一种可配置参数的LED驱动电路的制作方法

本实用新型涉及LED灯控制技术领域，尤其涉及一种可配置参数的LED驱动电路。

背景技术：

目前，现有技术中，串联显示系统的LED驱动芯片逐级串联连接，外控数据（包含显示数据）在各级LED驱动芯片之间逐级传输。当需要控制各个LED驱动芯片时，需单独发送配置数据对LED驱动芯片进行控制，这样使得控制效率不高，而且会中断显示，另外，驱动芯片也容易将配置数据当成显示数据来处理，造成无法显示的情况。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种可配置参数的LED驱动电路，通过设置显示数据和一组配置数据的方式，实现了对LED驱动芯片的控制，同时不会影响正常的显示。

本实用新型的技术方案如下：

一种可配置参数的LED驱动电路，包括：

用于输出外控数据的控制器，所述外控数据包括串联的各个LED驱动芯片所需的显示数据以及一组用于配置LED驱动芯片的参数的配置数据；

用于检测输入端输入的数据，在输入端输入外控数据时，提取自身所需的显示数据并获取配置数据，根据所述显示数据和配置数据，控制LED灯相应显示；并将所述外控数据或者提取了显示数据后的剩余外控数据输出给下一级LED驱动芯片的LED驱动芯片；

所述LED驱动芯片提取的自身所需的显示数据的比特数与配置数据的比特数不同；

所述LED驱动芯片设置有n个， n为大于1的正整数；n个LED驱动芯片串联构成多级LED驱动，第一级LED驱动芯片的输入端连接控制器的输出端。

所述可配置参数的LED驱动电路中，所述LED驱动芯片包括：

用于检测本级LED驱动芯片的输入端输入的数据的端口检测模块；

用于在本级LED驱动芯片的输入端输入外控数据时，提取本级LED驱动芯片所需的显示数据并获取用于配置LED驱动芯片的参数的配置数据，并将所述外控数据或者提取了显示数据后的剩余外控数据输出给下一级LED驱动芯片的外控模块；

用于根据所述显示数据和配置数据，控制 LED 灯相应显示的PWM显示模块；

所述端口检测模块连接外控模块的输入端，所述外控模块的第一输出端连接PWM显示模块。

所述可配置参数的LED驱动电路中，所述配置数据设置在显示数据之后。

所述可配置参数的LED驱动电路中，所述LED驱动芯片的参数包括LED驱动芯片的电流、LED灯的亮度、伽马值、PWM刷新率和帧长控制码中的一种或多种，所述帧长控制码用于设置本级LED驱动芯片所需的显示数据的比特数。

所述可配置参数的LED驱动电路中，所述配置数据的比特数小于LED驱动芯片所需的显示数据的比特数。

所述可配置参数的LED驱动电路中，所述配置数据用于配置指定LED驱动芯片的参数时，还包括该指定LED驱动芯片的地址。

所述可配置参数的LED驱动电路中，LED驱动芯片还包括：用于在本级LED驱动芯片的输入端没有数据输入时，从内部存储的显示数据中提取本级LED驱动芯片所需的显示数据，并向下一级LED驱动芯片输出同步码；在本级LED驱动芯片的输入端输入同步码时，根据预先设置的同步码与内部存储的显示数据的对应关系，从内部存储的显示数据中提取本级LED驱动芯片所需的显示数据，并向下一级LED驱动芯片输出同步码的内控编解码模块；

所述端口检测模块连接内控编解码模块的输入端，所述内控编解码模块的第一输出端连接PWM显示模块。

所述可配置参数的LED驱动电路中，所述同步码不包含显示数据；本级LED驱动芯片向下一级LED驱动芯片输出的同步码与下一级LED驱动芯片所需的显示数据对应。

所述可配置参数的LED驱动电路中，所述LED驱动芯片还包括：用于将内控编解码模块输出的数据和/或外控模块输出的数据进行频率和占空比校正，将校正后的数据通过LED驱动芯片的输出端输出给下一级LED驱动芯片的校正转发模块；

