一种单线串接通信的LED显示系统设计

图2 常用的大型LED显示系统

　　本文提出的新型LED 显示系统基于当今热点通信技术之一的单总线技术。它通过单条连接线解决了通信和供电的问题，具有结构简单、成本低廉、节省I/O 口资源、便于总线扩展和维护等优点。该LED 显示系统可以有效地解决上述问题。

2 系统架构及其通信方法

　　2. 1 系统架构

　　本文提出了一种通信速度高、在大部分应用场合下LED 控制板只需输出一组通信信号、生产成本低、应用支持方便的新型LED 显示系统。系统由一个LED 控制板和若干个依次串接的LED 单元板组成，LED 单元板的数量视LED 显示系统的规模而定。该系统基于单线通信协议，系统架构图如图3 所示。

图3 LED显示系统架构

　　LED 单元板由一个LED 通信电路、若干个开关管和若干个LED 驱动电路组成。其中，LED 通信电路端口包括通信信号输入端、通信信号输出端、动态显示扫描时序输出端、控制信号输出端和数据输出端。

　　2. 2 通信方法

　　LED 控制板发出通信信号提供给第一个LED单元板上LED 通信电路的通信信号输入端，此后的各LED 单元板的LED 通信电路的通信信号输出端连接下一个LED 单元板的LED 通信电路的通信信号输入端，最后一个LED 单元板的LED 通信电路的通信信号输出端悬空或者返回到LED 控制板，组成了本文所述的LED 显示系统的通信系统。

　　基于图2 所示的LED 显示系统架构和以上所述的通信系统，其通信方法如下：

　　定义LED 通信电路包括通信信号输入端、通信信号输出端、动态显示扫描时序输出端（SCAN<7:0>）、控制信号输出端（En、Lat、Clk）、数据输出端（DATAOUT）；定义通信信号包括通信信号输出指令、动态显示扫描时序解析指令、控制信号时序控制解析指令、数据；各LED 单元板上LED 通信电路根据接收到的通信信号，解析出通信信号输出并经通信信号输出端提供给下一个LED 单元板的LED 通信电路的通信信号输入端；各LED 单元板的LED 通信电路根据接收到的通信信号，解析出动态显示扫描时序并经动态显示扫描时序输出端（SCAN<7:0>）控制本LED 单元板的开关管；各LED 单元板的LED 通信电路根据接收到的通信信号，解析出控制信号时序并经控制信号输出端（En、Lat、Clk）控制本LED 单元板的LED 驱动电路；各LED 单元板的LED 通信电路根据接收到的通信信号，解析出数据，经数据输出端（DATAOUT）提供给本LED 单元板的第一驱动电路数据信号输入，本LED 单元板的各LED 驱动电路的数据信号输出连接下一个LED 驱动电路的数据信号输入，最后一个LED 单元板的LED 通信电路的通信信号输出端悬空或者返回到LED 控制板。

　　通信原理是系统将需要传输给各个LED 单元灯驱动电路的信号用一组串行的帧数据表示，接收这些信号的LED 单元灯驱动电路从输入帧数据中，根据通信模式和指令类型接收并处理接收到的数据，将处理后的数据构建成新的帧数据作为输出，根据通信模式和指令类型发送给后续地址有效的LED 驱动电路，完成一次通信。LED 通信电路根据接收到的通信信号进行解析的方法可采用《LED显示系统的单线串接通信方法》文中公开的方法。

　　3 结论

　　本文提出的LED 显示系统中，通信信号中包括的数据只需经过依次串接的各LED 单元板的LED通信电路，再由LED 通信电路的数据输出端控制本LED 单元板上的LED 驱动电路，显示刷新频率仅仅受限于LED 单元板的数量及LED 通信电路的通信速度，从而使通信速度得到了数量级的提高，在大部分应用场合下LED 控制板只需输出一组通信信号，即可实现LED 显示系统的控制，该LED 显示系统具有生产成本低、应用支持方便等优点。