CN200950340Y

CN200950340Y - 一种led显示屏控制系统

Info

Publication number: CN200950340Y
Application number: CNU2006201068619U
Authority: CN
Inventors: 林慧; 孟祥峰; 于江仁; 王檀桂
Original assignee: ZHEJIANG YIYUAN OPTOELECTRONIC CO Ltd
Current assignee: ZHEJIANG YIYUAN OPTOELECTRONIC CO Ltd
Priority date: 2006-08-18
Filing date: 2006-08-18
Publication date: 2007-09-19
Anticipated expiration: 2016-08-18

Abstract

本实用新型涉及一种显示屏控制系统。该LED显示屏控制系统包括上位机、主控单片机、外部数据存储器、I/O口、LED显示屏通用接口和LED显示屏驱动电路，所述LED显示屏控制系统还包括USB总线、USB接口芯片和通用异步收发器；上位机通过USB总线将字模数据传给主控单片机；主控单片机通过数据总线连接外部数据存储器；主控单片机通过异步收发器接口和I/O口与LED显示屏的通用接口相连，主控单片机将字模数据传给与LED显示屏通用接口相连的LED显示屏驱动电路。该LED显示屏控制系统具有传输速度快、生产成本低、安全性能好、通用性强的优点。

Description

一种LED显示屏控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种显示屏控制系统，尤其涉及一种基于USB通信的LED显示屏控制系统。

背景技术

随着社会的发展，LED显示屏在许多场合都得到了广泛的应用，特别是广告行业，使用尤其广泛。现有的LED显示屏控制系统是将上位机需要显示的内容以文字代码的形式通过RS232串口发给主控单片机，经处理后，最终在LED显示屏上显示出来。如图1、图2所示，其原理如下：上位机通过RS232串口通信将文字代码A传给主控单片机，主控单片机再通过数据总线将文字代码储存在外部数据存储器中。外部数据存储器的电源线连有掉电保护模块，以确保显示屏具有掉电记忆功能。主控单片机的数据总线同时又连接外部的字模存储器(用来存储字库的程序存储器)，并以文字代码A为索引在字模存储器中找到并读出相应文字代码A对应的字模数据B回传给主控单片机。字模数据包括列信号和行信号，各信号的传输是有一定时序的；其中，列信号需要进行串行传输，而行信号则是并行传输。RS232串口用来与上位机通信，所以其列信号不能再通过RS232串口来发送。I/O口如果输出串行信号，需要定时中断，使用定时中断既浪费资源而且传输速度还很慢，还容易引起各中断之间的冲突，所以目前的I/O口只做并行传输。目前用来完成上述时序信号生成和发送的方法主要有两种：1、使用可编程逻辑器件(CPLD)，通过编程，CPLD将从主控单片机I/O口接收到的并行的列信号转换为串行信号，而行信号维持并行状态不变，再以一定的时序将列信号和行信号通过LED显示屏的通用接口传给LED显示屏的驱动电路；2、使用并-串转换移位寄存器，将从主控单片机I/O口接收到的并行的列信号转换为串行信号，再通过LED显示屏的通用接口传给LED显示屏的驱动电路，而行信号直接由单片机的I/O口通过LED显示屏的通用接口发送，列信号和行信号的发送的时序全部由主控单片机控制。LED显示屏的驱动电路接收到上述列信号和行信号后即可显示上位机要求显示的内容。

上述现有的LED显示屏控制系统存在如下缺陷：1、传统的RS232串口只能将文字代码A发给主控单片机，单片机再从字模存储器中寻址读取字模数据，不仅传输速度慢，而且难以进行字模数据的海量传输；2、在整个系统中必须要有固化的字模存储器，如果要存放多国文字或多种字体的字模数据，字模存储器的开销也将非常大；另外单片机的串行口用来进行RS 232通信，系统还必须借助CPLD或移位寄存器来产生显示屏的标准控制信号，不仅大大增加了系统的复杂度，而且因为部件过多，整个系统成本很高；3、RS232接口在热插拔时可能烧坏，严重时甚至导致主板及系统故障，硬件安全性较差；4、目前的市场上，考虑到硬件安全问题，一些笔记本电脑已经放弃了对RS232串口的兼容，此时若要用其控制RS232接口的显示屏，则必须使用USB-RS232转接线，而目前转接线的价格通常在几十元甚至上百元，成本高，通用性差。

