[实用新型]同步全彩LED显示控制装置

说明书

技术领域

本实用新型属于LED显示屏控制系统领域，具体涉及一种全彩LED显示屏的同步控制装置。

背景技术

LED屏幕显示系统主要由信号控制系统、扫描和驱动电路以及LED屏幕组成。LED显示屏的控制核心是LED显示屏控制系统，目前多采用模块化设计结构，包括主控电路和扫描控制电路，主控电路的任务是生成或接收LED显示所需的数字信号(由数字信号源如PC机，DVD等视频发出)，并控制整个LED显示系统的各个部件，按一定的分工和时序协调工作。待显示数据就绪后，主控电路首先将第一行数据送入移位寄存器并锁存，然后由扫描控制电路的行扫描电路选通，LED阵列的第一行点亮一段时间后再以同样方法显示后续行，至完成一帧的显示内容，如此循环往复，根据视觉暂留的原理，能够实现让肉眼没有明显的停顿感，如果显示屏面积很大，传输的数据量也非常大，则会增加显示系统的响应时间，引起闪烁，为提高视觉效果，可以分区并行显示。

1、LED显示屏控制系统原理

从传统上来讲，LED显示屏控制系统主要分成同步和异步两种类型。其区分标准主要是信号源、节目源与屏体显示之间的关系。如果屏体与信号源同步到则称之为同步LED显示屏控制系统，反之则称为异步LED显示屏控制系统。同步控制系统一般的数字信号源为计算机的显卡图像信息或直接采用视频信号源，主控系统采用硬件映射方式将图像内容通过采集、存储、格式转换等一系列处理后驱动屏体电路。同步控制系统的带宽大、信息处理能力强、一般都能够实现高灰度及高刷新率，但是造价较高、系统复杂、脱不开信号源；异步系统简单方便、价格便宜，但是效果较弱，一般无法实现灰度。

2、现场可编程FPGA/CPLD控制技术

设计单色及灰度等级不高的大屏幕时，可采用基于单片机的设计方案，要实现高难度图文动态特技显示和多灰度级显示时，则应选择基于可编程逻辑器件的设计方案或基于嵌入式技术的设计方案。现场可编程门阵列FPGA芯片的片内资源越来越丰富，许多器件内部都集成了RAM块。这些RAM块可通过软件设置成单端口RAM，双端口RAM等满足系统对数据处理的需要。由于LED显示屏视频图像信号频率高，数据量大，要求可实时处理，屏幕电路的数字逻辑复杂，采用FPGA/CPLD设计控制电路可以简化同步LED控制系统结构，便于调试。FPGA/CPLD器件可对其中的同步控制，主从控制，读写控制和灰度调制等大量电路进行集成，使图像数据处理更为快速，图像更加稳定，而且系统结构紧凑，工作可靠性提高。

发明内容

本实用新型的目的是，提供一种同步全彩LED显示控制装置，简化LED显示屏同步控制系统的结构，并提供PCI接口和USB接口，方便用户根据需要选择不同的通讯方式。

本实用新型的技术方案是：同步全彩LED显示控制装置，由上位计算机控制总线连接，并设有主控板、HUB扫描卡、LED显示屏总线模块，主控板和HUB扫描卡各由一块FPGA或CPLD芯片电路构成，主控板的FPGA芯片输入端连接显卡输出端口，HUB扫描卡的FPGA芯片电路输出端连接LED显示屏总线端口，上位计算机控制系统总线连接主控板和HUB扫描卡FPGA芯片的接口电路，LED显示屏端口及驱动电路连接LED显示屏。FPGA芯片电路可由CPLD芯片电路替换。

本实用新型进一步改进是：主控板的接口电路上设有PCI接口和USB接口。

本实用新型由主控卡和HUB扫描卡以及转接板组成，支持实像素和虚拟象素。主控制卡设有PCI接口和USB接口，用户可根据需要来选择不同的通讯方式。本实用新型综合运用单片机技术和FPGA/CPLD技术，利用单片机实现数据的处理，存储和通信功能，利用FPGA/CPLD实现数据的灰度调制，扫描显示等功能，这种方案对单片机和FPGA/CPLD的资源要求都不是很高，电路设计也相对较容易，既保证了显示效果，又节约了设计成本。由于应用了高级FPGA技术，可远程管理主控制卡和HUB扫描接收卡，通过INTERNET更新控制系统版本。

附图说明

图1为同步控制系统示意图。

图2为普通异步控制系统示意图。

图3为本实用新型主控板FPGA芯片电路框图。

图4为本实用新型HUB扫描卡FPGA芯片电路框图。

图5为本实用新型主控板原理图。

图6为本实用新型HUB扫描卡原理图。

图7为本实用新型系统框图。

具体实施方式