所述端口检测模块连接校正转发模块的第一输入端，所述外控模块的第二输出端和内控编解码模块的第二输出端连接校正转发模块的第二输入端，所述校正转发模块的输出端连接下一级LED驱动芯片的输入端。

有益效果：本实用新型中提供一种可配置参数的LED驱动电路，包括控制器和n个LED驱动芯片。本实用新型通过LED驱动芯片，在本级LED驱动芯片的输入端输入外控数据时，提取本级LED驱动芯片所需的显示数据并获取用于配置LED驱动芯片的参数的配置数据，并将所述外控数据或者提取了显示数据后的剩余外控数据输出给下一级LED驱动芯片；由此实现了对LED驱动芯片的控制，同时不会影响正常的显示。所述外控数据包括显示数据以及一组配置数据，增加的数据帧长度很小，不会影响串联的LED驱动芯片的数量。所述LED驱动芯片提取的自身所需的显示数据的比特数与配置数据的比特数不同，使得驱动芯片不会将显示数据和配置数据混淆，提高了显示的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型所述可配置参数的LED驱动电路的结构框图。

图2为本实用新型所述可配置参数的LED驱动芯片的结构框图。

图3为本实用新型所述可配置参数的LED驱动电路中，各个LED驱动芯片读取同步码的示意图。

图4为本实用新型所述可配置参数的LED驱动电路的一实施例中，各个LED驱动芯片读取外控数据的示意图。

图5为本实用新型所述可配置参数的LED驱动电路的另一实施例中，各个LED驱动芯片读取外控数据的示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种可配置参数的LED驱动电路，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参见图1，图1为本实用新型提供的可配置参数的LED驱动电路的结构框图。如图1所示，所述LED驱动电路包括控制器10和n个LED驱动芯片20，其中，n为大于1的正整数。n个LED驱动芯片20串联构成多级LED驱动，第一级LED驱动芯片1的输入端连接控制器10的输出端。

所述控制器10，用于输出外控数据，所述外控数据包括串联的各个LED驱动芯片所需的显示数据。

所述LED驱动芯片20，用于检测输入端输入的数据，在输入端输入外控数据时，提取自身所需的显示数据并获取配置数据，根据所述显示数据和配置数据，控制LED灯相应显示；并将所述外控数据或者提取了显示数据后的剩余外控数据输出给下一级LED驱动芯片；在输入端没有数据输入时，从内部存储的显示数据中提取自身所需的显示数据，根据所述显示数据，控制 LED 灯进行显示，并向下一级LED驱动芯片输出同步码；在输入端输入同步码时，根据预先设置的同步码与内部存储的显示数据的对应关系，从内部存储的显示数据中提取自身所需的显示数据，根据所述显示数据，控制 LED 灯进行显示，并对该同步码进行修改，将同步码与自身所需显示数据的对应关系修改为与下一级LED驱动芯片所需显示数据的对应关系，进而向下一级LED驱动芯片输出修改后的同步码。优选的，所述同步码为高低电平组成的方波信号。具体的，LED驱动芯片20中存储有整个LED驱动电路的显示数据，根据各个LED驱动芯片之间串联的位置关系，预先通过同步码将LED驱动芯片的地址和该LED驱动芯片所需的显示数据对应，使得LED驱动电路有个别或多个LED驱动芯片处于虚焊，开短路，浮空等状态时，后续的LED驱动芯片还能够通过逐级传递的同步码获取所需的显示数据，完成对LED灯的显示控制，并且，同步码不同于显示数据，可以设置得很短，不受比特数的显示，因此，LED驱动电路理论上可以连接无穷多个LED驱动芯片，不会出现数据丢失、混乱等情况，且能实现同步显示，较现有技术的B类方案具有明显的进步。

进一步的，请参阅图2，本实用新型提供的所述LED驱动芯片串联在上一级LED驱动芯片和下一级LED驱动芯片之间，即，其与多个LED驱动芯片串联连接，其包括端口检测模块210、外控模块220、内控编解码模块230、PWM显示模块240和校正转发模块250。

