一种LED阵列的控制装置、方法及LED显示屏与流程

一种led阵列的控制装置、方法及led显示屏
技术领域
1.本发明属于led显示技术领域，尤其涉及一种led阵列的控制装置、方法及led显示屏。


背景技术：

2.led是发光二极管的简称，是半导体二极管的一种，可以将电能转化为光能。发光二极管与普通二极管一样是由一个p极和一个n极结合组成，也具有单向导电性，当对发光二极管施加正向电压后，从p区注入到n区的空穴和由n区注入到p区的电子，在pn结附近数微米内分别与n区的电子和p区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中的电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量的多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或者黄光的二极管。
3.led已经应用到生活的方方面面，成为生活中最常用的电子元器件之一。通常led的驱动方式是利用开漏的mos管驱动led的阳极或者阴极，根据信号控制其1情况，现有技术中，led阵列通过共阳极或共阴极的行、列驱动方式。然而，该驱动方式存在以下缺点：io口的利用率不足。


技术实现要素：

4.为解决背景技术中提及的技术问题，本发明提供的一种led阵列的控制装置、方法及led显示屏，以解决现有led阵列采用行、列驱动方式驱动时，io口的利用率不足的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明的一种led阵列的控制装置、方法及led显示屏的具体技术方案如下：
6.一种led阵列的控制装置，led阵列包括m*n个led灯珠和m 1条总线，各灯珠的两端分别连接在不同的总线上，其中，m≥n；所述控制装置还包括：
7.控制器，m 1条总线分别连接在控制器上，控制器输出高电平、低电平或高阻态，以控制led灯珠的工作状态，以显示待显示字符。
8.进一步的，led阵列中的第i*i个led灯珠的输入端与第i条总线连接，第i*i个led灯珠的输出端与第i 1条总线连接。
9.进一步的，led阵列中的第i行中，第1列至第i
‑
1列的led灯珠的输入端分别与第1条至第i
‑
1条总线连接，输出端均与第i 1条总线连接。
10.进一步的，led阵列中的第i行中，第i 1列至第n列的led灯珠的输入端分别与第i 1条至第n 1条总线连接，输出端均与第i条总线连接。
11.进一步的，控制器包括主控芯片，主控芯片的io接口分别连接三态驱动电路，用于输出高电平、低电平或高阻态，各总线分别与三态驱动电路的输出端连接，三态驱动电路包括一个p型金属氧化物半导体效应晶体管和一个n型金属氧化物半导体效应晶体管串联组成。
12.进一步的，控制器还包括存储器和移位锁存器，存储器的输入端接收待显示信息的信号，存储器的输出端连接移位锁存器的输入端，移位锁存器的输出端连接主控芯片，存储器通过移位锁存器将待显示信息的信号发送至主控芯片。
13.进一步的，控制器还包括计数器、地址控制器和主从控制器，计数器用于接收外部同步时钟信号后分别将信号输出至地址控制器、主从控制器、读写控制器和同步控制器，主从控制器的输出端分别连接地址控制器和读写控制器的输入端，同步控制器的输出端分别连接读写控制器和移位锁存器的输入端，存储器分别接收地址控制器输出的地址信号和读写控制器输出的读写信号。
14.进一步的，还包括亮度检测模块，亮度检测模块用于获取待显示字符中各字符段的亮度；
15.控制器，用于当获取到的待显示字符中的字符段的亮度小于预设的亮度阈值时，控制器分配同一端并联在同一总线上的两个led灯珠作为显示所述待显示字符中的字符段的亮度小于预设的亮度阈值的目标led灯珠，控制器控制目标led灯珠时序点亮。
16.一种led阵列的控制方法，包括以下步骤：
17.实时获取时序点亮待显示字符的各字符段的亮度；
18.判断待显示字符中的各字符段的亮度是否小于预设的亮度阈值；
19.若存在待显示字符中的亮度小于预设的亮度阈值的字符段，重新分配同一端并联在同一总线上的两个led灯珠作为显示所述待显示字符中的字符段的亮度小于预设的亮度阈值的目标led灯珠，控制目标led灯珠时序点亮。
20.一种led显示屏，包括led阵列和上述的led阵列的控制装置。
