LED驱动电路、LED显示系统和显示控制方法与流程

led驱动电路、led显示系统和显示控制方法
技术领域
1.本发明涉及led显示技术领域，具体地，涉及led驱动电路、led显示系统和显示控制方法。


背景技术：

2.led显示系统广泛地用于显示文字和图案。led显示系统包括控制端和led显示屏。led模组(也称单元板)是组成led显示屏的主要部件，对应于led显示屏的一块显示区域。led模组可以单个使用，或者多个led模组依次级联成一组，以扩展显示屏的显示面积。
3.控制端有多个通信输出端口。在led显示屏包含多组级联led模组的情形下，控制端可以提供多路数据信号和时钟信号，分别控制相应组的级联led模组。利用级联led模组形成可扩展的显示屏。
4.每个led模组包括led灯阵列以及驱动led灯阵列的led驱动电路。在led显示屏的实际显示过程中，图像会出现一部分的黑屏，即部分led灯处于不发光状态，此时不发光的led灯对应的驱动端口被关闭。当一个led驱动电路驱动的led灯阵列全部不发光，现有技术中通过关闭led驱动电路的恒流驱动模块来降低功耗。但是led驱动电路不仅仅包括恒流驱动模块，led驱动电路的其他模块依然在工作，尤其当led驱动电路中内置功耗较大的模块，例如pll模块。当黑屏部分的led灯数量较多时，led显示屏的整体功耗依然非常大。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种led驱动电路、led显示系统和显示控制方法，可以在控制端的各个端口的时钟信号共用时，使led驱动电路在黑屏情况下关闭尽可能多模块，降低led驱动电路和led显示系统的功耗。
6.根据本发明的第一方面，提供一种用于led显示系统的显示控制方法，所述led显示系统包括多组级联led驱动电路，每组级联led驱动电路包括多个级联的led驱动电路，包括：所述级联led驱动电路接收所述控制端发送的数据信号和时钟信号，其中，所述数据信号至少包括传输标识以及显示数据；根据所述数据信号中的传输标识控制所述时钟信号在每组级联led驱动电路中的串行传输。
7.优选地，所述显示控制方法还包括：根据当前显示周期和下一显示周期的显示数据设置下一显示周期的传输标识。
8.优选地，当任一组级联led驱动电路的当前显示周期和下一显示周期的显示数据全为0时，该组级联led驱动电路的下一显示周期的数据信号的传输标识有效。
9.优选地，当任一组级联led驱动电路接收到的数据信号中的传输标识有效时，关闭所述时钟信号在该组级联led驱动电路中的串行传输。
10.优选地，当任一组级联led驱动电路的当前显示周期和下一显示周期的显示数据不全为0时，该组级联led驱动电路的下一显示周期的数据信号的传输标识无效。
11.优选地，当任一组级联led驱动电路接收到的数据信号中的传输标识无效时，开启
所述时钟信号在该组级联的led驱动电路中的串行传输。
12.优选地，所述数据信号还包括开始信号，其中，根据当前显示周期的开始信号接收下一显示周期的数据信号和时钟信号。
13.根据本发明的另一方面，提供一种led驱动电路，包括：数据输入端，用于接收数据信号，其中，所述数据信号至少包括传输标识和显示数据；数据输出端，用于将本级led驱动电路之后级联的led驱动电路的数据信号转发至下一级led驱动电路；时钟输入端，用于接收时钟信号；时钟输出端，用于根据所述数据信号中的传输标识开启或者关闭所述时钟信号向下一级led驱动电路的传输。
14.优选地，所述led驱动电路还包括：数据处理模块，与所述数据输入端连接，用于获取数据信号中的传输标识、本级led驱动电路的显示数据以及本级led驱动电路之后级联的led驱动电路的显示数据；显存模块，用于将本级led驱动电路的显示数据进行缓存；驱动模块，用于根据本级led驱动电路的显示数据产生驱动信号，所述驱动信号用于驱动led灯阵列；标识处理模块，根据所述传输标识产生控制信号；时钟传输模块，根据所述控制信号开启或者关闭所述时钟信号向下一级led驱动电路的传输。
15.优选地，所述led驱动电路还包括：时钟处理模块，用于根据所述时钟信号产生内部时钟信号。