发明内容

为了解决上述的技术缺陷，本实用新型的发明目的是提供一种传输速度快、生产成本低、安全性能好、通用性强的LED显示屏控制系统。

为了达到上述发明目的，本实用新型采用了以下的技术方案：一种LED显示屏控制系统，包括上位机、主控单片机、外部数据存储器、I/O口、LED显示屏通用接口和LED显示屏驱动电路。所述LED显示屏控制系统还包括USB总线、USB接口芯片和通用异步收发器；上位机通过USB总线将字模数据传给主控单片机；主控单片机通过数据总线连接外部数据存储器；主控单片机通过异步收发器接口和I/O口与LED显示屏的通用接口相连，主控单片机将字模数据传给与LED显示屏通用接口相连的LED显示屏驱动电路。

作为优选，所述USB接口芯片具有接收和发送双向的缓冲区，上位机通过USB总线将字模数据传给USB接口芯片，并暂存于USB接口芯片的接收缓冲区中，主控单片机从USB接口芯片的接收缓冲区中读出上位机发送来的字模数据。

作为优选，所述USB接口芯片可以完成由USB协议编码的数据到普通数据的转换。

作为优选，所述USB接口芯片通过数据总线连接主控单片机。

作为优选，所述外部数据存储器用于保存字模数据和用户设置的LED显示屏的动画模式和移动速度等参数，外部数据存储器的电源线上连有掉电保护模块。

作为优选，所述字模数据包括列信号和行信号，主控单片机通用异步收发器发送列信号，I/O口发送行信号，且全部信号的时序由主控单片机控制完成。

作为优选，所述上位机是PC机或具有自动加载字模数据功能的U盘。

本实用新型由于采用了上述技术方案，具有如下优点：1、传输速度快：用USB总线和USB接口芯片替换了原先的RS232接口，USB2.0的最高速度为480Mb/s，而RS232串口的最高传输速度为0.115Mb/s，也就是说USB的传输速度为RS232串口的4000多倍，更适于大规模数据如字模数据和图片数据的传输；高速性同时使得控制系统更为简洁灵活；USB的高速海量传输特点使得系统能够直接将字模数据传给主控单片机，通过PC上位机程序就能灵活改变字体类型；2、生产成本低：无需固化字模数据，减少了系统开销。使用异步收发器接口和I/O实现信号传输，替换了传统的可编程逻辑器件CPLD或移位寄存器，在基于USB的控制系统中，单片机可以利用其串行口直接产生标准控制信号，使系统更为精简，因此，基于USB接口通信的LED显示屏控制系统在生产成本上具有明显优势；3、硬件安全性好：USB接口具有“热插拔”(hot attach & detach)和即插即用(plug-and-play)的特性，不易烧坏；4、通用性好：USB是是近年来应用在PC领域的新型接口技术，它是一些计算机与电子科技的大厂商为了解决日益增加的计算机外设与有限的主板插槽和端口之间的矛盾而制定的一种通用串行总线通信标准，已广泛地为各计算机和操作系统厂家所支持，是现今计算机与外设通信的主流接口；USB接口的通用性及丰富的外设资源也为显示屏控制提供了更为便捷的途径，如在U盘中写入控制程序，将U盘插入USB接口，通过预先编制的自动加载程序，便可轻松将字模数据送入显示屏，适合于LED显示屏的离线控制。该LED显示屏控制系统还具有结构简单、使用方便的优点，可广泛适用于LED显示屏制造行业。

附图说明

图1：背景技术中传统LED显示屏控制系统使用可编程逻辑器件CPLD的原理框图。

图2：背景技术中传统LED显示屏控制系统使用移位寄存器的原理框图。

图3：本实用新型实施例的原理框图。

图4：本实用新型实施例中上位机中的控制程序原理框图。

具体实施方式

下面结合图3、图4对本实用新型的具体实施方式做一个详细的说明。

如图3所示，一种LED显示屏控制系统，包括上位机、主控单片机、外部数据存储器、USB总线、USB接口芯片、通用异步收发器、I/O口、LED显示屏通用接口和LED显示屏驱动电路构成。USB接口芯片具有接收和发送双向的缓冲区，USB接口芯片还可以完成由USB协议编码的数据到普通数据的转换。

