从而完成故障数据的回传。
所述16位数据锁存器2，在来自施密特触发器63的锁存信号LATCH的 作用下，对来自16位并入/串入右移寄存器1的并行输出数据进行锁存， 锁存数据并行输出到16位数据驱动器3;
所述16位数据驱动器3，对来自16位数据锁存器2的并行输入数据进 行驱动并输出到16位恒流源输出4，按位控制16位恒流源输出4的开断。 在来自施密特触发器64关断控制信号EN的作用下，16位数据驱动器3可 关断16位恒流源4的全部输出；
所述16位恒流源4，是16位恒流0UT0 0UT15输出口，同时与开路/ 短路故障诊断器5相连；
所述开路/短路故障诊断器5记录16位恒流源4的运行状态，其数据 并行输出到16位并入/串入右移寄存器1。
图3为本实用新型第二实施例可回传故障诊断信息的LED恒流芯片内部 逻辑设计示意图。如图3所示的LED恒流驱动芯片，包括16位双向移位寄 存器9、 16位数据锁存器2、 16位数据驱动器3、 16位恒流源4、开路/短 路故障诊断器5、施密特触发器61 ~ 66、三态门71 ~ 74和非门8。现按图3 叙述可回传故障诊断信息的LED恒流芯片的基本工作原理
所述施密特触发器61 ~ 66是输入波形整形电路，可提高抗干扰性能， 其中施密特触发器61处理串行数据输入输出SER_in/outO，施密特触发器 62处理移位时钟SCLK，施密特触发器63处理锁存信号LATCH，施密特触发器64处理关断控制信号EN，施密特触发器65处理模式设定输入信号MODE, 施密特触发器66处理串行数据输入输出SER—in/outl;
所述MODE输入信号，当MODE输入为低时，LED恒流芯片处于正常数据 顺向传输状态，当MODE为高时，LED恒流驱动芯片处于故障信息回传状态；
所述非门8，输入接MODE信号，反相后到三态门71、 72;
所述三态门71输入接施密特触发器61，三态控制信号接非门8，当MODE 信号为低时，将开通输入/输出SER— in/out0为输入，把串行显示数据输 入到16位双向移寄存器9的左输入输出口 ；
所述三态门72输入接16位双向移位寄存器9右输入输出口 ，三态控制 信号接非门8，当MODE信号为低时，将开通串行输入/输出SER一 in/outl 为输出，把来自16位双向移位寄存器9的右移位显示数据输出给下一级LED 恒流芯片；
所述三态门73输入接16位双向移位寄存器9的左输入输出口 ，三态控 制接施密特触发器65，当M0DE信号为高时，将开通来自16位双向移位寄 存器9的左移位故障诊断数据到串行输入/输出SER— in/out0 口输出；
所述三态门74输入接施密特触发器66，三态控制接施密特触发器65， 当MODE信号为高时，将开通串行输入/输出SER— in/outl为输入，将后续 LED恒流芯片的故障信息串行输入到16位双向移位寄存器9的左输入输出
所述16位双向移位寄存器9，左串行数据输入输出口接三态门71和三 态门73，右串行数据输入输出口接三态门72和三态门74，并行输入接开路 /短路故障诊断器5，移位时钟输入接施密特触发器62，数据锁存信号输入 接施密特触发器63，模式信号输入接施密特触发器65，并行输出到16位数 据锁存器2。 16位双向移位寄存器9有两种工作状态，叙述如下
1)在模式输入信号MODE为低时，16位双向移位寄存器9工作在常规
显示数据移位状态，其在移位时钟SCLK作用下完成SER—in/outO 口通过施 密特触发器61、三态门71进入的常规串行显示数据输入的右移，并行输出 到16位数据锁存器2，串行输出则通过三态门72到SER— in/outl输出。
2)所述16位双向移位寄存器9在模式输入信号M0DE为高时，工作在 故障数据回传状态，其在数据锁存信号LATCH作用下完成来自开路/短路故 障诊断器5的16位故障数据的并行输入，在输入移位时钟SCLK作用下完成 对本芯片16位故障数据和SER— in/outl 口通过施密特触发器66、三态门 74进入的后续LED恒流芯片串行故障数据的左移，串行输出则通过三态门 73到SER— in/outO输出，从而完成故障数据的回传。
所述16位数据锁存器2，在来自施密特触发器63的锁存信号LATCH的 作用下，对来自16位双向移位寄存器9的并行输出数据进行锁存，锁存数 据并行输出到16位数据驱动器3;
所述16位数据驱动器3，对来自16位数据锁存器2的并行输入数据进 行驱动并输出到16位恒流源输出4，按位控制16位恒流源输出4的开断。 在来自施密特触发器64关断控制信号EN的作用下，16位数据驱动器3可 关断16位恒流源4的全部输出；
所述16位恒流源4，是16位恒流0UT0 0UT15输出口，同时与开路/ 短路故障诊断器5相连；
所述开路/短路故障诊断器5记录16位恒流源4的运行状态，其数据 并行输出到16位双向移位寄存器9。
实施例3，将16位双向移位寄存器替换为8位双向移位寄存器，将16 位数据锁存器替换为8位数据锁存器，将16位数据驱动器替换为8位数据 驱动器，将16位恒流源替换为8位恒流源，其余与实施例2完全相同。
虽然本实用新型已参照当前的实施方式进行了描述，但本技术领域的普 通技术人员应当认识到，上述实施方式仅用来说明本实用新型，并非用来限
定本实用新型的保护范围，任何在本实用新型的精神和原则范围之内，所做 的任何修饰、等效替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利保护范围之
