基于高精度时钟信号实现LED灯串显示同步的方法和系统与流程

本发明涉及led控制技术领域，特别是指一种基于高精度时钟信号实现led灯串显示同步的方法和系统。

背景技术：

实现不同的led灯串同步显示变化的方法，一种是通过同时上电的方式，把市电的交流信号频率作为单片机的时钟，控制led灯串同步显示，比如公开号为cn201075877y的中国实用新型专利公开了一种同步led灯串控制器，所述同步led灯串控制器包括：一时钟同步电路，接收一具有固定频率的参考信号，并根据所述参考信号产生一系统时钟；一计数电路，计数所述系统时钟，并产生一时序信号；一控制逻辑电路，接收所述时序信号以产生一控制信号；以及一驱动电路，接收所述控制信号以驱动至少发光二极管。但这种方式的缺点是必须同时上电，而且需要同一交流供电设备；另一种是用晶振作为单片机的时钟配合遥控器使用，控制led灯串同步显示，这种方法的缺点是晶振频率有误差，时间越长误差越大。

技术实现要素：

本发明提出一种基于高精度时钟信号实现led灯串显示同步的方法和系统，解决了现有技术中要么需要同时上电，需要同一交流供电设备；要么晶振频率有误差，时间越长误差越大的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于高精度时钟信号实现led灯串显示同步的方法，具体包括以下步骤：

s1，基于高精度时钟信号为数据处理模块进行同步授时，产生标准时钟；

s2，将标准时钟划分为若干时间段，每一时间段循环对应一组程序数据；

s3，将程序数据通过数据转换模块转换成合适的控制信号输出至led灯串。

作为本发明优选的一种基于高精度时钟信号实现led灯串显示同步的方法，所述高精度时钟信号为卫星时钟信号。

作为本发明优选的一种基于高精度时钟信号实现led灯串显示同步的方法，所述高精度时钟信号为gps时钟信号、北斗卫星时钟信号、glonass时钟信号或北斗时钟信号。

作为本发明优选的一种基于高精度时钟信号实现led灯串显示同步的方法，步骤1中基于高精度时钟信号为数据处理模块进行同步授时具体指的是高精度时钟信号接收模块把接收到卫星信号中的串口时间信息输出到数据处理模块，，数据处理模块得到符合规定的时间信息格式，产生标准时钟，完成同步授时服务。

作为本发明优选的一种基于高精度时钟信号实现led灯串显示同步的方法，数据转换模块输出的led灯串控制信号为dmx512协议的控制信号。

一种基于高精度时钟信号实现led灯串显示同步的系统，包括高精度时钟信号接收模块、数据处理模块、数据转换模块；

所述高精度时钟信号接收模块用于基于高精度时钟信号为数据处理模块进行同步授时，产生标准时钟；

所述数据处理模块用于将标准时钟划分为若干时间段，每一时间段循环对应一组程序数据；

所述数据转换模块用于将程序数据转换成合适的控制信号输出至led灯串。

作为本发明优选的一种基于高精度时钟信号实现led灯串显示同步的系统，所述高精度时钟信号接收模块为gps信号接收模块、北斗卫星信号接收模块、glonass信号接收模块。

作为本发明优选的一种基于高精度时钟信号实现led灯串显示同步的系统，所述高精度时钟信号接收模块把接收到卫星信号中的串口时间信息输出到数据处理模块，，数据处理模块得到符合规定的时间信息格式，产生标准时钟，完成同步授时服务。

本发明的有益效果在于：可以使不同控制器的led灯串实现同步变化，而且控制器与控制器之间不受距离的限制，在任何时间上电也能达到同步效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种基于高精度时钟信号实现led灯串显示同步的方法一个实施例的流程图；

图2为本发明一种基于高精度时钟信号实现led灯串显示同步的系统一个实施例的原理框图；

图3为本发明一种基于高精度时钟信号实现led灯串显示同步的系统另一个实施例的原理框图。

图中，1-高精度时钟信号接收模块；2-数据处理模块；3-数据转换模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明提出了一种基于高精度时钟信号实现led灯串显示同步的方法，具体包括以下步骤：

s1，基于高精度时钟信号为数据处理模块进行同步授时，产生标准时钟；

s2，将标准时钟划分为若干时间段，每一时间段循环对应一组程序数据；

s3，将led灯串控制数据经数据转换模块转换成合适的控制信号输出至led灯串。

作为本发明的一个优选实施例，高精度时钟信号为卫星时钟信号。具体的，所述高精度时钟信号为gps时钟信号、或北斗卫星时钟信号、glonass时钟信号。在其他的实施例中，高精度时钟信号也可采用其他方法产生的高精度时钟信号。