所述端口检测模块210，用于检测本级LED驱动芯片（即，自身所在的LED驱动芯片）的输入端输入的数据，检测数据，不仅包括检测数据的类型，还包括检测有无数据。具体的，所述端口检测模块210用于在预定时间内判断本级LED驱动芯片的输入端是否有数据输入，在预定时间内有数据输入时，判断数据是外控数据还是同步码，并将判断结果输出给内控编解码模块230。换而言之，预定时间内接收到数据，则说明输入端有数据输入；预定时间内没有接收到数据，则说明输入端没有数据输入。

所述内控编解码模块230，用于在本级LED驱动芯片的输入端没有数据输入时（如LED驱动芯片的输入端处于虚焊、开短路、浮空等状态时），从内部存储的显示数据中提取本级LED驱动芯片所需的显示数据，并向下一级LED驱动芯片输出同步码；在本级LED驱动芯片的输入端输入同步码时，根据预先设置的同步码与内部存储的显示数据的对应关系，从内部存储的显示数据中提取本级LED驱动芯片所需的显示数据，并向下一级LED驱动芯片输出同步码。

所述PWM显示模块240，用于根据所述显示数据，控制与本级LED驱动芯片电连接的LED灯相应显示。

所述端口检测模块210的输入端连接上一级LED驱动芯片的输出端或者控制器10的输出端，所述端口检测模块210的第一输出端连接内控编解码模块230的输入端，所述内控编解码模块230的第一输出端连接PWM显示模块240。

进一步的，所述同步码不包含显示数据。较长的数据存在误码率较高，如现有的B类方案中，第一级驱动芯片如过误码101字段，那么下级驱动芯片将不会进行修正，认为数据正确并往后传输，由于数据较长，误码率将提高，后面的驱动芯片接收到的数据将是前级所有芯片误码的总和数据。而本实用新型的同步码不包含显示数据，采用逐级短数据校正，避免B类方案出现的误码情况。即，不包含显示数据意味着LED驱动电路串联的LED驱动芯片的个数不受限制，在长串联显示时，不存在现有技术B类方案中出现的误码累积等问题。

本实用新型中，本级LED驱动芯片向下一级LED驱动芯片输出的同步码与下一级LED驱动芯片所需的显示数据对应。这样下一级LED驱动芯片收到同步码后就能获取自身所需的显示数据，实现整个电路的同步显示。当然，所述同步码可以包含与后续所有LED驱动芯片所需显示内容的对应关系，后续LED驱动芯片直接传输该同步码即可，但是，这样设置使得同步码的比特数较长。因此，本较佳实施例中，本级LED驱动芯片向下一级LED驱动芯片输出的同步码仅与下一级LED驱动芯片所需的显示数据对应，换而言之，本级LED驱动芯片输出的同步码仅包含与下一级LED驱动芯片所需的显示数据的对应关系，无论LED驱动电路串接了多少驱动芯片，同步码都只与一个显示数据对应，其比特数可以很小（即，帧长很短），而现有技术的B类方案不具备这一特性，本实用新型这样设置，可以最大限度的减小数据延时，与现有B类方案相比，极大的提高了各个LED驱动芯片同步的精度。

进一步的，所述内控编解码模块230输出的同步码包括亮度控制数据、当前显示帧数、LED驱动芯片的地址、显示精度、花样标识、显示刷新频率、用于调节LED驱动芯片的参数的配置数据中的一种或多种。所述亮度控制数据用于配置下一级LED驱动芯片驱动的LED灯珠的亮度。所述当前显示帧数，表示本级LED驱动芯片当前画面对应的帧数，以便下一级LED驱动芯片同步显示。所述LED驱动芯片的地址，即需要控制的LED驱动芯片的地址。所述显示精度，即，下一级LED驱动芯片的显示bit数，通常为8-16bit。所述花样标识与花样对应，下一级LED驱动芯片根据所述花样标识，调取对应花样的显示数据，显示对应的花样，由此，各个LED驱动芯片都能根据该同步码控制LED显示屏实现同步显示。所述显示刷新频率，用于控制下一级LED驱动芯片的显示刷新频率。