16.优选地，所述led驱动电路还包括：数据转发模块，用于根据所述内部时钟信号将本级led驱动电路之后级联的led驱动电路的数据信号转发至下一级led驱动电路。
17.优选地，当所述传输标识为有效时，所述控制信号控制所述时钟传输模块关闭所述时钟信号向下一级led驱动电路的传输。
18.优选地，当所述传输标识为无效时，所述控制信号控制所述时钟传输模块开启所述时钟信号向下一级led驱动电路的传输。
19.根据本发明的第三方面，提供一种led显示系统，包括控制端和多组级联led驱动电路，每组级联led驱动电路包括多个级联的如上述所述的led驱动电路；所述控制端分别向多组级联led驱动电路发送数据信号和时钟信号，其中，所述数据信号至少包括传输标识和显示数据；多组级联led驱动电路根据数据信号中的传输标识控制时钟信号在每组级联led驱动电路中的串行传输。
20.优选地，所述控制端根据当前显示周期和下一显示周期的显示数据设置下一显示周期的传输标识。
21.优选地，当前显示周期和下一显示周期的显示数据全为0时，下一显示周期的传输标识有效。
22.优选地，当前显示周期和下一显示周期的显示数据不全为0时，下一显示周期的传输标识无效。
23.优选地，当任一组级联led驱动电路接收到的数据信号中的传输标识有效时，关闭所述时钟信号在该组级联led驱动电路中的串行传输。
24.优选地，当任一组级联led驱动电路接收到的数据信号中的传输标识无效时，开启所述时钟信号在该组级联led驱动电路中的串行传输。
25.优选地，所述数据信号还包括开始信号，所述控制端根据当前显示周期的开始信号向多组级联led驱动电路发送下一显示周期的数据信号和时钟信号。
26.根据本发明实施例的led驱动电路、led显示系统和显示控制方法，在原有的数据信号中增加传输标识，根据当前显示周期和下一显示周期的显示数据设置下一显示周期的传输标识，以及根据传输标识开启或者关闭相应显示周期中时钟信号的传输，可以在控制端的各个端口时钟信号共用时，使led驱动电路在黑屏情况下关闭尽可能多模块，降低led驱动电路和led显示系统的功耗。
附图说明
27.通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1示出现有技术中led显示系统的结构示意图；图2示出现有技术中另一种led显示系统的结构示意图；图3示出现有技术中led显示系统中采用的数据信号的数据结构示意图；图4示出根据本发明实施例的led显示系统中采用的数据信号的数据结构示意图；图5示出根据本发明实施例提供的用于led显示系统的显示控制方法的流程图。
28.图6示出根据本发明实施例的led模组的结构示意图；图7示出根据本发明实施例的led驱动电路的结构示意图。
具体实施方式
29.以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
30.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
31.图1示出现有技术中led显示系统的示意性框图。该led显示系统包括控制端100和led显示屏200，控制端100的多个端口(p1
‑
pm)与led显示屏200相连。led显示屏200包括多组级联led模组，每组级联led模组包括多个级联的led模组。每一个led模组包括led驱动电路和led灯阵列。多个级联的led模组中的多个led驱动电路级联形成多个级联led驱动电路。
32.控制端100可以提供多路数据信号din和控制信号，分别控制led显示屏200相应组的级联led模组，即控制端100分别向多组级联led驱动电路提供数据信号din和控制信号。其中，控制信号至少包括时钟信号clk，数据信号din至少包括显示数据。
33.控制端100的其中一个端口pi(其中，1≤i≤m)向相应的一组级联led模组(mi1
‑
min)提供数据信号din和控制信号。其中，数据信号din串行传输给该组级联led模组中级联的每一个led模组，控制信号并行传输给该组级联led模组中级联的每一个led模组，即数据信号din串行传输给该组级联led驱动电路中级联的每一个led驱动电路，控制信号并行传输给该组级联led驱动电路中级联的每一个led驱动电路。
