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CN113724646B - 用于led显示屏的驱动控制方法及装置 - Google Patents

用于led显示屏的驱动控制方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于LED显示屏的驱动控制装置，所述驱动控制装置包括由多个LED驱动控制芯片构成的阵列，所述LED驱动控制芯片包括一个使能管脚、一个数据管脚和多个亮度控制管脚；所述由多个LED驱动控制芯片构成的阵列中，所述阵列的每一行的LED驱动控制芯片的使能管脚相连接构成该行LED驱动控制芯片的选通线，每一列的LED驱动控制芯片的数据管脚相连接构成该列LED驱动控制芯片的数据线；所述选通线上输入时钟信号时，该选通线上的所有LED驱动控制芯片被选通，并可以接收其数据线上所输入的用于控制LED发光元件亮度的亮度数据；所述亮度数据包括多组数据，每一组数据通过一个对应的亮度控制管脚控制对应的一组LED发光元件的亮度。

Description

用于LED显示屏的驱动控制方法及装置
技术领域
本发明涉及显示驱动技术领域，尤其涉及一种用于LED显示屏的驱动控制方法及装置。
背景技术
发光二极管(LED)具有寿命长，亮度高，且防水防尘的特性。随着制造工艺的进步，LED近年来被广泛应用于屏幕显示领域。实际应用中，大量的LED元件以阵列的方式排布在显示面板内部的背光层，LED元件与驱动芯片的输出管脚相连。为节省芯片数量，每颗LED驱动芯片通常具有多个输出通道，即一颗LED驱动芯片可独立地控制连在其输出管脚上的多个LED元件的亮度。由于LED的亮度与其流经电流的大小相关，使用时，用户通过LED驱动芯片提供的通信控制接口来控制每个LED通道上电流的大小，进而实现亮度控制。
目前绝大多数显示LED驱动芯片的通信控制方式介绍如下。如图1所示，假设一颗LED驱动芯片控制4个通道，则该芯片具有5个通信控制管脚。其中4个管脚为使能管脚，提供不同通道的使能信号。另外1个管脚为数据管脚，提供亮度数据。图2给出现有技术下，LED驱动芯片阵列及LED元件的拓扑关系。调节阵列中LED亮度时，顺次选通C1，C2等所有使能管脚，同时在D1，D2等所有数据管脚上输入对应LED的亮度数据。例如选通C1时，D1，D2，D3等数据管脚分别同时输入LED11，LED12，LED13对应的亮度数据；选通C2时，D1，D2，D3等数据管脚分别同时输入LED21，LED22，LED23对应的亮度数据。
现有技术的通信控制方式仅对数据管脚做了时分复用的策略。对于通道使能管脚，并未进行复用处理。这造成了芯片管脚过多，增加了芯片的生产制造成本。此外，过多的芯片管脚对集成电路的布线，信号传输过程中完整性等问题都带来较大的挑战。当LED驱动芯片的输出通道数目增加时，上述问题会更加严重。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是减少LED驱动控制芯片的管脚数量，从而简化LED显示装置在集成电路布线过程中的线路复杂程度。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于LED显示屏的驱动控制装置，所述驱动控制装置包括由多个LED驱动控制芯片构成的阵列，所述LED驱动控制芯片包括一个使能管脚、一个数据管脚和多个亮度控制管脚；
所述由多个LED驱动控制芯片构成的阵列中，所述阵列的每一行的LED驱动控制芯片的使能管脚相连接构成该行LED驱动控制芯片的选通线，每一列的LED驱动控制芯片的数据管脚相连接构成该列LED驱动控制芯片的数据线；
所述选通线上输入时钟信号时，该选通线上的所有LED驱动控制芯片被选通，并可以接收其数据线上所输入的用于控制LED发光元件亮度的亮度数据；所述亮度数据包括多组数据，每一组数据通过一个对应的亮度控制管脚控制对应的一组LED发光元件的亮度。