21.本发明的一种led阵列的控制装置、方法及led显示屏具有以下优点：本发明提供的一种led阵列的控制装置、方法及led显示屏，通过将m*n的led阵列的各led灯珠的两端分别连接在不同的m 1条总线上，节约io接口的数量，大大降低了led阵列的驱动成本，当led显示的某字符段的亮度较低时，能够同时点亮两个led灯珠以显示亮度较低的字符段，从而提升led阵列显示字符时的亮度。
附图说明
22.图1为本发明实施例提供的led阵列第一实施例的显示驱动电路；
23.图2为本发明实施例提供的led阵列第二实施例的显示驱动电路；
24.图3为本发明三态驱动电路的电路图；
25.图4为本发明驱动led阵列第二实施例的扫描时序图；
26.图5为本发明实施例提供的led阵列的控制方法的控制流程图。
具体实施方式
27.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。
28.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了
便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
30.现有led阵列多采用共阴极和共阳极的行列驱动方案，以显示字符，通常的，在led阵列显示字符时，将字符分为多个字符段，通过时序扫描驱动的方式，控制与各字符段对应的led灯珠点亮，实现字符显示。
31.鉴于此，本发明通过采用led混联的方式，使led灯珠连接在不同的总线上，减少总线数量，从而减少io接口的数量，从而降低led阵列的驱动成本。如图1所示，在本实施例的技术方案中，一种led阵列的控制装置，led阵列包括m*n个led灯珠和m 1条总线，各灯珠的两端分别连接在不同的总线上，其中，m≥n，m、n均为整数；所述控制装置还包括：
32.控制器，m 1条总线分别连接在控制器上，控制器输出高电平、低电平或高阻态，以控制led灯珠的工作状态，以显示待显示字符。
33.具体的，m的取值至少为2，本led阵列的控制装置可适用于5*5的led阵列，或者6*7的led阵列，led灯珠的数量和排布方式可根据实际情况而定。
34.本发明实施例提供的led阵列的控制装置，通过控制器输出三种不同的状态，以控制led阵列的不同状态，从而有效对led阵列进行控制。
35.在本实施例中，led阵列中的第i*i个led灯珠的输入端与第i条总线连接，第i*i个led灯珠的输出端与第i 1条总线连接。
36.进一步的，led阵列中的第i行中，第1列至第i
‑
1列的led灯珠的输入端分别与第1条至第i
‑
1条总线连接，输出端均与第i 1条总线连接；led阵列中的第i行中，第i 1列至第n列的led灯珠的输入端分别与第i 1条至第n 1条总线连接，输出端均与第i条总线连接。
37.如图1所示，下面以4*4的led阵列为例进行说明：
38.第1行第1列的led0的输入端连接在总线l0上，输出端连接在总线l1上，第2行第2列的led5的输入端连接在总线l1上，输出端连接在总线l2上；第3行第3列的led10的输入端连接在总线l2上，输出端连接在总线l3上；第4行第4列的led15的输入端连接在总线l3上，输出端连接在总线l4上。
39.在第一行的led灯珠中，i 1列的灯珠包括三个，分别为led1
‑
led3，led1
‑
led3的输出端均连接在总线l0上，输入端分别连接在总线l1
‑
总线l3上。
40.在第二行的led灯珠中，i
‑
1列的灯珠包括一个，为led4，led4的输入端连接在总线l0上，输出端连接在总线l2上；i 1列的灯珠包括两个，分别为led6和led7，led6和led7的输出端均连接在总线l1上，输入端分别连接在总线l2和总线l3上。
41.在第三行的led灯珠中，i
‑
1列的灯珠包括两个，分别为led8和led9，led8和led9的输出端连接在总线l3上，输入端分别连接在总线l0和总线l1上；i 1列的灯珠包括1个，为
led11，led11的输入端连接在总线l3上，led11的输出端连接在总线l2上。
42.在第四行的led灯珠中，i
‑
1列的灯珠包括三个，分别为led12
‑
led14，led12
‑
led14的输出端连接在总线l4上，输入端分别连接在总线l0
‑
总线l2上。
43.如图1所示，本发明实施例的led阵列需要5个io接口，通过io接口输出不同的电平，发光二极管分别点亮。将总线l0、l1、l2、l3、l4作为一个数列，其对应数字为零代表输出低电平，对应数字为一代表输出高电平，对应字母z代表输出高阻态。例如总线l0输出高电平、总线l1输出低电平、总线l2