34.具体地，端口pi向对应的级联led模组(mi1
‑
min)中的第一个led模组mi1提供数据信号din，然后第一个led模组mi1向将数据信号din传输至下一级led模组mi2，依次类推。端口pi向对应的级联led模组(mi1
‑
min)中的每一个led模组并行提供控制信号。
35.当每个端口pi均配置不同的时钟信号时，在控制端100的其中一个端口pi检测到下一显示周期中，该端口pi连接的一组级联led模组(mi1
‑
min)的显示数据均为0时，停止向
该组级联led模组(mi1
‑
min)传输数据信号din，并且在下一显示周期开始时，关闭端口pi的时钟信号clk；该组级联led模组(mi1
‑
min)无需接收下一显示周期的显示数据，并在下一显示周期中停止工作，关闭所有功能模块；若持续检测到该组级联lde模组(mi1
‑
min)的显示数据一直为0，则持续关闭时钟信号clk，直至检测到某一个显示周期中出现非0的显示数据，重新向该组级联led模组(mi1
‑
min)发送数据信号din以及时钟信号clk。
36.控制端100通常由控制器例如fpga搭建，由于控制器的资源有限，而控制端100的端口较多且控制器的时钟资源有限，无法每个端口都提供单独的时钟信号clk，因此多个端口中的部分端口共用时钟信号clk，因此无法实现关闭某一端口的时钟信号clk。
37.图2示出现有技术中另一种led显示系统的示意性框图。与图1所示的led显示系统相比，数据信号din和时钟信号clk均采用串行传输。
38.不论是时钟信号clk在相应组的级联led模组中串行传输还是并行传输，只要控制端各个端口的时钟信号clk共用，都无法独立关闭每一个端口的时钟信号。
39.图3示出现有技术中led显示系统中采用的数据信号的数据结构示意图，如图3所示，现有技术中的控制端分别提供给多组级联led模组的数据信号din包括开始信号start、显示参数pam以及显示数据data。控制端在每一个显示周期开始之后，将显示参数pam和下一显示周期的显示数据data发送至多组级联led模组。多组级联led模组接收每个显示周期的显示数据，并等待下一个显示周期的来临，根据开始信号start进行数据切换并进行显示控制。
40.本发明实施例适用于图2所示的led显示系统。数据信号din和时钟信号clk均采用串行传输。本发明实施例通过改变数据信号din的数据结构来实现对时钟信号clk的传输控制。
41.在本实施例中，led显示系统包括控制端300和led显示屏400，控制端300的多个端口(p1
‑
pm)与led显示屏400相连。led显示屏400包括多组级联led模组，每组级联led模组包括多个级联的led模组。每一个led模组包括led驱动电路和led灯阵列。多个级联的led模组中的多个led驱动电路级联形成多个级联led驱动电路。
42.控制端300可以提供多路串行数据，分别控制led显示屏400相应组的级联led模组，即控制端300分别向多组级联led驱动电路提供数据信号din和控制信号。所述串行数据包括数据信号din和控制信号。其中，控制信号至少包括时钟信号clk。
43.控制端300的其中一个端口pi向相应的一组级联led模组(mi1
‑
min)提供数据信号din和控制信号。其中，数据信号din串行传输给级联的每一个led模组，控制信号串行传输给级联的每一个led模组。
44.参见图4，本发明实施例提供的数据信号din不仅包括开始信号start、显示参数pam以及显示数据data，还包括传输标识tid。该传输标识tid位于显示参数pam和显示数据data之间。所述led模组根据开始信号start开始当前显示周期的显示，并且控制端300传输下一显示周期的数据信号din和时钟信号clk。显示参数pam为显示相关的参数，例如为对电路的配置之类的参数，其与显示周期无关。
45.控制端300在当前显示周期开始后，即根据当前显示周期的开始信号start传输下一显示周期的数据信号din。在传输下一显示周期的数据信号din之前，根据当前显示周期和下一显示周期的显示数据data设置下一显示周期的传输标识tid。当前显示周期和下一