上位机通过USB总线与USB接口芯片连接，将字模数据B传给USB接口芯片，并暂存于USB接口芯片的接收缓冲区中。主控单片机与USB接口芯片通过数据总线连接，从USB接口芯片的接收缓冲区中读出上位机发送来的字模数据。主控单片机的数据总线同时又连接外部数据存储器，将字模数据和用户设置的LED显示屏的动画模式和移动速度等参数保存在外部数据存储器中。外部数据存储器的电源线连有掉电保护模块，以确保显示屏具有掉电记忆功能。字模数据包括列信号和行信号，各信号的传输是有一定时序的；其中，列信号需要进行串行传输，而行信号则是并行传输。为了降低成本、简化系统，该系统直接采用主控单片机的RS232接口，也就是其通用异步收发器UART，发送列信号。行信号由主控单片机的I/O口发送，而全部信号的时序由主控单片机控制完成。这样只需要将主控单片机的UART接口以及I/O口与LED显示屏的通用接口相连，就可以将显示信号传给LED显示屏的驱动电路。LED显示屏驱动电路接收到上述列信号和行信号后即可显示上位机要求显示的内容。

上述LED显示屏控制系统可根据不同的显示需要调整上位机中的控制程序，上位机中的控制程序原理如图4，包括LED显示屏基本参数的设置(包括显示屏的行数、每行的显示单元数等)、文本和图片的导入(包括各种语言文字的输入)、字体的选择、字模和图片数据的生成(可以生成各种方向以及镜像的字模和图片数据)、追加或删除空幕、LED显示屏动画模式和移动速度的设置、显示预览、发送等步骤模块组成。

上述上位机可以是PC机也可以是U盘。USB接口的通用性及丰富的外设资源也为显示屏控制提供了更为便捷的途径。上位机采用U盘时，先在U盘中写入控制程序，将U盘插入USB接口，通过预先编制的自动加载程序，便可轻松将字模数据送入显示屏，适合于LED显示屏的离线控制。

Claims

1、一种LED显示屏控制系统，包括上位机、主控单片机、外部数据存储器、I/O口、LED显示屏通用接口和LED显示屏驱动电路，其特征在于所述LED显示屏控制系统还包括USB总线、USB接口芯片和通用异步收发器；上位机通过USB总线将字模数据传给主控单片机；主控单片机通过数据总线连接外部数据存储器；主控单片机通过异步收发器接口和I/O口与LED显示屏的通用接口相连，主控单片机将字模数据传给与LED显示屏通用接口相连的LED显示屏驱动电路。

2、根据权利要求1所述的一种LED显示屏控制系统，其特征在于所述USB接口芯片具有接收和发送双向的缓冲区，上位机通过USB总线将字模数据传给USB接口芯片，并暂存于USB接口芯片的接收缓冲区中，主控单片机从USB接口芯片的接收缓冲区中读出上位机发送来的字模数据。

3、根据权利要求1所述的一种LED显示屏控制系统，其特征在于所述USB接口芯片可以完成由USB协议编码的数据到普通数据的转换。

4、根据权利要求1或2或3所述的一种LED显示屏控制系统，其特征在于所述USB接口芯片通过数据总线连接主控单片机。

5、根据权利要求1或2或3所述的一种LED显示屏控制系统，其特征在于所述外部数据存储器用于保存字模数据和用户设置的LED显示屏的动画模式和移动速度等参数，外部数据存储器的电源线上连有掉电保护模块。

6、根据权利要求5所述的一种LED显示屏控制系统，其特征在于所述字模数据包括列信号和行信号，主控单片机通用异步收发器发送列信号，I/O口发送行信号，且全部信号的时序由主控单片机控制完成。

7、根据权利要求6所述的一种LED显示屏控制系统，其特征在于所述上位机是PC机或具有自动加载字模数据功能的U盘。