[实用新型]嵌入式LED显示屏全彩同步播放装置

说明书

一、技术领域

本实用新型涉及应用于LED显示屏控制系统领域的一种控制系统，尤其是LED全彩同步播放装置。

二、背景技术

LED显示屏指将LED器件排列成矩阵的方式，以显示图象信息的模式，以点阵模式进行显示。屏体主要由发光管、行和列驱动电路构成，尤其是全彩模式效果好，LED显示屏同步播放控制系统按照一定时序去驱动LED显示屏的行列驱动电路，以控制LED发光管的亮和灭，利用人眼的视觉暂留效应，形成连续稳定的图形画面。LED 显示屏控制系统是LED 显示的核心。LED显示器件的特性有了很大的提高，因此对其控制系统提出了更高的要求。

在信息化时代IT行业高速发展的今天，电子产品的更新换代更是日新月异，因此搭建一个性能优良、安全可靠的嵌入式硬件平台可能需要考虑到众多的因素。如处理器：处理器组件是不可逆转的；因为，除非放弃所完成的大部份开发过程，并且重新设计，否则处理器在某种程度上来说，是无法改变的。在开发程中，所有接触到芯片的硬件将改变，大部份的软件也一样，中途改变处理器可说是一场灾难，所以选择正确的芯片是主要的关键。这个决定是有赖于目前的产品生命周期；操作系统：一旦选定了操作系统、内核、实时程序，或是排程程序(scheduler)，软件的模型便固定了。尽管硬件选项可取决于操作系统的选择，但仍需整个放弃既有软件架构并重新开发，才有可能重回到起始点。操作系统通常决定着处理器的选择，处理器则无法改变操作系统；系统逻辑：尤其是核心逻辑芯片组、可编程逻辑、FPGA，以及其它接口设备和处理器外部的硬件。总线接口：系统总线、电路板总线，以及I/O总线等均定义了产品的适用范围。

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。其主要的区分标准主要是从信号源、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。同步控制系统一般信号源为计算机的显卡图象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象内容通过采集、存储、格式转换等一系列处理后驱动屏体电路，其简单的示意图1所示。图１为同步控制系统示意图。同步控制系统可采用SDRAM和PCI接口，传输可采用RS422标准，所以线缆较多，或采用以太网物理层。异步控制系统的组成如图２所示，图２为普通异步控制系统示意图。

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。

近年来，针对用户的要求， 利用电子技术的发展，试图将同步和异步LED控制系统的优点结合起来，推出了两种嵌入式控制系列。其中一种基于PC104工控机，其结构如图３所示。

这种模式取得了客户的认可，尤其在高速公路的显示屏应用上，但是这种模式的系统复杂、造价高，影响了其大范围推广。鉴于这种情况本申请人从2003年开始着手研究基于ARM嵌入式系统的LED显示屏控制系统。

嵌入式系统的控制原理：ARM嵌入式系统产品控制整个LED全彩显示系统由上位机、嵌入式全彩控制系统、全彩LED显示屏三部分组成，涉及到本申请开发的内容包括：上位机的遥控服务软件和节目编排软件、嵌入式全彩控制系统的软硬件。

（一）硬件系统

整机硬件电路由节目源、显示控制、显示驱动和供电电源组成。

（二）软件系统

在公开源代码的ARM-LINUX基础上进行开发，应用软件包括以下几个主要模块：（如图６）

（a）网络通讯和守护线程：守护线程负责监视可能存在的各种网络连接，一旦发现上位机来访，立刻创建通讯线程建立网络连接，允许建立多个连接，不同的端口提供不同功能的服务，传输、控制、检测，或其他特殊服务。

（b）文件系统支持：对NTFS、FAT、FAT32、EXT2、EXT3，等分区结构提供支持，确保使用USB储存设备时能可靠识别，正确读写。

（c）显示内容处理程序

这可能是个多线程的程序，当多窗体时每个窗体都有自己独立的显示处理线程，根据节目表完成信息内容显示，特技效果的实现。