一種LED顯示處理方法與顯示驅動方法。它由數據處理模塊和顯示驅動模塊組成，兩個模塊之間通過雙端RAM進行數據傳遞。數據處理模塊是一個嵌入式系統，它完成視頻輸入信號的讀取、數據的預處理、數據的PWM序列化、PWM序列重組以及向雙端RAM中寫入PWM重組數據等功能。顯示驅動模塊由一個紅綠藍三色LED陣列與數據讀取與發送模塊組成，每一個像素由紅綠藍三個LED單元組成，每個LED單元由一個D觸發器控制LED通斷的電路組成；顯示驅動模塊從雙端RAM中依次循環地讀取數值并寫入LED陣列后被相應LED單元的D觸發器鎖存，通過仿真方式實現了對LED亮度的PWM控制功能。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種全彩色LED顯示系統，尤其是涉及一種LED顯示處理方法與顯示驅動方法。
技術介紹
隨著信息技術的發展，LED顯示因為具有色彩鮮艷、視角范圍大、壽命長、可靠性高等眾多優點，在戶外多媒體廣告、體育場館賽事播報、市政廣場及城市亮化工程、商場購物中心等場合得到越來越廣泛的應用。從早期的單色發展到全彩色，從簡單的文本顯示發展到復雜的視頻顯示，畫面越來越完美，功能越來越強大。對于彩色圖像的顯示，最常用的方法是使用紅、綠、藍三種基本顏色，通過調節三 種顏色的強弱，合成人眼視覺上的其它顏色。對于全彩色LED顯示屏，則每個像素分別由紅、綠、藍三種顏色的LED組成。理論上，LED的發光亮度和通過的電流成正比，但是，隨著電流的變化，不但其發光亮度有改變，其發光顏色也會發生偏移，因此，對于全彩色LED顯示屏，不適合通過改變LED電流大小方法來調節其發光亮度。普遍采用的方法是給LED提供恒流，但改變電流的通斷時間，利用人眼視覺系統的暫留效應，從而產生一種亮度改變的效果。這種調節通斷的方法可以通過脈寬調制(PWM)實現，因此，實際中廣泛使用恒流及PWM驅動芯片。顯然，在一個全彩色LED顯示屏中，需要使用大量的這類驅動芯片。針對上述問題，提出一種軟件掃描方式的全彩色LED顯示屏。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種軟件掃描方式的全彩色LED顯示處理方法與顯示驅動方法。該方法通過軟件掃描方式仿真實現PWM的功能，從而避免了 PWM芯片的大量使用，從成本上得到降低。從功能上劃分，該系統及裝置可以分為兩個模塊數據處理模塊和顯示驅動模塊，它們之間通過雙端RAM進行數據傳遞。數據處理模塊完成視頻輸入信號的讀取、數據的預處理、數據的PWM序列化以及PWM序列的重組，然后把PWM數據寫入雙端RAM，之后等待視頻信號的下一幀輸入。顯示驅動模塊按照時鐘節拍，依次從雙端RAM中讀入PWM序列數據，然后把數據寫入LED陣列，相應的LED單元鎖存數據；對于每一個LED單元，其數據寬度是一位，即其值為‘0’或‘1’，該數據用于控制LED的通斷。數據處理模塊和顯示驅動模塊相對獨立，前者只負責視頻數據的接收與處理，后者只負責LED陣列的掃描。數據處理模塊是一個嵌入式計算機系統，它包括處理器(DSP或者CPU)、Flash、內存及視頻輸入接口，還包括一個雙端RAM接口。根據實際功能的需要，數據處理模塊可以是多處理器并行系統。當視頻接口有新數據輸入時，數據處理模塊從視頻接口控制器讀入數據，并按照紅、綠、藍三個分量分開保存。等待當前視頻幀的全部數據讀入后，數據處理模塊開始對本數據幀進行處理。數據處理模塊首先對數據進行校正，包括亮度校正和色彩校正，使用逐點校正方式。