内。例如将16位移位寄存器分拆为一个16位串入右移寄存器和一个16位
并入/串入左移寄存器来实现故障回传功能。再例如可以将四个三态门等效 更换为开关等。
权利要求1、一种具有故障回传功能的LED恒流驱动芯片，其特征在于所述芯片包括移位寄存器、数据锁存器(2)、数据驱动器(3)、恒流源(4)、开路/短路故障诊断器(5)、施密特触发器(61)～(66)、三态门(71)～(74)和非门(8)；所述施密特触发器(61)输入接数据输入/输出SER_in/out0，输出到三态门(71)；所述施密特触发器(62)输入接移位时钟SCLK，输出到移位寄存器；所述施密特触发器(63)输入接数据锁存信号LATCH，输出到移位寄存器和数据锁存器(2)；所述施密特触发器(64)输入接关断控制信号EN，输出到数据驱动器(3)；所述施密特触发器(65)输入接模式设定输入信号，输出到三态门(73)、三态门(74)、非门(8)和移位寄存器；所述施密特触发器(66)入接数据输入/输出SER_in/out1，输出到三态门(74)；所述非门(8)输入接施密特触发器(65)，输出到三态门(71)、三态门(72)；所述三态门(71)输入接施密特触发器(61)，三态控制接非门(8)，输出到移位寄存器；所述三态门(72)输入接移位寄存器，三态控制接非门(8)，输出到数据输入/输出SER_in/out1；所述三态门(73)输入接移位寄存器，三态控制接施密特触发器(65)，输出到数据输入/输出SER_in/out0；所述三态门(74)输入接施密特触发器(66)，三态控制接施密特触发器(65)，输出到移位寄存器；所述移位寄存器，串行数据输入接三态门(71)、(74)，并行输入接开路/短路故障诊断器(5)，移位时钟输入接施密特触发器(62)，数据锁存信号输入接施密特触发器(63)，模式信号输入接施密特触发器(65)，并行输出到数据锁存器(2)、串行输出到三态门(72)、(73)；所述数据锁存器(2)，数据锁存信号输入接施密特触发器(63)，并行输入接移位寄存器，并行输出到数据驱动器(3)；所述数据驱动器(3)，并行输入接数据锁存器(2)，关断控制信号输入接施密特触发器(64)，并行输出到恒流源(4)；所述恒流源(4)，并行输入接位数据驱动器(3)，并行输出到恒流源输出OUT0～OUT15和开路/短路故障诊断器(5)；所述开路/短路故障诊断器(5)，并行输入接恒流源(4)，并行输出到移位寄存器。
2、 根据权利要求1所述的LED恒流驱动芯片，其特征在于所述移位寄 存器为16位移位寄存器，所述数据锁存器为16位数据锁存器(2)，所述数据 驱动器为16位数据驱动器(3)，所述恒流源为16位恒流源(4)。
3、 根据权利要求1所述的LED恒流驱动芯片，其特征在于所述移位寄 存器为8位移位寄存器，所述数据锁存器为8位数据锁存器(2)，所述数据驱 动器为8位数据驱动器(3)，所述恒流源为8位恒流源(4)。
4、 根据权利要求2或3所述的LED恒流驱动芯片，其特征在于所述移位寄存器是并入/串入右移寄存器(1)。
5、 根据权利要求1或4所述的LED恒流驱动芯片，其特征在于所述模 式设定输入信号是故障釆集控制信号MODE，由它控制LED恒流芯片的工作模式；所述故障采集控制信号MODE当其为低时，将开通LED恒流芯片前端串行 输入/输出为输入，后端串行输入/输出为输出，并入/串入右移寄存器(1) 右移串行输入的正常显示数据；所述故障采集控制信号MODE当其为高时，将开通LED恒流芯片前端串行 输入/输出为输出，后端串行输入/输出为输入，同时并行输入的故障信息锁 存有效，并入/串入右移寄存器(1)将右移并行输入的故障信息和后面其它 LED恒流芯片串行输入的故障信息。
6、 根据权利要求2或3所述的LED恒流驱动芯片，其特征在于所述移 位寄存器是双向移位寄存器(9)。
7、 根据权利要求1或6所述的LED恒流驱动芯片，其特征在于 所述故障采集控制信号MODE当其为低时，将开通LED恒流芯片前端串行输入/输出为输入，后端串行输入/输出为输出，双向移位寄存器(9)右移 串行输入的正常显示数据；所述故障采集控制信号MODE当其为高时，将开通LED恒流芯片前端串行 输入/输出为输出，后端串行输入/输出为输入，同时并行输入的故障信息锁 存有效，双向移位寄存器(9)将左移并行输入的故障信息和后面其它LED恒 流芯片串行输入的故障信息。
8、 根据权利要求2或3所述的LED恒流驱动芯片，其特征在于所述移 位寄存器包括一个串入右移寄存器和一个并入/串入左移寄存器。
专利摘要一种具有故障回传功能的LED恒流驱动芯片，芯片内部包括移位寄存器、数据锁存器2、数据驱动器3、恒流源4、开路/短路故障诊断器5、施密特触发器61～66、三态门71～74和非门8。本实用新型在LED恒流芯片设计中改单向串行数据输入、输出为双向数据输入输出，并增加4个三态门、一个非门和一个施密特触发器，利用MODE模式输入信号来控制数据的传输方向。本实用新型的有益效果是在LED恒流芯片原功能的基础上，以成本最低的方式利用固有的数据通道实现了故障诊断信息回传功能，解决了LED恒流驱动芯片单点故障诊断只能顺向后传的不足，为具有单点故障诊断的高档次LED显示屏应用带来了方便，还可降低系统设计的整体成本，从而有利于LED显示屏广泛推广应用。
文档编号G01R31/02GK201191496SQ200720196050
公开日2009年2月4日 申请日期2007年12月14日 优先权日2007年12月14日
发明者魏洵佳 申请人:康佳集团股份有限公司