CN110517626B - 一种提高led显示屏图像刷新率的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高LED显示屏图像刷新率的方法，包括：获取动画源数据；分析得到在LED显示屏显示动画源数据中的每帧动画图像时，LED显示屏中每组LED灯亮灭的初始状态数据；每组LED灯对应一个驱动芯片；根据预存的每组LED灯的寄存器位置表，将每组LED灯的初始状态数据进行数列变换，生成按照寄存器地址值大小排列的最终状态数据；根据各驱动芯片对应的每组LED灯的最终状态数据，各驱动芯片各自驱动控制对应的每组LED灯，完成每帧动画图像在LED显示屏的显示，进而实现动画源数据的若干帧动画图像的刷新。通过本发明，大大减少了动画图像在LED显示屏上显示刷新的时间，提高了动画播放频率。

Description

一种提高LED显示屏图像刷新率的方法及装置

技术领域

本发明涉及LED显示技术领域，尤其涉及一种提高LED显示屏图像刷新率的方法及装置。

背景技术

随着市场的需求，大部分带面部显示的智能产品纷纷涌现，比如各种带面部显示的智能机器人，其面部显示需要通过LED显示屏播放丰富的动画表情，而目前这类带LED显示屏显示的嵌入式产品往往刷新频率太慢，表情单一。在LED显示屏上图像刷新率低则容易导致播放的动画不流畅，存在视觉残留，大大降低了用户的体验度。

为了方便硬件电路布线，每一个驱动芯片对应的LED灯可能不会按照其寄存器地址值在LED显示屏上顺序排列，现有技术中，各驱动芯片需要单独一个个LED灯去查找驱动，无法快速连续驱动，由于耗费的时间比较长，因而导致整个动画图像的显示刷新时间也比较长。

因此，如何提高LED显示屏图像刷新率成为了目前急需解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明提供一种提高LED显示屏图像刷新率的方法及装置，具体的技术方案如下：

一方面，本发明公开了一种提高LED显示屏图像刷新率的方法，包括：

获取动画源数据，所述动画源数据包含若干帧动画图像数据；

分析得到在LED显示屏显示所述动画源数据中的每帧动画图像时，LED显示屏中每组LED灯亮灭的初始状态数据；每组LED灯对应一个驱动芯片；

根据预存的每组LED灯的寄存器位置表，所述寄存器位置表中存储有一组LED灯各自的寄存器地址值，将每组LED灯的初始状态数据进行数列变换，生成按照寄存器地址值大小排列的最终状态数据；

根据各驱动芯片对应的每组LED灯的最终状态数据，各驱动芯片各自驱动控制对应的每组LED灯，完成每帧动画图像在LED显示屏的显示，进而实现所述动画源数据的若干帧动画图像的刷新。

进一步地，所述根据预存的每组LED灯的寄存器位置表，所述寄存器位置表中存储有一组LED灯各自的寄存器地址值，将每组LED灯的初始状态数据进行数列变换，生成按照寄存器地址值大小排列的最终状态数据包括：

根据预存的每组LED灯的寄存器位置表，所述寄存器位置表中存储有一组LED灯各自的寄存器地址值，查找到每个驱动芯片对应的一组LED灯中各LED灯的寄存器地址值；

根据所述每个驱动芯片对应的一组LED灯的初始状态数据，获取每个驱动芯片对应的一组LED灯中每个LED灯的亮灭状态数据；

按照每组LED灯中各LED灯的寄存器地址值的大小，将每组LED灯中各LED灯亮灭状态数据顺序排列，获得每个驱动芯片对应的一组LED灯的最终状态数据。

进一步地，所述根据各驱动芯片对应的每组LED灯的最终状态数据，各驱动芯片各自驱动控制对应的每组LED灯，完成每帧动画图像在LED显示屏的显示，进而实现所述动画源数据的若干帧动画图像的刷新包括：

获取各驱动芯片首次驱动LED灯时，首个LED灯的首个寄存器地址值；所述首个寄存器地址值为所述驱动芯片对应的每组LED灯的最终状态数据中首个状态数据对应的LED灯的寄存器地址值；

根据每组LED灯的最终状态数据，从首个寄存器地址值对应的LED灯开始，通过对应的所述驱动芯片依次驱动控制各LED灯的亮灭；

当所有的驱动芯片均完成对应的各LED灯的驱动控制时，判定当前想要显示的动画图像帧在LED显示屏显示完成，进入下一帧动画图像的显示，进而实现所述动画源数据的若干帧动画图像的刷新。

进一步地，在所述根据每组LED灯的最终状态数据，从首个寄存器地址值对应的LED灯开始，通过对应的所述驱动芯片依次驱动控制各LED灯的亮灭之前还包括：

获取各驱动芯片对应的每组LED灯的个数；

在所述根据每组LED灯的最终状态数据，从首个寄存器地址值对应的LED灯开始，通过对应的所述驱动芯片依次驱动控制各LED灯的亮灭之后还包括：

记录所述驱动芯片依次驱动控制的LED灯亮灭的个数；

判断所述驱动芯片依次驱动控制的LED灯亮灭的个数是否达到所述驱动芯片对应的每组LED灯的个数；

当所述驱动芯片依次驱动控制的LED灯亮灭的个数达到所述驱动芯片对应的每组LED灯的个数时，判定所述驱动芯片完成对应的各LED灯的驱动控制。

进一步地，本发明所述的一种提高LED显示屏图像刷新率的方法还包括：读取上位机播放的动画图像，生成对应的动画源数据。

另一方面，本发明还公开了一种提高LED显示屏图像刷新率的装置，包括：获取模块，用于获取动画源数据，所述动画源数据包含若干帧动画图像数据；分析处理模块，用于分析得到在LED显示屏显示所述动画源数据中的每帧动画图像时，LED显示屏中每组LED灯亮灭的初始状态数据；每组LED灯对应一个驱动芯片；数列变换模块，用于根据预存的每组LED灯的寄存器位置表，所述寄存器位置表中存储有一组LED灯各自的寄存器地址值，将每组LED灯的初始状态数据进行数列变换，生成按照寄存器地址值大小排列的最终状态数据；驱动控制模块，用于根据各驱动芯片对应的每组LED灯的最终状态数据，通过各驱动芯片各自驱动控制对应的每组LED灯，完成每帧动画图像在LED显示屏的显示，进而实现动画源数据的若干帧动画图像的刷新，完成每帧动画图像在LED显示屏的显示，进而实现所述动画源数据的若干帧动画图像的刷新。