在一个实施例中，所述LED驱动控制芯片利用与选通线上相同时钟频率采样数据管脚上的亮度数据信息，从而顺次获知其控制的多个通道的LED发光元件亮度数据。
本发明还提供一种用于LED显示屏的驱动控制装置，所述驱动控制装置包括由多个LED驱动控制芯片构成的阵列，所述LED驱动控制芯片包括一个使能管脚、一个数据管脚和多个亮度控制管脚；
所述由多个LED驱动控制芯片构成的阵列中，所述阵列的每一行的LED驱动控制芯片的使能管脚相连接构成该行LED驱动控制芯片的选通线，每一列的LED驱动控制芯片的数据管脚相连接构成该列LED驱动控制芯片的数据线；
所述选通线上输入高电平信号时，该选通线上的所有LED驱动控制芯片被选通，并可以接收其数据线上所输入的用于控制LED发光元件亮度的亮度数据；所述亮度数据包括多组数据，每一组数据通过一个对应的亮度控制管脚控制对应的一组LED发光元件的亮度；
每一组数据的起始位置还包括辅助时钟信号。
在一个实施例中，所述LED驱动控制芯片利用每一数据起始位置的辅助时钟信号的时钟频率采样数据管脚上的亮度数据信息，从而顺次获知其控制的多个通道的LED发光元件亮度数据。
本发明的另一个方面还在于提供一种用于LED显示屏的驱动控制方法，所述方法包括：
利用LED驱动控制芯片构成LED驱动控制阵列；所述LED驱动控制芯片包括一个使能管脚、一个数据管脚和多个亮度控制管脚；
所述由多个LED驱动控制芯片构成的阵列中，所述阵列的每一行的LED驱动控制芯片的使能管脚相连接构成该行LED驱动控制芯片的选通线，每一列的LED驱动控制芯片的数据管脚相连接构成该列LED驱动控制芯片的数据线；
所述选通线上输入时钟信号时，该选通线上的所有LED驱动控制芯片被选通，并可以接收其数据线上所输入的用于控制LED发光元件亮度的亮度数据；所述亮度数据包括多组数据，每一组数据通过一个对应的亮度控制管脚控制对应的一组LED发光元件的亮度。
在一个实施例中，所述LED驱动控制芯片利用与选通线上相同时钟频率采样数据管脚上的亮度数据信息，从而顺次获知其控制的多个通道的LED发光元件亮度数据。
在一个实施例中，当一条选通线选的时钟信号变为持续低电平时，下一行将要选通的选通线保持预定时长的低电平，当下一行将要选通的选通线的时钟信号中的第一个上升沿到来时，数据线开始输入LED亮度数据。
本发明还提供一种用于LED显示屏的驱动控制方法，所述方法包括：
利用LED驱动控制芯片构成LED驱动控制阵列；所述LED驱动控制芯片包括一个使能管脚、一个数据管脚和多个亮度控制管脚；
所述由多个LED驱动控制芯片构成的阵列中，所述阵列的每一行的LED驱动控制芯片的使能管脚相连接构成该行LED驱动控制芯片的选通线，每一列的LED驱动控制芯片的数据管脚相连接构成该列LED驱动控制芯片的数据线；
所述选通线上输入高电平信号时，该选通线上的所有LED驱动控制芯片被选通，并可以接收其数据线上所输入的用于控制LED发光元件亮度的亮度数据；所述亮度数据包括多组数据，每一组数据通过一个对应的亮度控制管脚控制对应的一组LED发光元件的亮度；
每一组数据的起始位置还包括辅助时钟信号。
在一个实施例中，所述LED驱动控制芯片利用每一数据起始位置的辅助时钟信号的时钟频率采样数据管脚上的亮度数据信息，从而顺次获知其控制的多个通道的LED发光元件亮度数据。
在一个实施例中，当一条选通线选的时钟信号变为持续低电平时，下一行将要选通的选通线保持预定时长的低电平，当下一行将要选通的选通线信号拉高时，数据线开始输入LED亮度数据。
与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点：
本发明中通过仅使用LED驱动控制芯片的一个使能管脚和一个数据管脚，实现了驱动控制芯片的使能管脚和数据管脚的同时复用，从而大大简化了LED驱动控制电路的布线复杂程度，简化了LED控制驱动集成电路的复杂程度。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是现有技术中的LED驱动控制芯片的结构示意图；