以gps时钟信号为例，gps时钟是基于最新型gps高精度定位授时模块开发的基础型授时应用产品。能够按照用户需求输出符合规约的时间信息格式，从而完成同步授时服务。主要原理是通过接收模块接收gps或其他卫星的串口时间信息输出到数据处理模块，，数据处理模块得到符合规定的时间信息格式，产生标准时钟，是目前达到纳秒级授时精度和稳定度在1e12量级频率输出的最有效方式。

本发明主要利用从gps上获取标准时钟信号，并确定以时间为基准分成若干时间段，led灯串的协议数据在对应的时间段内循环。

gps标准时钟通过单片机以时间为基准分成若干时间段，包括时间段1，时间段2，…时间段n，n为正整数。

时间段1被预设为对应程序数据1，时间段2被预设为对应程序数据2，…时间段n被预设为对应程序数据n，而且程序数据在各自的时间段内循环。

程序数据输出至数据转换模块后，转换成合适的控制信号控制led灯的变化。

由于gps时钟信号具有很高的精度，基于gps时钟实现led灯串同步显示的处理方法并与dmx512-1990数字灯光协议相结合的方式，可以使灯串控制的兼容性更广泛。利用这种方法制成的控制器，可以使不同控制器的led灯串实现同步变化，而且控制器与控制器之间不受距离的限制，在任何时间上电也能达到同步效果。

北斗卫星时钟信号、glonass时钟信号或北斗时钟信号与gps时钟信号的操作步骤相同，不再赘述。

作为本发明优选的一种基于高精度时钟信号实现led灯串显示同步的方法，led灯串控制信号为dmx512协议的控制信号。在其他的实施例中，也可以输出除dmx512-1990协议外的其他协议控制led灯串。

如图2和图3所示，本发明提出了一种基于高精度时钟信号实现led灯串显示同步的系统，包括高精度时钟信号接收模块1、数据处理模块2、数据转换模块3；

高精度时钟信号接收模块1用于基于高精度时钟信号为数据处理模块2进行同步授时，产生标准时钟；

数据处理模块2用于将标准时钟划分为若干时间段，每一时间段循环对应一组程序数据；

数据转换模块3用于将程序数据转换成合适的控制信号输出至led灯串。

作为本发明一个优选实施例，高精度时钟信号接收模块1为gps信号接收模块、北斗卫星信号接收模块、glonass信号接收模块。具体的，高精度时钟信号接收模块1把接收到卫星信号中的串口时间信息输出到数据处理模块2，，输出符合规定的时间信息格式，产生标准时钟，完成同步授时服务。高精度时钟信号接收模块1还可为利用其他方法产生/接收高精度时钟信号的模块。

以gps时钟信号为例，高精度时钟信号获取模块从gps时钟信号中获取标准时钟信号，并确定以时间为基准分成若干时间段，程序数据在对应的时间段内循环。

gps标准时钟通过数据处理模块以时间为基准分成若干时间段，包括时间段1，时间段2，…时间段n，n为正整数。

时间段1被预设为对应程序数据1，时间段2被预设为对应程序数据2，…时间段n被预设为对应程序数据n，而且程序数据在各自的时间段内循环。

数据处理模块2将程序数据输出至数据转换模块3转换成合适的控制信号控制led灯的变化。

本发明中的系统会包括至少一组高精度时钟信号接收模块1、数据处理模块2、数据转换模块3，高精度时钟信号接收模块1接收相同的高精度时钟信号，保证一致性，所有控制处理模块2内烧录有相同的时钟划分算法，进一步保证同步显示。每一时间段内循环程序数据，防止不同组别的程序数据的执行时长不同而导致的不同步。

本发明还可以用于分布式led显示屏，若干led显示屏的位置较远，且需要同步显示相同的画面，可在led显示屏上增加gps信号接收系统，以实现信号同步的功能。

本发明还可用于升级现有led显示装置，将数据处理模块2划分时间段的程序集成在高精度时钟信号接收模块1中，高精度时钟信号接收模块1将划分后的时间段信号传输给led显示装置，led显示装置将led控制信号与时间段进行一一对应，按照时间段向数据转换模块3输出控制命令或者高精度时钟信号接收模块1按照时间段给led显示装置控制信号，在未接收到下一个控制信号之前，led显示装置循环输出相同的控制命令。本发明可以使不同数据处理模块2的led灯串实现同步变化，而且数据处理模块2与数据处理模块2之间不受距离的限制，在任何时间上电也能达到同步效果。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。