进一步地，所述数列变换模块包括：存储子模块，用于存储每组LED灯的寄存器位置表，所述寄存器位置表中存储有一组LED灯各自的寄存器地址值；查找子模块，用于根据预存的每组LED灯的寄存器位置表，查找到每个驱动芯片对应的一组LED灯中各LED灯的寄存器地址值；状态提取子模块，用于根据所述每个驱动芯片对应的一组LED灯的初始状态数据，获取每个驱动芯片对应的一组LED灯中每个LED灯的亮灭状态数据；排列子模块，用于按照每组LED灯中各LED灯的寄存器地址值的大小，将每组LED灯中各LED灯亮灭状态数据顺序排列，获得每个驱动芯片对应的一组LED灯的最终状态数据。

进一步地，所述驱动控制模块包括：信息获取子模块，用于获取各驱动芯片首次驱动LED灯时，首个LED灯的首个寄存器地址值；所述首个寄存器地址值为所述驱动芯片对应的每组LED灯的最终状态数据中首个状态数据对应的LED灯的寄存器地址值；驱动子模块，用于根据每组LED灯的最终状态数据，从首个寄存器地址值对应的LED灯开始，通过对应的所述驱动芯片依次驱动控制各LED灯的亮灭；控制子模块，用于当所有的驱动芯片均完成对应的各LED灯的驱动控制时，判定当前想要显示的动画图像帧在LED显示屏显示完成，控制进入下一帧动画图像的显示，进而实现所述动画源数据的若干帧动画图像的刷新。

进一步地，所述信息获取子模块，还用于获取各驱动芯片对应的每组LED灯的个数；

所述驱动控制模块还包括：记录子模块，用于记录所述驱动芯片依次驱动控制的LED灯亮灭的个数；判断子模块，用于判断所述驱动芯片依次驱动控制的LED灯亮灭的个数是否达到所述驱动芯片对应的每组LED灯的个数；当所述驱动芯片依次驱动控制的LED灯亮灭的个数达到所述驱动芯片对应的每组LED灯的个数时，判定所述驱动芯片完成对应的各LED灯的驱动控制。

进一步地，本发明所述提高LED显示屏图像刷新率的装置还包括：数据生成模块，用于读取上位机播放的动画图像，生成对应的动画源数据。

本发明至少好包括以下一项技术效果：

(1)本发明将每组LED灯的亮灭状态数据按照其寄存器地址值的大小顺序排列，从而后续可按照排列后的亮灭状态数据连续驱动对应的LED灯，从而快速实现通过LED灯显示出动画图像，提高了LED显示屏图像刷新率。

(2)通过本发明的提高图像刷新率的方法，可以控制动画图像帧按照较高的播放频率播放，使得在LED显示屏上动画显示播放更为流畅，无视觉残留，提升了用户体验度。

(3)由于LED灯显示屏上的各LED灯在硬件实际布局中，大多不是按照顺序排列的，因此在实现动画图像刷新的时候，每驱动一个LED灯，则需要先去查找它的寄存器地址值，再根据动画图像获得它的亮灭状态，再进行驱动，如此一个个查找驱动会使得显示刷新频率比较慢，而本发明则预存了每组LED灯的寄存器地址值，在获取到这组LED灯的初始状态数据后，可通过查找该组的LED灯寄存器地址表来快速查找到各LED灯的寄存器地址值，从而便于后续将该组LED灯的初始状态数据按照寄存器地址值顺序排列，实现连续驱动，从而大大节省了刷新时间，提高了动画播放频率。

(4)本发明中的动画源数据可以通过读取上位机播放的动画图像来生成，降低了嵌入式软件开发难度。而且即使后期需要对之前的动画进行调整修改，也可以直接在上位机上对相应的动画图像直接进行修改，再根据修改后的各动画图像生成对应的动画源数据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种提高LED显示屏图像刷新率的方法实施例一的流程图；

图2为本发明一种提高LED显示屏图像刷新率的方法另一实施例流程图；

图3为本发明一种提高LED显示屏图像刷新率的方法另一实施例流程图；

图4为本发明一种提高LED显示屏图像刷新率的方法另一实施例流程图；

图5为本发明心形动画图像显示示意图；

图6为本发明一种提高LED显示屏图像刷新率的装置实施例的框图；

图7为本发明一种提高LED显示屏图像刷新率的装置另一实施例的框图；

图8为本发明一种提高LED显示屏图像刷新率的装置另一实施例的框图；

图9a为本发明动画中第一张动画图像示意图；

图9b为本发明动画中第二张动画图像示意图；

图9c为本发明动画中第三张动画图像示意图。

附图标记：

10--获取模块；20--分析处理模块；30--数列变换模块；31--存储子模块；32--查找子模块；33--状态提取子模块；34--排列子模块；40--驱动控制模块；41--信息获取子模块；42--驱动子模块；43--控制子模块；44--记录子模块；45--判断子模块；50--数据生成模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种提高LED显示屏图像刷新率的方法，实施例一如图1所示，包括：

S101，获取动画源数据，动画源数据包含若干帧动画图像数据；

动画源数据里包含了一帧帧的动画图像数据，LED显示屏显示该动画源数据的动画时，通过显示屏上各LED灯的亮灭状态来进行显示。

S102，分析得到在LED显示屏显示动画源数据中的每帧动画图像时，LED显示屏中每组LED灯亮灭的初始状态数据；每组LED灯对应一个驱动芯片；

具体的，该LED显示屏包含了若干组LED灯，一个驱动芯片驱动控制一组LED灯的亮灭。一帧动画图像进行显示的话，LED显示屏内包含了若干组LED灯，那么针对这一帧动画图像，也就有若干组LED灯的初始状态数据。这里的初始状态数据是指LED灯的亮灭状态数据。由于LED显示屏在实际硬件布局中，大多不是按照各LED灯的寄存器地址值来顺序排列的，因此，还需要分析获取每组LED灯的初始状态数据。