图2是现有技术中的LED驱动控制阵列的结构示意图；
图3是本发明一实施例的LED驱动控制芯片的结构示意图；
图4是本发明一实施例的LED驱动控制阵列的结构示意图；
图5是本发明一实施例的LED驱动控制装置的选通线与数据线通讯协议的示意图；
图6是本发明另一实施例的LED驱动控制装置的选通线与数据线通讯协议的示意图；
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图3-6对本发明作进一步地详细说明。
第一实施例
图3是根据本发明一实施例的LED驱动芯片示意图。图4是根据本发明一实施例的由LED驱动芯片阵列构成的LED驱动机构的结构示意图。下面结合图3-4对本发明进行说明。
如图3所示，本实施例中，每颗LED驱动芯片包含4个输出通道，其分别与4组LED元件相连。通信控制方面，每颗LED驱动芯片仅包含一个使能管脚C和一个数据管脚D。通过对使能管脚C和数据管脚D各自时分复用，来控制4个输出通道上LED元件的亮度。
使用本实施例的LED驱动芯片组成如图4所示的LED驱动芯片阵列对LED显示装置进行LED亮度调节。在进行调节LED亮度时，顺次选通C1、C2、……等所有使能管脚。同时在D1，D2等所有数据管脚D上同时连续输入4组LED的亮度数据。以D1为例，当C1选通时，D1依次输入4组数据，分别对应LED11，LED21，LED31和LED41的亮度。当C2选通时，D1依次输入4组数据，分别对应LED51，LED61，LED71和LED81的亮度。
本实施例中，为了能够使得使能管脚C实现复用，所以使能管脚C仅设置为一条，所以当某一条使能管脚C被选通时，通过数据管脚D输入的LED亮度数据就需要进一步进行通讯协议的约定，使得LED驱动芯片能够对由数据管脚D输入的LED亮度数据进行解码，从而完成该LED驱动芯片所控制的4组LED元件进行正确的亮度控制。
如图5所示，本实施例中，使能管脚C和数据管脚D所遵循的通信协议方式为：当LED驱动芯片的使能管脚C输入时钟信号时，表明该LED驱动芯片被选通；同时由数据管脚D输入亮度数据。所述亮度数据包括4组数据，每组数据有N个比特。以选通线C1为例，对D1数据线而言，第一、二、三、四组数据依次代表LED11，LED21，LED31，LED41的亮度指令；同时，D2数据线上，同步传输着LED12，LED22，LED32，LED42的亮度指令；D3数据线上，同步传输着LED13，LED23，LED33，LED43的亮度指令。各被选通的LED驱动芯片根据使能管脚C上的时钟输入，同步采样数据管脚D上的数据信息，从而顺次获知其控制的四个通道LED亮度指令。当选通线C1、C2、C3、C4……依次被选通并同时完成LED亮度数据的输入时，即完成了对LED显示屏亮度控制的逐行扫描。在某一条选通线选通结束，即该选通线的时钟信号变为持续低电平时，规定下一行将要选通的选通线并不会立即输入时钟信号进行选通，而是，该下一行将要选通的选通线保持一段时间t的低电平，在时间t内，上一条选通线与下一条线均为低电平状态，而时间t内对应的数据线的输入数据也不会被LED驱动芯片接收。一种可选的方式为，时间t内的数据线输入为低电平。当该下一行将要选通的选通线的时钟信号中的第一个上升沿到来时，数据线开始输入LED亮度数据。通过上述设置，可以保证每次数据线输入的LED亮度数据均能够被芯片完整的接收。
根据发光LED器件特性，其亮度与流经的电流正相关。因此，本实施例中由数据管脚D输入亮度数据的实质为电流指令，用于配置LED驱动芯片对其驱动端口上恒流控制的目标值。LED驱动芯片实现恒流控制有多种方式，其中常见方式即由运算放大器及所驱动的MOSFET构成负反馈回路，使得运放的反馈端电压值逼近参考端电压值。由于反馈端电压值与LED灯串上电流成正比，控制参考端电压即可控制LED灯串上电流。因此，恒流控制指令其实质为运放的参考端电压大小。
第二实施例