校正處理所需要的系數在交付使用前經測試系統測得，或者在使用過程中經測試系統測得。這些系數保存在系統Flash中，系統在開機上電啟動完畢后，把這些系數從Flash讀入到內存。亮度校正對每一個LED對應數據單獨進行，色彩校正對每一個像素對應的紅、綠、藍三色數據共同校正。數據處理模塊完成數據校正后，進行數據的PWM序列化處理。所謂PWM序列化處理，就是把每個亮度值轉換成一個‘O’、‘I’序列串，序列的長度等于數據的最大范圍，序列中‘I’的個數等于亮度值。舉例來說，一個8位的無符號整數，它對應的PWM序列長度為256，那么，數值O對應的PWM序列中全部是‘0’，數值I對應的PWM序列中有一個‘ I’，依次類推。在數據的PWM序列化時，采用均勻化原則，即使得PWM序列中的‘0’與‘I’的分布 盡可能均勻。然后，數據處理模塊進行PWM序列的重組，這與顯示驅動模塊部分的掃描方式相匹配。重組方式及原則為和視頻輸入紅綠藍分開存放不同，重組數據使用一個數組；每個重組數據的位數等于雙端RAM的數據接口寬度；重組時按照PWM序列的位數依次進行，即完成全部數據的PWM序列第O位重組后再進行全部數據PWM序列的第I位的重組，依次類推；在PWM序列每一位數據重組中，按照LED陣列的像素行進行，即第一行結束再轉入第二行，依次類推；每一像素行根據顏色分解成三行，同樣，這三行中也是依照行進行，一種顏色行重組結束再轉入下一顏色行的重組，三個顏色行結束后則轉入下一像素行；在重組時，把數據單元位數個LED所對應的PWM序列位組合成一個數據單元并存儲，然后依次進行下一組LED的PWM數據位的重組并連續存儲。為提高處理效率，PWM序列的生成與重組可以選擇結合著進行。完成PWM序列重組后，把重組數據的數組寫入雙端RAM。為簡化設計與實現，從雙端RAM的起始空間開始存放。數據處理模塊完成本數據幀的處理后，等待下一幀數據的輸入；沒有新數據，則處于等待狀態。顯示驅動模塊包括一個三色LED陣列，以及一個掃描模塊，它進行數據的讀取與寫入，即從雙端RAM讀入數據并寫入LED陣列。三色LED陣列的每個像素對應紅、綠、藍三個LED單元，每個LED單元由一個D觸發器控制通斷的LED電路組成。與前面的PWM序列重組處理相對應，從掃描的角度，以行為單位把每一個像素行分解為三個連續的顏色LED行，即第一像素行使用0、1、2三個行號，第二像素行依次使用3，4，5三個行號，依次類推。該LED陣列的輸入信號有兩種地址信號和數據信號。地址信號分解為兩部分，高位部分通過地址譯碼器生成每一行的使能信號，并分別接入對應行中每個LED單元D觸發器的時鐘信號端；低位部分接入一個多路分解器的選擇信號端，而數據信號則接入多路分解器的數據輸入端。多路分解器的輸入數據寬度等于雙端RAM的數據總線寬度；多路分解器的輸出位數等于LED陣列的列數，其每一位輸出分別接入LED陣列對應列所有LED單元中D觸發器的數據輸入端。為解決地址譯碼器輸出及多路分解器的輸出對所連接LED單元的驅動能力以及對不同單元不同延時問題，使用緩沖器后再接入LED單元，并作線路的等長處理。顯示驅動模塊的掃描功能通過從雙端RAM讀入數據然后寫入LED陣列實現。為保證LED單元的D觸發器能夠鎖存正確數值，把接入地址譯碼器的高位地址線作延時處理。顯示驅動模塊的掃描功能單一，在規定頻率下依次有節拍地進行數據的讀取與寫入，使用可編程邏輯器件(CPLD或FPGA)或ASIC專用集成電路實現。顯示驅動模塊的掃描模塊包括兩個同步計數器，一個用于雙端RAM的地址計數，另一個用于LED陣列的地址計數。開機時，雙端RAM地址計數器清零，然后LED陣列地址計數器清零。