S103，根据预存的每组LED灯的寄存器位置表，寄存器位置表中存储有一组LED灯各自的寄存器地址值，将每组LED灯的初始状态数据进行数列变换，生成按照寄存器地址值大小排列的最终状态数据；

具体的，每个驱动芯片对应了一组LED灯，而这一组LED灯也有各自的寄存器地址值，由于这组LED灯在LED显示屏上布局排列时，可能不是按照寄存器地址值的大小顺序依次排列的，因此，如果想按照寄存器地址值的大小顺序获得这组LED灯的亮灭状态(最终状态数据)，则需要根据预存的这组LED灯的寄存器位置表来查询到这组灯中各个灯的寄存器地址值。

S104，根据各驱动芯片对应的每组LED灯的最终状态数据，各驱动芯片各自驱动控制对应的每组LED灯，完成每帧动画图像在LED显示屏的显示，进而实现动画源数据的若干帧动画图像的刷新。

获取到各驱动芯片对应的各LED灯的最终状态数据后，各驱动芯片便可以根据该最终状态数据依次驱动控制该组的LED灯的亮灭状态了。通过各驱动芯片将各组的LED灯驱动完成后，那么这帧动画图像便完整的在LED显示屏上显示出来了，那么就可以切换到下一张动画图像帧来显示了，下一帧动画图像采用同样的方法，将该帧动画图像的每组LED灯的初始状态数进行数列变换，生成按照各灯的寄存器地址值进行顺序排列的最终状态数据；然后每个驱动芯片再按照对应的那组LED灯的最终状态数据，依次顺序驱动对应的LED灯。当各驱动芯片均完成各自组的LED灯驱动后，则这一帧的动画图像便会完整显示出来，再进入下一帧动画图像的显示。如此实现动画源数据的若干帧动画图像的刷新。

若干帧动画图像以一定的频率逐帧播放，便会形成动画。播放频率高，即刷新率高，那么动画的流畅度也高，无视觉残留。现有的大部分带面部显示的嵌入式产品表情单一，由于LED灯显示屏上的各LED灯在硬件实际布局中，大多不是按照顺序排列的，因此在实现动画图像刷新的时候，每驱动一个LED灯，则需要先去查找它的寄存器地址值，再根据动画图像获得它的亮灭状态，再进行驱动，如此一个个查找驱动会使得显示刷新频率比较慢，每帧动画图像完整的在LED显示屏上显示所耗用的时间相对较长，导致动画效果不流畅。而本实施例则无需驱动时一个个去查找寄存器地址后驱动，而是根据要显示的那帧动画图像来获取每组LED灯的初始状态数据，再根据每组LED灯的寄存器位置表，查找到每组LED灯中各LED灯的寄存器地址值，然后再将初始状态数据按照寄存器地址值进行顺序排列，获得每组LED灯的最终状态数据，然后每个驱动芯片驱动各自组的LED灯时，只需要知道该最终状态数据中第一个状态数据对应的LED灯的寄存器地址值即可，知道驱动的首个LED灯的寄存器地址值后，则可按照该组的最终状态数据依次来进行驱动了，比如该最终状态数据是按照该组的各LED灯的寄存器地址值从大到小的顺序排列的，那么该驱动芯片驱动的时候，后一个LED灯的寄存器地址值在前一个LED灯的寄存器地址值的基础上减1即可。无需再去依次查找耗费时间了。这样也就大大节省了驱动显示的时间，提高了LED显示屏图像刷新的频率。

下面，我们将采用本发明的技术方案所用的图像刷新时间，与现有技术图像刷新的时间对比下。具体的，比如，想要在LED显示屏上显示的某帧动画图像如图所示，LED显示屏共有864个LED灯珠，通过6个驱动芯片驱动控制，每个驱动芯片驱动控制144个LED灯。通过I2C 400HZ控制频率，采用现有技术单独扫，扫描完所有LED灯所需时间为：(2.5us*29*144)*6＝62.64ms；而采用本实施例的方案连续刷，由于每个驱动芯片只要扫描了首个寄存器地址值的LED灯后，后续的143个灯均可在此基础上连续刷，因为该驱动芯片对应的这组LED灯的最终状态数据是按照各LED灯寄存器地址值顺序排列的，因此，可根据前一寄存器地址值迅速找到后一寄存器器地址值，例如，如果某个驱动芯片对应的一组LED灯的最终状态数据是根据寄存器地址值从小到大顺序排列的话，那么在找到最小的寄存器地址值的LED灯后，后续的LED灯均则会很容易被找到驱动，只需每次在前一寄存器地址值上加1即可，因此，扫描完所有LED灯所需时间为：(2.5us*29*1+2.5*9*143)*6＝19.74ms，故最快可达到每秒50帧播放频率，显然，相比于现有技术，大大提高了图像刷新率，增强了动画流畅度，无视觉残留，用户体验度高。

本发明方法的另一实施例，如图2所示，包括：

S201，获取动画源数据，动画源数据包含若干帧动画图像数据；

S202，分析得到在LED显示屏显示动画源数据中的每帧动画图像时，LED显示屏中每组LED灯亮灭的初始状态数据；每组LED灯对应一个驱动芯片；

S203，根据预存的每组LED灯的寄存器位置表，寄存器位置表中存储有一组LED灯各自的寄存器地址值，查找到每个驱动芯片对应的一组LED灯中各LED灯的寄存器地址值；

S204，根据每个驱动芯片对应的一组LED灯的初始状态数据，获取每个驱动芯片对应的一组LED灯中每个LED灯的亮灭状态数据；

S205，按照每组LED灯中各LED灯的寄存器地址值的大小，将每组LED灯中各LED灯亮灭状态数据顺序排列，获得每个驱动芯片对应的一组LED灯的最终状态数据；

S206，根据各驱动芯片对应的每组LED灯的最终状态数据，各驱动芯片各自驱动控制对应的每组LED灯，完成每帧动画图像在LED显示屏的显示，进而实现动画源数据的若干帧动画图像的刷新。