本实施例中的LED驱动芯片以及由LED驱动芯片构成的驱动阵列与第一实施例的相同，本实施例与第一实施例的区别在于对使能管脚C和数据管脚D所遵循的通信协议方式进行了改进，如图6所示，本实施例中的使能管脚C和数据管脚D所遵循的通信协议方式为：LED驱动芯片的使能管脚C输入高电平信号时，表明该LED驱动芯片被选通；同时由数据管脚D输入亮度数据。所述亮度数据包括4组亮度数据及辅助时钟数据，每组亮度数据有N个比特，所述辅助时钟数据置于亮度数据之前，其用于确定LED驱动芯片对于亮度数据的采样时钟频率。以选通线C1为例，对D1数据线而言，第一、二、三、四组数据依次代表LED11，LED21，LED31，LED41的亮度指令；同时，D2数据线上，同步传输着LED12，LED22，LED32，LED42的亮度指令；D3数据线上，同步传输着LED13，LED23，LED33，LED43的亮度指令。各被选通的LED驱动芯片根据使能管脚C上的高电平输入，利用数据线输出的辅助时钟频率采样数据管脚D上的数据信息，从而顺次获知其控制的四个通道LED亮度指令。当选通线C1、C2、C3、C4……依次被选通并同时完成LED亮度数据的输入时，即完成了对LED显示屏亮度控制的逐行扫描。在某一条选通线选通结束，即该选通线信号变为持续低电平时，规定下一行将要选通的选通线并不会立即输入高电平信号进行选通，而是，该下一行将要选通的选通线保持一段时间t的低电平，在时间t内，上一条选通线与下一条线均为低电平状态，而时间t内对应的数据线的输入数据也不会被LED驱动芯片接收。一种可选的方式为，时间t内的数据线输入为低电平。当下一行将要选通的选通线信号拉高时，数据线开始输入LED亮度数据。通过上述设置，可以保证每次数据线输入的LED亮度数据均能够被芯片完整的接收。
本实施例中，每一次由数据线向LED驱动芯片传输数据时，都会首先向LED驱动芯片输入2个周期的辅助时钟信号数据，该辅助时钟信号用于确定接下来LED驱动芯片对亮度数据进行采样的采样频率。更进一步的，亮度数据中的每个比特在时钟上升沿从发射端顺次发出，在时钟下降沿被接收端采集。因此接收端在正确采集亮度数据前需恢复出时钟信号。恢复方法为，在发射亮度数据之前，发射端在数据线上预先发送几个用于亮度数据传输的时钟波形，接收端使用内置的高频时钟采集该波形。由于时钟波形仅通过频率和相位描述，接收端通过计算连续两个上升沿间隔即可获知频率信息，通过采集上升沿和下降沿位置即可获知相位信息。据此，接收端可恢复出数据传输的时钟信号。
在本发明中，LED驱动芯片所输出的亮度数据不仅仅限于控制4组LED发光元件，现有技术中，在LED显示装置集成电路中的LED驱动芯片一般是置于4组LED发光元件所构成的正方形结构中的中心点的，因此为了LED驱动芯片的布线方便，LED驱动芯片一般仅控制距离其最近的4组LED发光元件。根据本发明的技术，当LED驱动芯片用于控制更多组LED发光元件时，仅需要对数据线上输入的亮度数据中增加对应的LED元件的亮度控制数据，并相应的延长选通线上的选通信号持续时间即可。
以上所述，仅为本发明的具体实施案例，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术的技术人员在本发明所述的技术规范内，对本发明的修改或替换，都应在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于LED显示屏的驱动控制装置，其特征在于，所述驱动控制装置包括由多个LED驱动控制芯片构成的阵列，所述LED驱动控制芯片包括一个使能管脚、一个数据管脚和多个亮度控制管脚；
所述由多个LED驱动控制芯片构成的阵列中，所述阵列的每一行的LED驱动控制芯片的使能管脚相连接构成该行LED驱动控制芯片的选通线，每一列的LED驱动控制芯片的数据管脚相连接构成该列LED驱动控制芯片的数据线；
所述选通线上输入时钟信号时，该选通线上的所有LED驱动控制芯片被选通，并可以接收其数据线上所输入的用于控制LED发光元件亮度的亮度数据；所述亮度数据包括多组数据，每一组数据通过一个对应的亮度控制管脚控制对应的一组LED发光元件的亮度。