顯示驅動模塊的掃描步驟為把雙端RAM地址計數器的值作為地址，向雙端RAM發出讀數據請求，讀出一個數據；把LED陣列地址計數器的值作為地址，把讀到的數據作為數據，分別寫入LED陣列的地址信號接口與數據信號接口，完成對相應LED單元D觸發器的賦值，從而控制對應LED單元的導通與斷開；等到下一個計時時刻到來，兩個計數器同時計數；判斷雙端RAM地址計數器的值是否達到其預置最大值，如是則轉入起始狀態，即進入雙端RAM地址計數器的清零狀態開始；若否則繼續下一步驟；判斷LED陣列地址計數器的值 是否達到其預置最大值，如是則轉到LED陣列地址計數器的清零狀態開始，若否則轉入下一輪數據讀取。顯示驅動模塊周而復始地工作，如果數據處理模塊中有正常視頻信號，則LED陣列顯示視頻畫面；如果數據處理模塊本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種LED顯示處理方法與顯示驅動方法，其特征在于：由數據處理模塊和顯示驅動模塊組成，這兩個模塊之間通過雙端RAM進行數據傳遞。
【技術特征摘要】
1.一種LED顯示處理方法與顯示驅動方法，其特征在于由數據處理模塊和顯示驅動模塊組成，這兩個模塊之間通過雙端RAM進行數據傳遞。2.根據權利要求I所述的數據處理模塊，其特征在于由處理器(111)、視頻信號接口(112)、系統Flash (113)、系統內存(114)以及雙端RAM接口等單元組成；完成視頻輸入信號的讀取、數據的預處理、數據的PWM序列化、P麗序列重組以及向雙端RAM中寫入PWM重組數據等功能。3.根據權利要求I所述的顯示驅動模塊，其特征在于由數據讀取與發送模塊(121)與紅綠藍三色LED陣列(122)組成；紅綠藍三色LED陣列的每個像素由紅、綠、藍三種LED單元組成；每個LED單元由一個D觸發器控制LED通斷的電路組成；數據讀取與發送模塊通過地址總線和數據總線連接LED陣列模塊；數據讀取與發送模塊從雙端RAM讀取數據然后寫入LED陣列。4.根據權利要求2所述的視頻輸入信號讀取功能，其特征在于把紅、綠、藍三個分量分開存儲，其中，“分開存儲”的含義是指每個顏色分量的數據在內存中依次連續存放。5.根據權利要求2所述的系統Flash單元與數據預處理功能，其特征在于進行逐點亮度校正和逐點色彩校正；校正系數分別存儲在Flash中，系統啟動后把系數從Flash拷貝到內存。6.根據權利要求2所述的數據PWM序列化功能，其特征在于對每個數據生成其PWM序列串；序列串的位數等于數據位數所能表示的最大整數個數，序列串的每一位有‘0’或‘I’兩種可能值；序列串中決定LED導通的值個數等于數據的值；PWM序列串中‘0’和‘I’分散。7.根據權利要求2所述的PWM序列重組功能，其特征在于PWM序列重組以PWM的位依次進行，一個位的數據重組完成后進入下一位的數據重組；每一位的數據重組以LED像素行進行，一個像素行數據重組完成后進入下一像素行的數據重組；每一像素行的數據重組分為三個顏色行，三個顏色行以行的次序依次進行，一個顏色行完成數據位重組后進入下一顏色行的數據重組，三個顏色行的數據重組完成后進入下一像素行的數據重組；數據重組的單元位數等于雙端RAM的數據總線寬度；把一...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李相國，
申請(專利權)人：河南工業大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。