本实施例相对于上述实施例一，具体阐述了如何将一组LED灯的初始状态数据中数列变换为该组LED灯的最终状态数据。具体的，比如，某帧动画图像数据在LED显示屏显示时，动画源数据中该帧动画图像数据里某行LED灯的亮灭状态数据是：0x3C，0x12；转换为二进制数据为00111100，00010010；其中，1代表亮，0代表灭，也就是说这行的16个LED灯的亮灭状态是：灭灭亮亮亮亮灭灭，灭灭灭亮灭灭亮灭；而这16个灯在显示屏上的排列可能不是按照各LED灯的寄存器地址值顺序排列的，甚至可能都不是一个芯片驱动的，我们假设每个驱动芯片只驱动控制8个LED灯，在这16个LED灯中，第1个灯、第2个灯、第3个灯、第5个灯、第7个灯、第8个灯、第9个灯、第12个灯是第一个驱动芯片驱动的，其余均是第二个驱动芯片驱动的，那么第一个驱动芯片对应的一组LED灯的初始状态数据为第1个灯、第2个灯、第3个灯、第5个灯、第7个灯、第8个灯、第9个灯、第12个灯的亮灭状态数据，即00110001；而第二个驱动芯片对应的一组LED灯的初始状态数据为第4个灯、第6个灯、第10个灯、第11个灯、第13个灯、第14个灯、第15个灯及第16个灯的亮灭状态数据，即11000010。

现获取到第一个驱动芯片对应的一组LED灯的初始状态数据为00110001；而第二个驱动芯片对应的一组LED灯的初始状态数据为11000010；那么就可以根据初始状态数据获得具体的每个LED灯的亮灭状态数据，然后，则需要根据每组的LED灯的寄存器位置表来查询各LED灯的寄存器地址值，我们以第一个驱动芯片对应的一组LED灯为例，如果查询到这组的8个LED灯的寄存器地址值分别为：0x30，0x24，0x28，0x31，0x25，0x27，0x29，0x26；具体如下表所示：

表1第一个驱动芯片对应的一组LED灯的状态数据对应表a

那么，我们就可以按照寄存器地址值的大小顺序对初始状态数据进行数列变换，比如，我们可以按照寄存器地址值从小到大的顺序排列(当然，也可以按照寄存器地址值从大到小的顺序排列)，将这组LED灯的初始状态数据按照各LED灯的寄存器地址值从小到大的顺序(0x24最小，为该组的首个寄存器地址)进行变换后获得这组LED灯的最终状态数据：10000110。

获取到各驱动芯片对应的各LED灯的最终状态数据后，各驱动芯片便可以根据该最终状态数据依次驱动控制该组的LED灯的亮灭状态了。当各驱动芯片均完成各自组的LED灯驱动后，则这一帧的动画图像便会完整显示出来，再进入下一帧动画图像的显示。如此实现动画源数据的若干帧动画图像的刷新。

本发明方法的另一实施例，如图3所示，包括：

S301，获取动画源数据，动画源数据包含若干帧动画图像数据；

S302，分析得到在LED显示屏显示所述动画源数据中的每帧动画图像时，LED显示屏中每组LED灯亮灭的初始状态数据；每组LED灯对应一个驱动芯片；

S303，根据预存的每组LED灯的寄存器位置表，所述寄存器位置表中存储有一组LED灯各自的寄存器地址值，将每组LED灯的初始状态数据进行数列变换，生成按照寄存器地址值大小排列的最终状态数据；

S304，获取各驱动芯片首次驱动LED灯时，首个LED灯的首个寄存器地址值；首个寄存器地址值为驱动芯片对应的每组LED灯的最终状态数据中首个状态数据对应的LED灯的寄存器地址值；

S305，根据每组LED灯的最终状态数据，从首个寄存器地址值对应的LED灯开始，通过对应的驱动芯片依次驱动控制各LED灯的亮灭；

S306，当所有的驱动芯片均完成对应的各LED灯的驱动控制时，判定当前想要显示的动画图像帧在LED显示屏显示完成，进入下一帧动画图像的显示，进而实现动画源数据的若干帧动画图像的刷新。

本实施例在上述任一实施例的基础上，对各驱动芯片如何驱动控制对应的LED灯进行了具体阐述。具体的，比如获得第一个驱动芯片(对应控制8个LED灯)的最终状态数据为10000110，当然，也可以将该二进制数据转换为十六进制数据存储，后续驱动时再解析转换；该最终状态数据是按照各LED灯的寄存器地址值来顺序排列的，具体如下表所示：

表2第一个驱动芯片对应的一组LED灯的亮灭状态数据对应表b

如此，第一个驱动芯片开始驱动控制寄存器地址值为0x24的LED灯点亮，然后驱动控制寄存器地址值为0x25的LED灯为熄灭状态，再驱动控制寄存器地址值为0x26的LED灯为熄灭状态，以此类推，按照寄存器地址值从小到大的顺序，结合该组LED灯的最终状态数据，驱动控制对应的LED灯。

通过各驱动芯片将各组的LED灯驱动完成后，那么这帧动画图像便完整的在LED显示屏上显示出来了，那么就可以切换到下一张动画图像帧来显示了，下一帧动画图像采用同样的方法，将该帧动画图像的每组LED灯的初始状态数据根据各灯的寄存器地址值进行顺序排列，转换获得最终状态数据；然后每个驱动芯片再按照对应的那组LED灯的最终状态数据，依次顺序驱动对应的LED灯。当各驱动芯片均完成各自组的LED灯驱动后，则这一帧的动画图像便会完整显示出来，再进入下一帧动画图像的显示。如此实现动画源数据的若干帧动画图像的刷新。

本发明方法的另一实施例，在上一方法实施例的基础上，增加了驱动完成的判断步骤，具体的，如图4所示，包括：

S401，获取动画源数据，动画源数据包含若干帧动画图像数据；

S402，分析得到在LED显示屏显示所述动画源数据中的每帧动画图像时，LED显示屏中每组LED灯亮灭的初始状态数据；每组LED灯对应一个驱动芯片；

S403，根据预存的每组LED灯的寄存器位置表，所述寄存器位置表中存储有一组LED灯各自的寄存器地址值，将每组LED灯的初始状态数据进行数列变换，生成按照寄存器地址值大小排列的最终状态数据；