显示周期的显示数据data全为0时，下一显示周期的传输标识tid有效，例如“tid=1”为有效。当前显示周期和下一显示周期的显示数据data不全为0时，下一显示周期的传输标识tid无效，例如“tid=0”为无效。
46.led显示系统刚上电时，传输标识tid无效，控制端300的各个端口分别向多组级联led模组传输数据信号din和时钟信号clk，并将数据信号din和时钟信号clk在相应组的级联led模组中分别串行传输，也就是在相应组的级联led驱动电路中分别串行传输。
47.当某一个当前显示周期的显示数据data全为0时，判断下一显示周期的显示数据data是否为全0，若是则将其后的下一显示周期的传输标识tid修改为有效，使得时钟信号clk在相应组的级联led模组中无法串行传输，也就是在相应组的级联led驱动电路中无法串行传输。关闭时钟信号clk在后续级联的led驱动电路中的传输后，也即关闭后续级联的led驱动电路以降低led驱动电路和led显示系统的功耗。
48.图5示出本发明实施例的用于led显示系统的显示控制方法的流程图。参见图5，所述显示控制方法包括以下步骤。
49.在步骤s01中，接收所述控制端发送的数据信号和时钟信号，其中，所述数据信号至少包括传输标识以及显示数据。
50.在本实施例中，所述led显示系统包括控制端300和多组级联led驱动电路，每组级联led驱动电路包括多个级联的led驱动电路。
51.数据信号din不仅包括开始信号start、显示参数pam以及显示数据data，还包括传输标识tid。该传输标识tid位于显示参数pam和显示数据data之间。所述led模组根据开始信号start开始当前显示周期的显示，并且控制端300开始传输下一显示周期的数据信号din和时钟信号clk。显示参数pam为显示相关的参数，例如为对电路的配置之类的参数，其与显示周期无关。控制端300在当前显示周期开始后，即根据当前显示周期的开始信号start传输下一显示周期的数据信号din。
52.在步骤s02中，根据数据信号中的传输标识控制所述时钟信号在每组级联led驱动电路中的串行传输。
53.在本实施例中，当任一组级联led驱动电路的当前显示周期和下一显示周期的显示数据全为0时，该组级联led驱动电路的下一显示周期的数据信号的传输标识有效，关闭所述时钟信号在该组级联led驱动电路中的串行传输。关闭时钟信号clk在后续级联的led驱动电路中的串行传输后，关闭后续级联的led驱动电路以降低led驱动电路和led显示系统的功耗。
54.当任一组级联led驱动电路的当前显示周期和下一显示周期的显示数据不全为0时，该组级联led驱动电路的下一显示周期的数据信号的传输标识无效，开启所述时钟信号在该组级联的led驱动电路中的串行传输。
55.在一个优选地实施例中，在步骤s02之前，还包括步骤s00。在步骤s00中，根据当前显示周期和下一显示周期的显示数据设置下一显示周期的传输标识。
56.控制端300在当前显示周期开始后，即根据当前显示周期的开始信号start传输下一显示周期的数据信号din。在传输下一显示周期的数据信号din之前，根据当前显示周期和下一显示周期的显示数据data设置下一显示周期的传输标识tid。当前显示周期和下一显示周期的显示数据data全为0时，下一显示周期的传输标识tid有效，例如“tid=1”为有
效。当前显示周期和下一显示周期的显示数据data不全为0时，下一显示周期的传输标识tid无效，例如“tid=0”为无效。
57.led显示系统刚上电时，传输标识tid无效，控制端300的各个端口分别向多组级联led模组传输数据信号din和时钟信号clk，并将数据信号din和时钟信号clk在相应组的级联led模组中分别串行传输，也就是在相应组的级联led驱动电路中分别串行传输。
58.当某一组的级联led驱动电路当前显示周期的显示数据data全为0时，判断下一显示周期的显示数据data是否为全0，若是则将该组的级联led驱动电路下一显示周期的传输标识tid修改为有效，使得时钟信号clk在相应组的级联led模组中无法串行传输，也就是在相应组的级联led驱动电路中无法串行传输。关闭时钟信号clk在后续级联的led驱动电路中的串行传输后，关闭后续级联的led驱动电路以降低led驱动电路和led显示系统的功耗。