所述控制器，包括故障检测单元。所述故障检测单元用于输出校正码，所述校正码是一种特殊的同步码，即，所述校正码的比特数与所述同步码相同。所述校正码与预定的故障花样对应，即，所述校正码与预定的故障花样对应的显示数据对应。在故障检测单元输出所述校正码后，各个LED驱动芯片将显示预定的故障花样，那么非此花样的驱动芯片就是故障芯片；如此即可找出出现故障的LED驱动芯片的位置，无需人工检测，极大的提高了维修效率。由于LED驱动芯片串联连接，各个芯片的地址以及花样的类型都有连续性（主要是指所设定步长的连续性），内控编解码模块230根据同步码提取出显示数据后，只需对同步码进行转码，即可将转码后的同步码输出给下一级LED驱动芯片，无需重新生成，节省了运算时间。

所述花样标识包括该花样的帧信息。所述帧信息用于标示一个花样中对应的帧（画面），即，全局的大循环对应的帧，LED驱动芯片根据帧信息来显示对应花样的对应帧，由此，同步显示的精度达到了一帧的级别，换而言之，在同步码中加入了帧信息，使得整个LED驱动电路可以使各个LED驱动芯片控制的花样每一帧都同步，各个LED驱动芯片读取同步码的原理如图3所示。由此可见，同步码的设置，可以在有限的吞码范围内实现更多种花样显示，并且有地址的加入使得显示长度极其容易控制。

进一步的，所述LED驱动芯片还包括频率控制模块（图中未示出），用于接收外部输出的频率控制信号，根据接收到的频率控制信号，控制同步码发送的频率。同步码发送的频率，指的是1秒内发送几组同步码。所述频率控制信号为周期性的脉冲信号，具体的，可以是交流信号（AC信号）。所述频率控制信号可由控制器发出，也可以直接连接交流电源。具体的，所述频率控制模块提取频率控制信号的频率，按频率控制信号的频率的预定倍数来调节同步码发送的频率。所述预定倍数可根据实际情况设定，为正数，如1、0.5、2、……等。频率控制模块的设置，可以方便的控制后续LED驱动芯片控制的显示屏的显示频率。

本实施例中，所述频率控制模块的输入端连接频率控制信号提供端，所述频率控制模块的输出端连接内控编解码模块。换而言之，本发明n个LED驱动芯片串联构成多级LED驱动的电路中，所有的LED驱动芯片均并行连接控制信号提供端，若不采用控制器，即，所有LED驱动芯片均收不到外控数据，则所有的LED驱动芯片均根据同步码来显示，故，通过频率控制模块可以使所有的LED驱动芯片同步显示。

请继续参阅图2，所述外控模块220，用于在本级LED驱动芯片的输入端输入外控数据时，提取本级LED驱动芯片所需的显示数据，并将所述外控数据或者提取了显示数据后的剩余外控数据输出给下一级LED驱动芯片。本实用新型中，LED驱动芯片的数据传输可采用吞码传输，也可以采用非吞码传输。本实施例中，为减少比特数、提高串联芯片的数量，采用吞码传输，即，外控模块220接收到外控数据后，提取本级LED驱动芯片所需的显示数据，并将提取了显示数据后的剩余外控数据输出给下一级LED驱动芯片，LED驱动芯片读取显示数据的示意图如图4所示。所述端口检测模块210的第二输出端连接外控模块220的输入端，所述外控模块220的第一输出端连接PWM显示模块。

进一步的，所述同步码的比特数小于或者等于本级LED驱动芯片所需的显示数据的比特数，换而言之，LED驱动芯片吞掉的显示数据的比特数大于等于所述同步码的比特数。LED所吞掉的显示数据的比特数和同步码的比特数相同时，需要进行识别，否则芯片容易混淆，导致无法正常显示。故，本实施例中，所述同步码的比特数小于本级LED驱动芯片所需的显示数据的比特数，便于LED驱动芯片的稳定。当然，所述内控编解码模块230还用于识别所述同步码，在接收到异常于同步码的等位长码时，该等位长码被视为异常数据，此时通过PWM显示模块驱动LED灯显示预设的异常画面，提示信号异常，并按照自身状态继续往后转发正常同步码。