S404，获取各驱动芯片首次驱动LED灯时，首个LED灯的首个寄存器地址值；首个寄存器地址值为驱动芯片对应的每组LED灯的最终状态数据中首个状态数据对应的LED灯的寄存器地址值；

S405，获取各驱动芯片对应的每组LED灯的个数；

S406，根据每组LED灯的最终状态数据，从首个寄存器地址值对应的LED灯开始，通过对应的驱动芯片依次驱动控制各LED灯的亮灭；

S407，记录驱动芯片依次驱动控制的LED灯亮灭的个数；

S408，判断驱动芯片依次驱动控制的LED灯亮灭的个数是否达到驱动芯片对应的每组LED灯的个数；

S409，当驱动芯片依次驱动控制的LED灯亮灭的个数达到驱动芯片对应的每组LED灯的个数时，判定驱动芯片完成对应的各LED灯的驱动控制；

S410，当所有的驱动芯片均完成对应的各LED灯的驱动控制时，判定当前想要显示的动画图像帧在LED显示屏显示完成，进入下一帧动画图像的显示，进而实现动画源数据的若干帧动画图像的刷新。

具体的，比如驱动芯片IS31FL3731芯片最多可驱动144个LED灯，假如该驱动芯片对应的一组LED灯共有144个，那么该驱动芯片根据该组LED灯的最终状态数据，且在驱动控制时，对驱动控制的LED灯进行计数，当驱动的LED灯个数达到了144个的话则判定该驱动芯片当前完成了该组LED灯的驱动。当所有的驱动芯片均完成了各组的LED灯的驱动后，则这帧动画图像便显示完成了，则可进行下一帧动画图像的显示了。按照这种方法便可实现动画图像的快速刷新。

值得注意的是，各驱动芯片可以依次连续驱动各自组的LED灯，也可以同时独立驱动各自组的LED灯，这和具体的驱动电路结构有关系。由于每个LED驱动芯片所能驱动的LED灯个数有限，若要实现大规模的LED灯显示，则需要多个驱动芯片，从而驱动更多的LED灯。控制各驱动芯片的mcu将解码后的驱动信号发生给驱动芯片进行驱动，较为常见的，各驱动芯片在mcu的控制下顺序驱动，比如mcu控制有3个驱动芯片，每个驱动芯片对应144个LED灯；mcu将解码后的驱动信号传输给驱动芯片1后，驱动芯片1则开始顺序驱动对应的144个LED灯，当驱动芯片1完成驱动后，mcu再将解码后的驱动信号传输给驱动芯片2，让驱动芯片2进行驱动，在驱动芯片2完成驱动后再控制驱动芯片3进行驱动。如此，一个驱动芯片接一个驱动芯片的连续驱动，实现驱动LED灯级联点亮，从而可得出，LED显示屏实际需要刷新显示的时间为：单个驱动芯片完成刷新显示时间*驱动芯片个数。

另一种更为优化的方式，通过mcu同时控制各驱动芯片进行驱动，这样完成刷新显示的时间则更快。LED显示屏实际需要刷新显示的时间为：单个驱动芯片完成刷新显示时间。具体的，可以将多个驱动芯片依次串接在地址总线上，且该多个驱动芯片并接于数据总线上；也就是说将要级联的多个驱动芯片用地址总线串联在一起，并将芯片都接入数据总线中，从而使得各驱动芯片的工作状态都独立于其他驱动芯片的工作状态。各驱动芯片的地址信号由地址总线提供，而且各驱动芯片的地址编号在芯片上电时已经由地址总线取得并存储下来。而数据信号由数据总线提供，每个驱动芯片都在数据线上只取符合自己地址编号的数据，将各自组的LED点亮。采用该方式实际需要的显示刷新时间即为单个驱动芯片完成刷新显示的时间。各驱动控制芯片同时驱动对应的各LED灯，从而进一步缩短了图像显示刷新的时间，提高了图像刷新率。

本发明方法的另一实施例，在上述任一方法实施例的基础上，在获取动画源数据之前还包括：读取上位机播放的动画图像，生成对应的动画源数据。

具体的，比如通过LED屏来显示机器人面部表情，一般都是通过编码来实现设计出的机器人面部表情，而对于比较复杂的表情，编码也就更加显得复杂，尤其是LED显示屏上的LED灯比较多的情况下更为困难。尤其对于后期需要对动画图像进行调整的话，也就需要同步反过来修改之前编写的代码，如此则更为繁琐和困难。而本实施例则巧妙的解决了这一技术难题，手动编码较复杂，但图片却较为直观，因此，本实施例则是采用通过图像来生成对应的动画源数据，具体的，用户可以在上位机上进行绘图，绘出想要显示的动画图像，各动画图像绘制完成后，便可在上位机上显示，再通过编码助手等软件读取该上位机上显示的动画图像，实现自动编码，生成对应的动画源数据。比如可以在Visual Studio2015平台上，运用C#语言，通过WPF实现机器人眼部表情编码助手的设计。所有播放动画源数据都可通过上位机软件设计后生成，降低嵌入式软件开发难度；而且即使后期需要对之前的动画进行调整修改，也可以直接在上位机上对相应的动画图像直接进行修改，再根据修改后的各动画图像生成对应的动画源数据。

具体的，用户可以通过编码助手软件在上位机上直接进行图形绘制，比如，在上位机上可绘制心形图如图5所示，用户想要点亮某LED灯，则直接单击该LED灯即可，单击某LED灯珠，则该灯珠的状态取反，也就是单击一下则改变了该灯珠的亮灭状态。图形绘制好后便可根据该图形自动编码生成该图形对应的动画源数据，比如，根据图5所示的心形图像，则可生成如下数据：