59.图6示出本发明实施例的led模组的结构示意图。如图6所示，所述led模组500包括led驱动电路510和led灯阵列520，其中，led驱动电路510用于驱动led灯阵列520。
60.led驱动电路510接收数据信号din和时钟信号clk。
61.在本实施例中，数据信号din包括多个字段，不仅包括开始信号start、显示参数pam以及显示数据data，还包括传输标识tid。该传输标识tid位于显示参数pam和显示数据data之间。
62.led驱动电路510根据所述传输标识tid开启或者关闭时钟信号clk的传输。
63.图7示出根据本发明实施例的led驱动电路的结构示意图。参见图7，led驱动电路510包括数据输入端di、数据输出端do、时钟输入端ci以及时钟输出端co。
64.其中，数据输入端di与上一级led驱动电路的数据输出端do连接，用于接收数据信号din，其中，所述数据信号din至少包括传输标识和显示数据data。
65.在本实施例中，当led驱动电路为第一级led驱动电路，则该led驱动电路的数据输入端di与控制端300的其中一个端口连接。
66.数据输出端do与下一级led驱动电路的数据输入端di连接，用于将本级led驱动电路之后级联的led驱动电路的数据信号din转发至下一级led驱动电路。
67.在本实施例中，当led驱动电路为级联的最后一级led驱动电路，则该led驱动电路的数据输出端do闲置。
68.时钟输入端ci与上一级led驱动电路的时钟输出端co连接，用于接收时钟信号clk。
69.在本实施例中，当led驱动电路为第一级led驱动电路，则该led驱动电路的时钟输入端ci与控制端300的其中一个端口连接。
70.时钟输出端co与下一级led驱动电路的数据输入端ci连接，用于根据数据信号din中的传输标识tid开启或者关闭所述时钟信号clk向下一级led驱动电路的传输。
71.在本实施例中，当led驱动电路为级联的最后一级led驱动电路，则该led驱动电路的时钟输出端co闲置。
72.led驱动电路510还包括数据处理模块511、显存模块512、驱动模块513、标识处理模块514和时钟传输模块515。
73.数据处理模块511与数据输入端ci连接，用于获取本级数据信号din中的传输标识tid以及本级led驱动电路和其后级联的led驱动电路的显示数据data。显存模块512用于将
本级led驱动电路510的显示数据进行缓存。驱动模块513用于根据本级led驱动电路的显示数据产生驱动信号，所述驱动信号用于驱动led灯阵列520。标识处理模块514根据传输标识tid产生控制信号cs。时钟传输模块515根据所述控制信号cs开启或者关闭时钟信号clk向下一级led驱动电路的的传输。
74.当所述传输标识tid为有效时，所述控制信号cs控制时钟传输模块515关闭时钟信号clk的串行传输。关闭时钟信号clk在后续级联的led驱动电路中的串行传输后，关闭后续级联的led驱动电路。当所述传输标识tid为无效时，所述控制信号cs控制时钟传输模块515开启时钟信号clk的串行传输。
75.在一个优选地实施例中，led驱动电路510还包括时钟处理模块516，用于根据时钟信号clk产生内部时钟信号sysclk，并提供给led驱动电路510的其他模块；以及数据转发模块517，用于根据所述内部时钟信号sysclk将非本级led驱动电路的数据信号din转发至下一级led驱动电路。
76.根据本发明实施例的led驱动电路、led显示系统和显示控制方法，在原有的数据信号中增加传输标识，根据当前显示周期和下一显示周期的显示数据设置下一显示周期的传输标识，以及根据该传输标识开启或者关闭相应显示周期中时钟信号的传输，可以在控制端的各个端口时钟信号共用时，使led驱动电路在黑屏情况下关闭尽可能多模块，降低led驱动电路和led显示系统的功耗。
77.依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。