2.根据权利要求1所述的驱动控制装置，其特征在于，所述LED驱动控制芯片利用与选通线上输入使能管脚的时钟信号相同的时钟频率采样数据管脚上的亮度数据信息，从而顺次获知其控制的多个通道的LED发光元件亮度数据。
3.一种用于LED显示屏的驱动控制装置，所述驱动控制装置包括由多个LED驱动控制芯片构成的阵列，所述LED驱动控制芯片包括一个使能管脚、一个数据管脚和多个亮度控制管脚；
所述由多个LED驱动控制芯片构成的阵列中，所述阵列的每一行的LED驱动控制芯片的使能管脚相连接构成该行LED驱动控制芯片的选通线，每一列的LED驱动控制芯片的数据管脚相连接构成该列LED驱动控制芯片的数据线；
所述选通线上输入高电平信号时，该选通线上的所有LED驱动控制芯片被选通，并可以接收其数据线上所输入的用于控制LED发光元件亮度的亮度数据；所述亮度数据包括多组数据，每一组数据通过一个对应的亮度控制管脚控制对应的一组LED发光元件的亮度；
每一组数据的起始位置还包括辅助时钟信号。
4.根据权利要求3所述的驱动控制装置，其特征在于，每一次由数据线向LED驱动芯片传输数据时，都会首先向LED驱动芯片输入2个周期的辅助时钟信号数据，该辅助时钟信号用于确定接下来LED驱动芯片对亮度数据进行采样的采样频率。
5.一种用于LED显示屏的驱动控制方法，其特征在于，所述方法包括：
利用LED驱动控制芯片构成LED驱动控制阵列；所述LED驱动控制芯片包括一个使能管脚、一个数据管脚和多个亮度控制管脚；
所述由多个LED驱动控制芯片构成的阵列中，所述阵列的每一行的LED驱动控制芯片的使能管脚相连接构成该行LED驱动控制芯片的选通线，每一列的LED驱动控制芯片的数据管脚相连接构成该列LED驱动控制芯片的数据线；
所述选通线上输入时钟信号时，该选通线上的所有LED驱动控制芯片被选通，并可以接收其数据线上所输入的用于控制LED发光元件亮度的亮度数据；所述亮度数据包括多组数据，每一组数据通过一个对应的亮度控制管脚控制对应的一组LED发光元件的亮度。
6.根据权利要求5所述的驱动控制方法，其特征在于，所述LED驱动控制芯片利用与选通线上输入使能管脚的时钟信号相同的时钟频率采样数据管脚上的亮度数据信息，从而顺次获知其控制的多个通道的LED发光元件亮度数据。
7.根据权利要求5所述的驱动控制方法，其特征在于，当一条选通线选的时钟信号变为持续低电平时，下一行将要选通的选通线保持预定时长的低电平，当下一行将要选通的选通线的时钟信号中的第一个上升沿到来时，数据线开始输入LED亮度数据。
8.一种用于LED显示屏的驱动控制方法，其特征在于，所述方法包括：
利用LED驱动控制芯片构成LED驱动控制阵列；所述LED驱动控制芯片包括一个使能管脚、一个数据管脚和多个亮度控制管脚；
所述由多个LED驱动控制芯片构成的阵列中，所述阵列的每一行的LED驱动控制芯片的使能管脚相连接构成该行LED驱动控制芯片的选通线，每一列的LED驱动控制芯片的数据管脚相连接构成该列LED驱动控制芯片的数据线；
所述选通线上输入高电平信号时，该选通线上的所有LED驱动控制芯片被选通，并可以接收其数据线上所输入的用于控制LED发光元件亮度的亮度数据；所述亮度数据包括多组数据，每一组数据通过一个对应的亮度控制管脚控制对应的一组LED发光元件的亮度；
每一组数据的起始位置还包括辅助时钟信号。
9.根据权利要求8所述的驱动控制方法，其特征在于，每一次由数据线向LED驱动芯片传输数据时，都会首先向LED驱动芯片输入2个周期的辅助时钟信号数据，该辅助时钟信号用于确定接下来LED驱动芯片对亮度数据进行采样的采样频率。
10.根据权利要求8所述的驱动控制方法，其特征在于，当一条选通线选的时钟信号变为持续低电平时，下一行将要选通的选通线保持预定时长的低电平，当下一行将要选通的选通线信号拉高时，数据线开始输入LED亮度数据。
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