所述校正转发模块250，用于将内控编解码模块230输出的数据和/或外控模块220输出的数据进行频率和占空比校正，将校正后的数据通过LED驱动芯片的输出端输出给下一级LED驱动芯片。现有的B类方案，并无对显示数据进行校正，而LED驱动电路串联相当多的LED驱动芯片，数据在逐级传输时，频率和占空比的偏差会累积，最后容易导致出现错误的显示数据或同步码，因此，本实用新型设置校正转发模块250对数据进行频率和占空比校正，有效的提高了数据传输的准确性，保障了显示的同步，也使LED驱动电路能连接更多的LED驱动芯片。具体的，所述校正转发模块250用于将内控编解码模块230输出的同步码、外控模块220输出的外控数据或者提取了显示数据后的剩余外控数据进行频率和占空比校正，将校正后的数据通过LED驱动芯片的输出端输出给下一级LED驱动芯片。所述端口检测模块的第三输出端连接校正转发模块的第一输入端，所述外控模块的第二输出端和内控编解码模块的第二输出端连接校正转发模块的第二输入端，所述校正转发模块的输出端连接下一级LED驱动芯片的输入端。

综上所述，本实用新型通过LED驱动芯片发送转发非显示数据的同步码，对应LED驱动芯片内部存储的花样，进而显示同步码对应的显示花样，并且直接将同步码进行转码后在转发下一级即可。本实用新型同步码可以自定义， 可定义较长的显示花样，使得LED驱动芯片的串联个数不受显示数据长度的限制，非常适用于各种LED驱动吞码型数据传输。

进一步的，所述外控数据至少包括本级LED驱动芯片和后续所有的LED驱动芯片所需的显示数据以及一组配置数据，具体的，所述外控数据的配置数据仅设置一组；所述配置数据用于配置LED驱动芯片的参数。优选的，所述外控数据为高低电平组成的方波信号。

所述外控模块220，还用于在本级LED驱动芯片的输入端输入外控数据时，获取用于配置LED驱动芯片的参数的配置数据。由此，所述外控模块220具体用于在本级LED驱动芯片的输入端输入外控数据时，提取本级LED驱动芯片所需的显示数据并获取用于配置LED驱动芯片的参数的配置数据，并将所述外控数据或者提取了显示数据后的剩余外控数据输出给下一级LED驱动芯片。外控模块220提取的本级LED驱动芯片所需的显示数据的比特数与配置数据的比特数不同，避免驱动芯片将两者混淆。

所述PWM显示模块240，具体用于根据所述显示数据和配置数据，控制 LED 灯进行显示，具体的，PWM显示模块240根据所述显示数据控制 LED 灯进行显示，根据配置数据配置LED驱动芯片的参数。

本实用新型通过外控模块，在本级LED驱动芯片的输入端输入外控数据时，提取本级LED驱动芯片所需的显示数据并获取用于配置LED驱动芯片的参数的配置数据，并将所述外控数据或者提取了显示数据后的剩余外控数据输出给下一级LED驱动芯片；由此实现了对LED驱动芯片的控制，同时不会影响正常的显示。所述外控数据包括显示数据以及一组配置数据，增加的数据帧长度很小，不会影响串联的LED驱动芯片的数量。所述外控模块提取的本级LED驱动芯片所需的显示数据的比特数与配置数据的比特数不同，使得驱动芯片不会将显示数据和配置数据混淆，提高了显示的稳定性。

