一种LED显示处理方法与显示驱动方法。它由数据处理模块和显示驱动模块组成，两个模块之间通过双端RAM进行数据传递。数据处理模块是一个嵌入式系统，它完成视频输入信号的读取、数据的预处理、数据的PWM序列化、PWM序列重组以及向双端RAM中写入PWM重组数据等功能。显示驱动模块由一个红绿蓝三色LED阵列与数据读取与发送模块组成，每一个像素由红绿蓝三个LED单元组成，每个LED单元由一个D触发器控制LED通断的电路组成；显示驱动模块从双端RAM中依次循环地读取数值并写入LED阵列后被相应LED单元的D触发器锁存，通过仿真方式实现了对LED亮度的PWM控制功能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种全彩色LED显示系统，尤其是涉及一种LED显示处理方法与显示驱动方法。
技术介绍
随着信息技术的发展，LED显示因为具有色彩鲜艳、视角范围大、寿命长、可靠性高等众多优点，在户外多媒体广告、体育场馆赛事播报、市政广场及城市亮化工程、商场购物中心等场合得到越来越广泛的应用。从早期的单色发展到全彩色，从简单的文本显示发展到复杂的视频显示，画面越来越完美，功能越来越强大。对于彩色图像的显示，最常用的方法是使用红、绿、蓝三种基本颜色，通过调节三 种颜色的强弱，合成人眼视觉上的其它颜色。对于全彩色LED显示屏，则每个像素分别由红、绿、蓝三种颜色的LED组成。理论上，LED的发光亮度和通过的电流成正比，但是，随着电流的变化，不但其发光亮度有改变，其发光颜色也会发生偏移，因此，对于全彩色LED显示屏，不适合通过改变LED电流大小方法来调节其发光亮度。普遍采用的方法是给LED提供恒流，但改变电流的通断时间，利用人眼视觉系统的暂留效应，从而产生一种亮度改变的效果。这种调节通断的方法可以通过脉宽调制(PWM)实现，因此，实际中广泛使用恒流及PWM驱动芯片。显然，在一个全彩色LED显示屏中，需要使用大量的这类驱动芯片。针对上述问题，提出一种软件扫描方式的全彩色LED显示屏。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种软件扫描方式的全彩色LED显示处理方法与显示驱动方法。该方法通过软件扫描方式仿真实现PWM的功能，从而避免了 PWM芯片的大量使用，从成本上得到降低。从功能上划分，该系统及装置可以分为两个模块数据处理模块和显示驱动模块，它们之间通过双端RAM进行数据传递。数据处理模块完成视频输入信号的读取、数据的预处理、数据的PWM序列化以及PWM序列的重组，然后把PWM数据写入双端RAM，之后等待视频信号的下一帧输入。显示驱动模块按照时钟节拍，依次从双端RAM中读入PWM序列数据，然后把数据写入LED阵列，相应的LED单元锁存数据；对于每一个LED单元，其数据宽度是一位，即其值为‘0’或‘1’，该数据用于控制LED的通断。数据处理模块和显示驱动模块相对独立，前者只负责视频数据的接收与处理，后者只负责LED阵列的扫描。数据处理模块是一个嵌入式计算机系统，它包括处理器(DSP或者CPU)、Flash、内存及视频输入接口，还包括一个双端RAM接口。根据实际功能的需要，数据处理模块可以是多处理器并行系统。当视频接口有新数据输入时，数据处理模块从视频接口控制器读入数据，并按照红、绿、蓝三个分量分开保存。等待当前视频帧的全部数据读入后，数据处理模块开始对本数据帧进行处理。数据处理模块首先对数据进行校正，包括亮度校正和色彩校正，使用逐点校正方式。校正处理所需要的系数在交付使用前经测试系统测得，或者在使用过程中经测试系统测得。这些系数保存在系统Flash中，系统在开机上电启动完毕后，把这些系数从Flash读入到内存。亮度校正对每一个LED对应数据单独进行，色彩校正对每一个像素对应的红、绿、蓝三色数据共同校正。数据处理模块完成数据校正后，进行数据的PWM序列化处理。所谓PWM序列化处理，就是把每个亮度值转换成一个‘O’、‘I’序列串，序列的长度等于数据的最大范围，序列中‘I’的个数等于亮度值。举例来说，一个8位的无符号整数，它对应的PWM序列长度为256，那么，数值O对应的PWM序列中全部是‘0’，数值I对应的PWM序列中有一个‘ I’，依次类推。在数据的PWM序列化时，采用均匀化原则，即使得PWM序列中的‘0’与‘I’的分布 尽可能均匀。然后，数据处理模块进行PWM序列的重组，这与显示驱动模块部分的扫描方式相匹配。重组方式及原则为和视频输入红绿蓝分开存放不同，重组数据使用一个数组；每个重组数据的位数等于双端RAM的数据接口宽度；重组时按照PWM序列的位数依次进行，即完成全部数据的PWM序列第O位重组后再进行全部数据PWM序列的第I位的重组，依次类推；在PWM序列每一位数据重组中，按照LED阵列的像素行进行，即第一行结束再转入第二行，依次类推；每一像素行根据颜色分解成三行，同样，这三行中也是依照行进行，一种颜色行重组结束再转入下一颜色行的重组，三个颜色行结束后则转入下一像素行；在重组时，把数据单元位数个LED所对应的PWM序列位组合成一个数据单元并存储，然后依次进行下一组LED的PWM数据位的重组并连续存储。为提高处理效率，PWM序列的生成与重组可以选择结合着进行。完成PWM序列重组后，把重组数据的数组写入双端RAM。