2 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x3C,0x3C,

3 0xFC,0xFC,0xF8,0xFF,0xF1,0x9F,0x9F,0x09,0xFF,0xFF,

4 0xFF,0xFF,0xFF,0xBF,0xFF,0x1F,0xFF,0x3F,0xFC,0x3F,

5 0xF0,0x3F,0x40,0x00,0x00,0xE0,0xCF,0x0F,0x78,0x00,

6 0x0C,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,

上述数据中，每个字节的8bit数据代表了如图5所示连续8个LED灯是否点亮(1点亮0熄灭)。如此，所有播放动画源数据都可通过上位机软件设计后生成，降低嵌入式软件开发难度；而且采用本实施例的技术方案，添加新的动画表情更为容易，提高了产品开发率。后续要进行修改调整，也可直接在该图像上进行调整修改，动画源数据则可再根据修改后的动画图像重新生成。

基于相同的技术构思，本发明还公开了一种提高LED显示屏图像刷新率的装置，该装置可采用本发明所述的提高LED显示屏图像刷新率的方法来刷新LED显示屏上的动画图像。具体的，该提高LED显示屏图像刷新率的装置如图6所示，包括：获取模块10，用于获取动画源数据，动画源数据包含若干帧动画图像数据；分析处理模块20，用于分析得到在LED显示屏显示动画源数据中的每帧动画图像时，LED显示屏中每组LED灯亮灭的初始状态数据；每组LED灯对应一个驱动芯片；数列变换模块30，用于根据预存的每组LED灯的寄存器位置表，寄存器位置表中存储有一组LED灯各自的寄存器地址值，将每组LED灯的初始状态数据进行数列变换，生成按照寄存器地址值大小排列的最终状态数据；驱动控制模块40，用于根据各驱动芯片对应的每组LED灯的最终状态数据，通过各驱动芯片各自驱动控制对应的每组LED灯，完成每帧动画图像在LED显示屏的显示，进而实现动画源数据的若干帧动画图像的刷新。

采用本实施例的装置，在LED显示屏上刷新显示动画图像时，各驱动芯片驱动对应的LED灯时无需驱动过程中一个个去查找各LED灯寄存器地址，而是通过分析处理模块20来根据要显示的那帧动画图像来获取每组LED灯的初始状态数据，再通过数列变换模块30根据每组LED灯的寄存器位置表，查找到每组LED灯中各LED灯的寄存器地址值，然后再按照寄存器地址值进行顺序排列，获得每组LED灯的最终状态数据，然后驱动控制模块40根据各驱动芯片对应的那组LED灯的最终状态数据来驱动各自组的LED灯时，只需要知道该最终状态数据中第一个状态数据对应的LED灯的寄存器地址值即可，知道驱动的首个LED灯的寄存器地址值后，则可按照该组的最终状态数据依次来进行驱动了，比如该最终状态数据是按照该组的各LED灯的寄存器地址值从大到小的顺序排列的，那么通过该驱动芯片驱动的时候，后一个LED灯的寄存器地址值在前一个LED灯的寄存器地址值的基础上减1即可。无需再去依次查找耗费时间了。这样也就大大节省了驱动显示的时间，提高了LED显示屏图像刷新的频率。

本发明装置的另一实施例，如图7所示，在上述装置实施例的基础上，所述数列变换模块30包括：存储子模块31，用于存储每组LED灯的寄存器位置表，寄存器位置表中存储有一组LED灯各自的寄存器地址值；查找子模块32，用于根据预存的每组LED灯的寄存器位置表，查找到每个驱动芯片对应的一组LED灯中各LED灯的寄存器地址值；状态提取子模块33，用于根据每个驱动芯片对应的一组LED灯的初始状态数据，获取每个驱动芯片对应的一组LED灯中每个LED灯的亮灭状态数据；排列子模块34，用于按照每组LED灯中各LED灯的寄存器地址值的大小，将每组LED灯中各LED灯亮灭状态数据顺序排列，获得每个驱动芯片对应的一组LED灯的最终状态数据。

具体的，数列变换模块30可视为一个mcu(微控制器)，该mcu端可以存储每组LED灯的寄存器位置表，当然，获取模块10获取到的动画源数据也可以压缩后存储到mcu的flash里面，以节省资源。为了方便硬件电路布线，每一个驱动芯片对应的各LED灯可不按寄存器地址值从小到大顺序排放，而本装置的数列变换模块30则可转换获得按照寄存器地址值从小到大顺序排列的最终状态数据，便于后续快速连续驱动。如此，大大减少了单帧动画图像的刷新时间，提高了播放频率。

较佳的，本发明装置中的驱动控制模块40包括：信息获取子模块41，用于获取各驱动芯片首次驱动LED灯时，首个LED灯的首个寄存器地址值；首个寄存器地址值为驱动芯片对应的每组LED灯的最终状态数据中首个状态数据对应的LED灯的寄存器地址值；驱动子模块42，用于根据每组LED灯的最终状态数据，从首个寄存器地址值对应的LED灯开始，通过对应的驱动芯片依次驱动控制各LED灯的亮灭；控制子模块43，用于当所有的驱动芯片均完成对应的各LED灯的驱动控制时，判定当前想要显示的动画图像帧在LED显示屏显示完成，控制进入下一帧动画图像的显示，进而实现动画源数据的若干帧动画图像的刷新。

具体的，本实施例中的驱动芯片可采用IS31FL3731驱动芯片，单个IS31FL3731驱动芯片，若按单色灯连接，最多可驱动144个LED。假如想连续驱动该驱动芯片的144个LED灯，软件控制方式如下：

I2C_Write_N(IS31FL3731,0x24,I2C0_Lefteyes_Transform_Status_Light,144)其中IS31FL3731代表芯片address byte；

0x24表示首个驱动的LED灯的寄存器地址；

I2C0_Lefteyes_Transform_Status_Light数组里面存储的是从首个寄存器地址开始依次到最后一个寄存器地址对应的各LED的亮度，按照寄存器地址值从小到大排列；