本实用新型通过在外控数据内设置一个配置数据，使得LED驱动电路能通过外控数据对各个LED驱动芯片的参数进行设置。

进一步的，所述配置数据设置可以设置在显示数据之后，也可以设置在显示数据之前；优选的，本实施例中，所述配置数据设置在显示数据之后。

所述LED驱动芯片参数包括LED驱动芯片的电流、LED灯的亮度、伽马值（改变PWM输出的伽马校正曲线）、PWM刷新率、节电模式、测试模式、错误侦测模式和帧长控制码中的一种或多种。所述帧长控制码用于设置本级LED驱动芯片所需的显示数据的比特数，换而言之，用于控制驱动芯片的吞码数量，从而可以改变芯片的显示精度。具体的，由于驱动芯片显示帧率和级联芯片数是成反比，所以在需要级联数较多并且还要保证帧率的应用时，可以降低显示数据的bit数来保证帧率和级联数；同时还可以提高显示精度高达16bit，可见，帧长控制码的设置极大的提高了芯片使用的灵活性、兼容性和显示精度。由此可知，只需在显示数据之后附加一个配置数据，即可给所有的LED驱动芯片配置各项参数，也可以给需要指定的LED驱动芯片单独配置各项参数，方便、快捷的实现显示控制。进一步的，所述配置数据不包含任何LED驱动芯片的地址时，所有的LED驱动芯片均共用该配置数据，即，该配置数据可配置所有的LED驱动芯片的参数。所述配置数据用于配置指定LED驱动芯片的参数时，还包括该指定LED驱动芯片的地址，即，PWM显示模块240获取配置数据中的地址，判断该地址是否就是本级LED驱动芯片的地址，若是，则根据配置数据配置LED驱动芯片的参数；若不是，则通过外控模块220将剩余的显示数据和配置数据传输给下一级LED驱动芯片。

本实用新型中，所述配置数据的比特数可以小于LED驱动芯片所需的显示数据的比特数，也可以大于LED驱动芯片所需的显示数据的比特数。在配置数据的比特数大于LED驱动芯片所需的显示数据的比特数时，最后一个LED驱动芯片在接收到外控数据后，容易将配置数据当成显示数据，因此，本实施例中，配置数据的比特数小于LED驱动芯片所需的显示数据的比特数，换而言之，LED驱动芯片接收到任何比所吞码比特数小的数据段都将被认定为配置数据。

请参阅图5，假设LED驱动电路串联有五个驱动芯片，每个驱动芯片所需显示数据为24bit，配置数据的比特数为16bit。则控制器输出的外控数据为：芯片1的显示数据+芯片2的显示数据+芯片3的显示数据+芯片4的显示数据+芯片5的显示数据+配置数据。第一个驱动芯片将吞掉24bit数据作为显示数据，同时读取16bit配置数据，剩余96bit显示数据+16bit配置数据将转发给第2个驱动芯片。第2个驱动芯片收到数据后也将吞掉24bit数据，并读取16bit配置数据，然后转发72bit显示数据+16bit配置数据，依次类推。若控制器输出的外控数据为24bit的显示数据+16bit的配置数据时，到第3个驱动芯片时已经没有显示数据可以吞了，因为数据小于24bit，那么将读取16bit配置数据，随后继续转发16bit配置数据，如此类推，第4和5个驱动芯片也将如此。之所以配置数据必须小于单级吞码数是因为如果大于或者等于，会被驱动芯片误认为显示数据吞掉显示。具体的，所述配置数据包括后一级驱动芯片的地址和后一级驱动芯片的花样标识，每级驱动芯片在向后一级转发时都将所述地址和花样标识叠加特定值后转发，如+1后转发，由此可衍生出非常多的组合控制方式。

本实用新型在显示数据之后加入配置数据，不影响吞码型数据传输的协议，只在数据帧尾部加入简单的低于单级驱动芯片（IC）吞码数的配置数据，且不影响显示帧率，可与绝大多数控制器兼容。本实用新型可以改变驱动芯片的单颗显示所需bit数，由于芯片显示帧率和级联芯片数是成反比，所以在需要级联数较多并且还要保证帧率的应用中可以降低显示数据的bit数来保证帧率和级联数；同时还可以提高显示精度高达16bit，用以较高端应用使用。

上述实施例给出了在外控数据中加入配置数据的方法，进一步的，也可在同步码中加入配置数据，即，所述同步码还包括如上所述的配置数据。在同步码中设置配置参数，即便外部传输线路出现故障，也能通过内部生成的同步码，实现对本级芯片以及后续的芯片的参数配置，提高了LED显示的稳定性。由于所述配置数据加在同步码中，与加在外控数据中的原理、产生的效果相同，故在此不再赘述。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。