‑
l4输出高阻态，其对应的数列为[10zzz],此时发光二极管0亮起；io口对于led阵列的控制关系如下：
[0044]
[10zzz]对应led0灯珠亮；[01zzz]对应led1灯珠亮；[0z1zz]对应led2灯珠亮；[0zz1z]对应led3灯珠亮；[1z0zz]对应led4灯珠亮；[z10zz]对应led5灯珠亮；[z01zz]对应led6灯珠亮；[z0z1z]对应led7灯珠亮；[1zz0z]对应led8灯珠亮；[z1z0z]对应led9灯珠亮；[zz10z]对应led10灯珠亮；[zz01z]对应led11灯珠亮；[1zzz0]对应led12灯珠亮；[z1zz0]对应led13灯珠亮；[zz1z0]对应led14灯珠亮；[zzz10]对应led15灯珠亮。
[0045]
在本实施例中，控制器包括主控芯片，主控芯片的io接口分别连接三态驱动电路，用于输出高电平、低电平或高阻态，各总线分别与三态驱动电路的输出端连接，三态驱动电路包括一个p型金属氧化物半导体效应晶体管和一个n型金属氧化物半导体效应晶体管串联组成，通过所述p型金属氧化物半导体效应晶体管和所述n型金属氧化物半导体效应晶体管的不同状态来控制led端口的不同状态，从而达到控制驱动电路的目的。主控芯片可为单片机，时序输出高电平、低电平或高阻态，实现对led阵列的控制。
[0046]
具体的，控制器还包括存储器和移位锁存器，存储器的输入端接收待显示信息的信号，存储器的输出端连接移位锁存器的输入端，移位锁存器的输出端连接主控芯片，存储器通过移位锁存器将待显示信息的信号发送至主控芯片。
[0047]
进一步的，控制器还包括计数器、地址控制器和主从控制器，计数器用于接收外部同步时钟信号后分别将信号输出至地址控制器、主从控制器、读写控制器和同步控制器，主从控制器的输出端分别连接地址控制器和读写控制器的输入端，同步控制器的输出端分别连接读写控制器和移位锁存器的输入端，存储器分别接收地址控制器输出的地址信号和读写控制器输出的读写信号。
[0048]
进一步的，还包括亮度检测模块，用于获取待显示字符中各字符段的亮度；
[0049]
控制器，用于当获取到的待显示字符中的字符段的亮度小于预设的亮度阈值时，控制器分配同一端并联在同一总线上的两个led灯珠作为显示所述待显示字符中的字符段的亮度小于预设的亮度阈值的目标led灯珠，控制器控制目标led灯珠时序点亮。
[0050]
如图2所示，led1和led2的输出端并联在总线l0上，主控芯片输出[011zz]可同时点亮以显示同一字符段；led4和led5的输出端并联在总线l2上，主控芯片输出[110zz]可同时点亮以显示同一字符段；led6和led7的输出端并联在总线l1上，主控芯片输出[z011z]可同时点亮以显示同一字符段；led8和led9的输出端并联在总线l3上，主控芯片输出[11z0z]可同时点亮以显示同一字符段；led12和led13的输出端并联在总线l4上，主控芯片输出[11zz0]可同时点亮以显示同一字符段；led14和led15的输出端并联在总线l4上，主控芯片输出[zz110]可同时点亮以显示同一字符段。
[0051]
在图4中，seg0
‑
seg2对应总线l0
‑
l2的输出信号，此时序列中显示[10z]对应led0
灯珠亮，而后是[011]对应led1灯珠和led2灯珠亮。
[0052]
如图5所示，本发明实施例还提供了一种led阵列的控制方法，包括以下步骤：
[0053]
实时获取时序点亮待显示字符的各字符段的亮度；
[0054]
判断待显示字符中的各字符段的亮度是否小于预设的亮度阈值；
[0055]
若存在待显示字符中的亮度小于预设的亮度阈值的字符段，重新分配同一端并联在同一总线上的两个led灯珠作为显示所述待显示字符中的字符段的亮度小于预设的亮度阈值的目标led灯珠，控制目标led灯珠时序点亮。
[0056]
本发明实施例的led阵列的控制方法，当检测到存在某一字符段的亮度小于预设的亮度阈值时，选用同一端并联在同一总线上的两个led灯珠同时点亮，以提升所述字符段的亮度。
[0057]
本发明还提供了一种led显示屏，包括led阵列和上述的led阵列的控制装置。
[0058]
本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
[0059]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。