144表示此连续驱动的最大长度。

本发明装置的另一实施例，如图8所示，在上述任一装置实施例的基础上，信息获取子模块41，还用于获取各驱动芯片对应的每组LED灯的个数。驱动控制模块40还包括：记录子模块44，用于记录驱动芯片依次驱动控制的LED灯亮灭的个数；判断子模块45，用于判断驱动芯片依次驱动控制的LED灯亮灭的个数是否达到驱动芯片对应的每组LED灯的个数；当驱动芯片依次驱动控制的LED灯亮灭的个数达到驱动芯片对应的每组LED灯的个数时，判定驱动芯片完成对应的各LED灯的驱动控制。

较佳的，在上述任一装置实施例的基础上，本发明提高LED显示屏图像刷新率的装置还包括：数据生成模块50，用于读取上位机播放的动画图像，生成对应的动画源数据。

本发明装置采用本发明方法来提高LED显示屏图像刷新率的另一实施例，假如图9a、图9b、图9c为动画里的3幅图，每幅图所点亮的灯珠不同。

首先数据生成模块可根据上面的动画图像，生成动画源数据，具体的包含了这三幅动画图像数据，也就是自动生成的各动画图像的编码，该编码可表示出各动画图像在LED显示屏上显示时各LED灯的亮灭状态(点亮值为1，熄灭值为0)；

然后获取模块10获取到该动画源数据，再通过分析处理模块20对每副图的编码数据进行查表，查找到每个驱动芯片对应的那组LED灯的寄存器地址值，一个LED显示屏可通过若干个驱动芯片来驱动，每个驱动芯片对应一组LED灯。而根据动画源数据每个LED均有一个表示亮灭状态的状态数据，然后再通过数列变换模块30，将每个驱动芯片对应的各LED灯的亮灭状态数据(初始状态数据)按照其寄存器地址值的大小顺序进行排序，获得这组LED灯的最终状态数据。

由于本发明所采用的刷新方式要求各LED灯的亮灭状态数据按照各自寄存器地址值顺序排列，比如按照从小到大的顺序排列，则要求从寄存器地址值0x24对应的LED灯开始，然后逐个地址+1排列，但硬件实际布局中，LED灯大多不是按照顺序排列，所以若想实现快速的刷新效果，需对每组LED灯的原始状态数据作一次数列变换，例如，可通过软件控制如下：

uint16_t i＝0；

for(i2ccnt＝0；i2ccnt<144；i2ccnt++)

{

I2C0_Lefteyes_Transform_Status_Light[I2c0__Lefteyes_Status_Register[i2ccnt-0x24]＝I2C_Lefteyes_Current_Status_Light[i2ccnt]；

}

最后，驱动控制模块40按照数列变换模块30获得的每组LED灯的最终状态数据，再通过对应的驱动芯片按照该组的最终状态数据来驱动对应的LED灯。比如，I2C刷新时，由于最终状态数据是按照寄存器地址值的大小顺序排列的，因此可采用连续驱动的控制方式，相比于单个灯一个个去查找地址驱动的话，所用的时间大大减小。具体的，假如一副图中共864个灯珠，通过IS31FL3731驱动芯片来驱动控制，864个灯珠则需要6个驱动芯片来驱动控制，每个驱动芯片驱动控制144个LED灯。现I2C采用400HZ控制频率，下面就现有技术和本发明方案所用时间进行对比：

现有技术方案，单个单个去驱动每个LED，非连续驱动控制，则软件控制如下：

I2C_Write(IS31FL3731,I2C_Lefteyes_Status_Light_Register[I2c0_Icnt],PWM_VALUE)；

其中IS31FL3731代表芯片address byte；

I2C_Lefteyes_Status_Light_Register[I2c0_Icnt]数组里面存储的是registeraddress byte C1-1对应的控制register是0x24；

PWM_VALUE代表data byte表示要点亮LED灯的亮度，共255等级，其中255最亮0表示熄灭。

采用现有技术所需时间：(2.5us*29*144)*6＝62.64ms。

本发明方案，连续驱动芯片的所有LED，软件控制方式如下：

I2C_Write_N(IS31FL3731,0x24,I2C0_Lefteyes_Transform_Status_Light,144)

其中IS31FL3731代表芯片address byte；

0x24表示连续驱动的首个驱动的LED灯的寄存器地址；

I2C0_Lefteyes_Transform_Status_Light数组里面存储的是从首地址开始依次到尾地址LED的亮度，按照寄存器地址值从小到大排列；连续驱动时则每驱动一LED灯寄存器地址加1；

144表示此连续驱动的最大长度。

本发明方案所需时间：(2.5us*29*1+2.5*9*143)*6＝19.74ms，故最快可达到每秒50帧播放频率；

显然，利用现有技术显示刷新每帧动画图像所需的时间最少为62.64ms，而采用本发明的技术方案来显示刷新每帧动画图像则所需的时间最少为19.74ms，刷新效率提高了3倍。

本发明所说的提高LED显示屏图像刷新率的装置，解决了嵌入式产品表情单一，刷新频率太慢的技术问题，通过该装置逐帧播，最高50HZ以上的播放频率，动画流畅，无视觉残留。

本发明的装置实施例与本发明的方法实施例对应，本发明的方法实施例的技术细节同样适用于本发明的装置实施例，为减少重复，不再赘述。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种提高LED显示屏图像刷新率的方法，其特征在于，包括：

获取动画源数据，所述动画源数据包含若干帧动画图像数据；

分析得到在LED显示屏显示所述动画源数据中的每帧动画图像时，LED显示屏中每组LED灯亮灭的初始状态数据；每组LED灯对应一个驱动芯片；

根据预存的每组LED灯的寄存器位置表，所述寄存器位置表中存储有一组LED灯各自的寄存器地址值，将每组LED灯的初始状态数据进行数列变换，生成按照寄存器地址值大小排列的最终状态数据；

根据各驱动芯片对应的每组LED灯的最终状态数据，各驱动芯片各自驱动控制对应的每组LED灯，完成每帧动画图像在LED显示屏的显示，进而实现所述动画源数据的若干帧动画图像的刷新。

2.根据权利要求1所述的一种提高LED显示屏图像刷新率的方法，其特征在于，所述根据预存的每组LED灯的寄存器位置表，所述寄存器位置表中存储有一组LED灯各自的寄存器地址值，将每组LED灯的初始状态数据进行数列变换，生成按照寄存器地址值大小排列的最终状态数据包括：

