[發明專利]一種LED顯示控制系統及其方法有效

申請號：	201310229029.2	申請日：	2013-06-09
公開（公告）號：	CN103295526A	公開（公告）日：	2013-09-11
發明（設計）人：	付如愿;汪文心;榮智林;劉軍;張凌云;陳天喜	申請（專利權）人：	南車株洲電力機車研究所有限公司
主分類號：	G09G3/32	分類號：	G09G3/32
代理公司：	湖南兆弘專利事務所 43008	代理人：	趙洪
地址：	412001 湖***	國省代碼：	湖南;43
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種 led 顯示控制系統及其方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種顯示控制系統及其方法，特別是涉及一種基于FPGA（Field?Programmable?Gate?Array，現場可編程門陣列）的LED（Light?Emitting?Diode，發光二極管）控制系統及其方法。

背景技術

LED信息顯示器是80?年代后期在全球迅速發展起來的新型信息顯示器，它利用發光二極管構成的點陣模塊或像素單元組成顯示屏幕，以可靠性高、使用壽命長、環境適應能力強、性價比高、使用成本低等特點，現在已經迅速成長為平板顯示的主流產品，在信息顯示領域得到了廣泛的應用。為高速動車組而設計的LED信息顯示器是動車組上的重要顯示設備之一，它安裝在列車內車廂兩端，用于實時發布列車的運行情況、車廂號、到站信息、緊急通知，新聞資訊和天氣預報等信息。

LED信息顯示器通常包括電源模塊、主控制模塊、顯示屏體及機械結構和布線等部分。其中，主控制模塊是LED信息顯示器的控制中樞，是其核心部分。主控制模塊的工作過程一般為：接收到車輛信息控制裝置傳輸過來的指令以及顯示內容，將其顯示在LED顯示屏體上。主控制模塊目前的方案是采用兩塊CPU處理器，一塊負責與車輛信息控制裝置的通信，依據相關協議接收正確的信息并將漢字的內碼存儲在DPRAM。另一塊CPU則從DPRAM中讀取數據，然后轉換成漢字點陣數據，通過CPU的GPIO口控制LED驅動芯片來實時將數據輸出到顯示屏體上。但是，由于CPU的GPIO翻轉的速率有限，無法快速完成高分辨率的數據信號的顯示更新，造成LED屏的顯示信息量不能太大，很多顯示效果無法完成。

發明內容

本發明的目的是提供一種LED顯示控制系統及其方法，本發明利用FPGA的邏輯功能實現復雜的LED陣列顯示，FPGA對時序的掌控能力和編程的靈活性，使得整個系統簡單、可靠、適用性強。

為了實現上述發明目的，本發明具體提供了一種LED顯示控制系統的技術實現方案，一種LED顯示控制系統，包括：LED控制單元、處理單元、LED顯示屏、顯示存儲單元、LED驅動單元和掃描切換開關。所述處理單元依據相關協議接收顯示信息，并將所述顯示信息以漢字內碼的形式通過所述LED控制單元存儲至所述顯示存儲單元。所述LED控制單元基于現場可編程門陣列（FPGA）或復雜可編程邏輯器件（CPLD），所述LED控制單元從所述顯示存儲單元中讀取數據，將數據轉換成漢字點陣數據，并通過輸出端口控制所述LED驅動單元實時將數據輸出至所述LED顯示屏上。所述LED控制單元還與所述掃描切換開關相連，控制所述掃描切換開關為所述LED顯示屏提供掃描信號。

優選的，所述處理單元進一步通過GPIO端口與所述LED控制單元相連，所述LED控制單元的輸出端口翻轉速率高于所述處理單元的GPIO端口翻轉速率。

優選的，所述LED顯示控制系統進一步應用于動車組LED顯示。

優選的，所述處理單元進一步與動車組上的車輛信息控制裝置相連，與所述車輛信息控制裝置通信，所述LED顯示控制系統采用RS485通信接口與動車組上的車輛信息控制裝置進行通信。

優選的，所述LED驅動單元進一步采用恒流源LED驅動器。

優選的，所述LED驅動單元進一步采用工業標準移位寄存器加鎖存器形式的串行接口。

優選的，所述LED驅動單元進一步采用MAXIM恒流源LED驅動器芯片MAX6969。

優選的，所述LED驅動單元進一步采用多片恒流源LED驅動器芯片級聯同時鎖存所述LED顯示屏的一行數據，同時顯示。

優選的，所述LED控制單元進一步采用Xilinx?SPARTANIII系列FPGA?XC3S400。

優選的，所述處理單元進一步采用基于ARM7內核的32位RISC處理器。

優選的，所述顯示存儲單元進一步采用512K×16bit的高速SRAM或SDRAM。

本發明還另外具體提供了一種LED顯示控制方法，LED顯示控制系統包括：LED控制單元、處理單元、LED顯示屏、顯示存儲單元、LED驅動單元和掃描切換開關，所述方法包括以下步驟：

所述處理單元與動車組上的車輛信息控制裝置通信，依據相關協議接收來自所述車輛信息控制裝置的顯示信息，并將所述顯示信息以漢字內碼的形式存儲至所述顯示存儲單元；