1 引言

目前國內外大多數大型LED 顯示系統基本由LED 控制板和若干個依次串接的LED 單元板組成。

LED 控制板與LED 單元板構成的LED 顯示系統的主體，如圖1 所示。其中，LED 單元板包括了增強信號驅動能力的BUFFER 電路、產生動態顯示掃描時序的譯碼電路、若干個開關管和若干個LED 驅動電路。其通信過程為：LED 控制板發出的通信信號依次經過各串接的LED 單元板的BUFFER 電路進行驅動增強；各LED 單元板中經BUFFER 電路增強后的掃描信號（SCANO）提供給本LED 單元板的譯碼電路，譯碼電路譯碼產生動態顯示掃描時序控制開關管；各LED 單元板中經BUFFER 電路增強后的使能信號（ENO）、鎖存信號（LATO）、時鐘信號（CLKO）分別提供給本LED 單元板中所有LED 驅動電路。

圖1 常用的LED顯示系統

當前的LED 顯示系統因數據信號經過依次串接的各LED 單元板上所有的LED 驅動電路，顯示刷新頻率受限于LED 驅動電路的數量及LED 驅動電路的通信速度，LED 驅動電路大多采用成本控制較嚴格的高壓、大電流、大尺寸工藝，一般通信速度不超過30 MHz，當顯示分辨率較高時，為了保證顯示所需的顯示刷新頻率，LED 控制板需發出多組通信信號，分別控制多組依次串接的LED 單元板，大部分應用場合下，往往需要幾十組控制信號，造成生產成本較高，應用支持復雜，如圖2 所示。

圖2 常用的大型LED顯示系統

本文提出的新型LED 顯示系統基于當今熱點通信技術之一的單總線技術。它通過單條連接線解決了通信和供電的問題，具有結構簡單、成本低廉、節省I/O 口資源、便于總線擴展和維護等優點。該LED 顯示系統可以有效地解決上述問題。

2 系統架構及其通信方法

2. 1 系統架構

本文提出了一種通信速度高、在大部分應用場合下LED 控制板只需輸出一組通信信號、生產成本低、應用支持方便的新型LED 顯示系統。系統由一個LED 控制板和若干個依次串接的LED 單元板組成，LED 單元板的數量視LED 顯示系統的規模而定。該系統基于單線通信協議，系統架構圖如圖3 所示。

圖3 LED顯示系統架構

LED 單元板由一個LED 通信電路、若干個開關管和若干個LED 驅動電路組成。其中，LED 通信電路端口包括通信信號輸入端、通信信號輸出端、動態顯示掃描時序輸出端、控制信號輸出端和數據輸出端。

2. 2 通信方法

LED 控制板發出通信信號提供給第一個LED單元板上LED 通信電路的通信信號輸入端，此后的各LED 單元板的LED 通信電路的通信信號輸出端連接下一個LED 單元板的LED 通信電路的通信信號輸入端，最后一個LED 單元板的LED 通信電路的通信信號輸出端懸空或者返回到LED 控制板，組成了本文所述的LED 顯示系統的通信系統。

基于圖2 所示的LED 顯示系統架構和以上所述的通信系統，其通信方法如下：

定義LED 通信電路包括通信信號輸入端、通信信號輸出端、動態顯示掃描時序輸出端（SCAN《7:0》）、控制信號輸出端（En、Lat、Clk）、數據輸出端（DATAOUT）；定義通信信號包括通信信號輸出指令、動態顯示掃描時序解析指令、控制信號時序控制解析指令、數據；各LED 單元板上LED 通信電路根據接收到的通信信號，解析出通信信號輸出并經通信信號輸出端提供給下一個LED 單元板的LED 通信電路的通信信號輸入端；各LED 單元板的LED 通信電路根據接收到的通信信號，解析出動態顯示掃描時序并經動態顯示掃描時序輸出端（SCAN《7:0》）控制本LED 單元板的開關管；各LED 單元板的LED 通信電路根據接收到的通信信號，解析出控制信號時序并經控制信號輸出端（En、Lat、Clk）控制本LED 單元板的LED 驅動電路；各LED 單元板的LED 通信電路根據接收到的通信信號，解析出數據，經數據輸出端（DATAOUT）提供給本LED 單元板的第一驅動電路數據信號輸入，本LED 單元板的各LED 驅動電路的數據信號輸出連接下一個LED 驅動電路的數據信號輸入，最后一個LED 單元板的LED 通信電路的通信信號輸出端懸空或者返回到LED 控制板。

通信原理是系統將需要傳輸給各個LED 單元燈驅動電路的信號用一組串行的幀數據表示，接收這些信號的LED 單元燈驅動電路從輸入幀數據中，根據通信模式和指令類型接收并處理接收到的數據，將處理后的數據構建成新的幀數據作為輸出，根據通信模式和指令類型發送給后續地址有效的LED 驅動電路，完成一次通信。LED 通信電路根據接收到的通信信號進行解析的方法可采用《LED顯示系統的單線串接通信方法》文中公開的方法。

3 結論

本文提出的LED顯示系統中，通信信號中包括的數據只需經過依次串接的各LED 單元板的LED通信電路，再由LED 通信電路的數據輸出端控制本LED 單元板上的LED 驅動電路，顯示刷新頻率僅僅受限于LED 單元板的數量及LED 通信電路的通信速度，從而使通信速度得到了數量級的提高，在大部分應用場合下LED控制板只需輸出一組通信信號，即可實現LED 顯示系統的控制，該LED 顯示系統具有生產成本低、應用支持方便等優點。
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