为简化设计与实现，从双端RAM的起始空间开始存放。数据处理模块完成本数据帧的处理后，等待下一帧数据的输入；没有新数据，则处于等待状态。显示驱动模块包括一个三色LED阵列，以及一个扫描模块，它进行数据的读取与写入，即从双端RAM读入数据并写入LED阵列。三色LED阵列的每个像素对应红、绿、蓝三个LED单元，每个LED单元由一个D触发器控制通断的LED电路组成。与前面的PWM序列重组处理相对应，从扫描的角度，以行为单位把每一个像素行分解为三个连续的颜色LED行，即第一像素行使用0、1、2三个行号，第二像素行依次使用3，4，5三个行号，依次类推。该LED阵列的输入信号有两种地址信号和数据信号。地址信号分解为两部分，高位部分通过地址译码器生成每一行的使能信号，并分别接入对应行中每个LED单元D触发器的时钟信号端；低位部分接入一个多路分解器的选择信号端，而数据信号则接入多路分解器的数据输入端。多路分解器的输入数据宽度等于双端RAM的数据总线宽度；多路分解器的输出位数等于LED阵列的列数，其每一位输出分别接入LED阵列对应列所有LED单元中D触发器的数据输入端。为解决地址译码器输出及多路分解器的输出对所连接LED单元的驱动能力以及对不同单元不同延时问题，使用缓冲器后再接入LED单元，并作线路的等长处理。显示驱动模块的扫描功能通过从双端RAM读入数据然后写入LED阵列实现。为保证LED单元的D触发器能够锁存正确数值，把接入地址译码器的高位地址线作延时处理。显示驱动模块的扫描功能单一，在规定频率下依次有节拍地进行数据的读取与写入，使用可编程逻辑器件(CPLD或FPGA)或ASIC专用集成电路实现。显示驱动模块的扫描模块包括两个同步计数器，一个用于双端RAM的地址计数，另一个用于LED阵列的地址计数。开机时，双端RAM地址计数器清零，然后LED阵列地址计数器清零。显示驱动模块的扫描步骤为把双端RAM地址计数器的值作为地址，向双端RAM发出读数据请求，读出一个数据；把LED阵列地址计数器的值作为地址，把读到的数据作为数据，分别写入LED阵列的地址信号接口与数据信号接口，完成对相应LED单元D触发器的赋值，从而控制对应LED单元的导通与断开；等到下一个计时时刻到来，两个计数器同时计数；判断双端RAM地址计数器的值是否达到其预置最大值，如是则转入起始状态，即进入双端RAM地址计数器的清零状态开始；若否则继续下一步骤；判断LED阵列地址计数器的值 是否达到其预置最大值，如是则转到LED阵列地址计数器的清零状态开始，若否则转入下一轮数据读取。显示驱动模块周而复始地工作，如果数据处理模块中有正常视频信号，则LED阵列显示视频画面；如果数据处理模块本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种LED显示处理方法与显示驱动方法，其特征在于：由数据处理模块和显示驱动模块组成，这两个模块之间通过双端RAM进行数据传递。
【技术特征摘要】
1.一种LED显示处理方法与显示驱动方法，其特征在于由数据处理模块和显示驱动模块组成，这两个模块之间通过双端RAM进行数据传递。2.根据权利要求I所述的数据处理模块，其特征在于由处理器(111)、视频信号接口(112)、系统Flash (113)、系统内存(114)以及双端RAM接口等单元组成；完成视频输入信号的读取、数据的预处理、数据的PWM序列化、P丽序列重组以及向双端RAM中写入PWM重组数据等功能。3.根据权利要求I所述的显示驱动模块，其特征在于由数据读取与发送模块(121)与红绿蓝三色LED阵列(122)组成；红绿蓝三色LED阵列的每个像素由红、绿、蓝三种LED单元组成；每个LED单元由一个D触发器控制LED通断的电路组成；数据读取与发送模块通过地址总线和数据总线连接LED阵列模块；数据读取与发送模块从双端RAM读取数据然后写入LED阵列。4.根据权利要求2所述的视频输入信号读取功能，其特征在于把红、绿、蓝三个分量分开存储，其中，“分开存储”的含义是指每个颜色分量的数据在内存中依次连续存放。5.根据权利要求2所述的系统Flash单元与数据预处理功能，其特征在于进行逐点亮度校正和逐点色彩校正；校正系数分别存储在Flash中，系统启动后把系数从Flash拷贝到内存。6.根据权利要求2所述的数据PWM序列化功能，其特征在于对每个数据生成其PWM序列串；序列串的位数等于数据位数所能表示的最大整数个数，序列串的每一位有‘0’或‘I’两种可能值；序列串中决定LED导通的值个数等于数据的值；PWM序列串中‘0’和‘I’分散。7.根据权利要求2所述的PWM序列重组功能，其特征在于PWM序列重组以PWM的位依次进行，一个位的数据重组完成后进入下一位的数据重组；每一位的数据重组以LED像素行进行，一个像素行数据重组完成后进入下一像素行的数据重组；每一像素行的数据重组分为三个颜色行，三个颜色行以行的次序依次进行，一个颜色行完成数据位重组后进入下一颜色行的数据重组，三个颜色行的数据重组完成后进入下一像素行的数据重组；数据重组的单元位数等于双端RAM的数据总线宽度；把一...
【专利技术属性】
技术研发人员：李相国，
申请(专利权)人：河南工业大学，
类型：发明
国别省市：
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