根据预存的每组LED灯的寄存器位置表，所述寄存器位置表中存储有一组LED灯各自的寄存器地址值，查找到每个驱动芯片对应的一组LED灯中各LED灯的寄存器地址值；

根据所述每个驱动芯片对应的一组LED灯的初始状态数据，获取每个驱动芯片对应的一组LED灯中每个LED灯的亮灭状态数据；

按照每组LED灯中各LED灯的寄存器地址值的大小，将每组LED灯中各LED灯亮灭状态数据顺序排列，获得每个驱动芯片对应的一组LED灯的最终状态数据。

3.根据权利要求1所述的一种提高LED显示屏图像刷新率的方法，其特征在于，所述根据各驱动芯片对应的每组LED灯的最终状态数据，各驱动芯片各自驱动控制对应的每组LED灯，完成每帧动画图像在LED显示屏的显示，进而实现所述动画源数据的若干帧动画图像的刷新包括：

获取各驱动芯片首次驱动LED灯时，首个LED灯的首个寄存器地址值；所述首个寄存器地址值为所述驱动芯片对应的每组LED灯的最终状态数据中首个状态数据对应的LED灯的寄存器地址值；

根据每组LED灯的最终状态数据，从首个寄存器地址值对应的LED灯开始，通过对应的所述驱动芯片依次驱动控制各LED灯的亮灭；

当所有的驱动芯片均完成对应的各LED灯的驱动控制时，判定当前想要显示的动画图像帧在LED显示屏显示完成，进入下一帧动画图像的显示，进而实现所述动画源数据的若干帧动画图像的刷新。

4.根据权利要求3所述的一种提高LED显示屏图像刷新率的方法，其特征在于，在所述根据每组LED灯的最终状态数据，从首个寄存器地址值对应的LED灯开始，通过对应的所述驱动芯片依次驱动控制各LED灯的亮灭之前还包括：

获取各驱动芯片对应的每组LED灯的个数；

在所述根据每组LED灯的最终状态数据，从首个寄存器地址值对应的LED灯开始，通过对应的所述驱动芯片依次驱动控制各LED灯的亮灭之后还包括：

记录所述驱动芯片依次驱动控制的LED灯亮灭的个数；

判断所述驱动芯片依次驱动控制的LED灯亮灭的个数是否达到所述驱动芯片对应的每组LED灯的个数；

当所述驱动芯片依次驱动控制的LED灯亮灭的个数达到所述驱动芯片对应的每组LED灯的个数时，判定所述驱动芯片完成对应的各LED灯的驱动控制。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种提高LED显示屏图像刷新率的方法，其特征在于，还包括：

读取上位机播放的动画图像，生成对应的动画源数据。

6.一种提高LED显示屏图像刷新率的装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取动画源数据，所述动画源数据包含若干帧动画图像数据；

分析处理模块，用于分析得到在LED显示屏显示所述动画源数据中的每帧动画图像时，LED显示屏中每组LED灯亮灭的初始状态数据；每组LED灯对应一个驱动芯片；

数列变换模块，用于根据预存的每组LED灯的寄存器位置表，所述寄存器位置表中存储有一组LED灯各自的寄存器地址值，将每组LED灯的初始状态数据进行数列变换，生成按照寄存器地址值大小排列的最终状态数据；

驱动控制模块，用于根据各驱动芯片对应的每组LED灯的最终状态数据，通过各驱动芯片各自驱动控制对应的每组LED灯，完成每帧动画图像在LED显示屏的显示，进而实现所述动画源数据的若干帧动画图像的刷新。

7.根据权利要求6所述的一种提高LED显示屏图像刷新率的装置，其特征在于，所述数列变换模块包括：

存储子模块，用于存储每组LED灯的寄存器位置表，所述寄存器位置表中存储有一组LED灯各自的寄存器地址值；

查找子模块，用于根据预存的每组LED灯的寄存器位置表，查找到每个驱动芯片对应的一组LED灯中各LED灯的寄存器地址值；

状态提取子模块，用于根据所述每个驱动芯片对应的一组LED灯的初始状态数据，获取每个驱动芯片对应的一组LED灯中每个LED灯的亮灭状态数据；

排列子模块，用于按照每组LED灯中各LED灯的寄存器地址值的大小，将每组LED灯中各LED灯亮灭状态数据顺序排列，获得每个驱动芯片对应的一组LED灯的最终状态数据。

8.根据权利要求6所述的一种提高LED显示屏图像刷新率的装置，其特征在于，所述驱动控制模块包括：

信息获取子模块，用于获取各驱动芯片首次驱动LED灯时，首个LED灯的首个寄存器地址值；所述首个寄存器地址值为所述驱动芯片对应的每组LED灯的最终状态数据中首个状态数据对应的LED灯的寄存器地址值；

驱动子模块，用于根据每组LED灯的最终状态数据，从首个寄存器地址值对应的LED灯开始，通过对应的所述驱动芯片依次驱动控制各LED灯的亮灭；

控制子模块，用于当所有的驱动芯片均完成对应的各LED灯的驱动控制时，判定当前想要显示的动画图像帧在LED显示屏显示完成，控制进入下一帧动画图像的显示，进而实现所述动画源数据的若干帧动画图像的刷新。

9.根据权利要求8所述的一种提高LED显示屏图像刷新率的装置，其特征在于，

所述信息获取子模块，还用于获取各驱动芯片对应的每组LED灯的个数；

所述驱动控制模块还包括：

记录子模块，用于记录所述驱动芯片依次驱动控制的LED灯亮灭的个数；

判断子模块，用于判断所述驱动芯片依次驱动控制的LED灯亮灭的个数是否达到所述驱动芯片对应的每组LED灯的个数；当所述驱动芯片依次驱动控制的LED灯亮灭的个数达到所述驱动芯片对应的每组LED灯的个数时，判定所述驱动芯片完成对应的各LED灯的驱动控制。

10.根据权利要求6-9任一项所述的一种提高LED显示屏图像刷新率的装置，其特征在于，还包括：

数据生成模块，用于读取上位机播放的动画图像，生成对应的动画源数据。

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