專利名稱：一種柔性led驅動器的數(shù)據(jù)轉換裝置及調光系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子及通訊領域，更具體地說，涉及一種柔性LED驅動器的數(shù)據(jù)轉換裝置及調光系統(tǒng)。
背景技術：
近年來，隨著LED技術的高速發(fā)展，LED的應用場合越來越多，主要集中在照明和顯示亮化兩個領域，其中照明的技術核心是設計制作穩(wěn)定耐用的恒流源芯片，而顯示亮化是通過接受MCU的數(shù)據(jù)，使用PWM (Pulse Width Modulation，脈沖寬度調制)方式來控制亮度。其中顯示亮化的技術也像多元化的方向發(fā)展，包括傳統(tǒng)的LED戶外屏幕及LED廣告牌等，也包括近年來出現(xiàn)的柔性LED顯示技術。柔性顯示技術是把LED控制器和芯片裝配在FPC (柔性電路板)上，可以布置在舞臺、酒吧，既能夠方便隨時搭建和搬運，也可以造成曲面的顯示效果，還可以用柔性LED燈帶構建3D顯示空間，制造三維顯示效果。柔性LED顯示雖然大大擴展了 LED顯示的應用范圍和場合，但是也有實際應用的困難。由于傳統(tǒng)的LED顯示屏控制器裝配在顯示屏內部，走線距離不長，主流的LED顯示控制器一般采用了高速的串口協(xié)議接收數(shù)據(jù)，并且通常采用曼徹斯特編碼方式。而柔性LED通常需要要有很長的走線距離去適應靈活的應用需求，原有高速串口協(xié)議走線距離不夠，大大限制了柔性LED的應用，使柔性LED的應用不靈活。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術的上述走線距離不長、柔性LED應用不靈活的缺陷，提供一種走線距離較長、使柔性LED應用靈活的柔性LED驅動器的數(shù)據(jù)轉換裝置及調光系統(tǒng)。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:構造一種柔性LED驅動器的數(shù)據(jù)轉換裝置，包括用于將差分信號轉換為符合第一協(xié)議的串行數(shù)據(jù)信號的信號處理單元，與所述信號處理單元連接、用于將所述串行數(shù)據(jù)信號轉換為并行數(shù)據(jù)信號的解碼單元，用于將所述并行數(shù)據(jù)信號進行存儲的RAM，用于讀取所述RAM中存儲的并行數(shù)據(jù)信號、并將所述并行數(shù)據(jù)信號轉換為符合第二協(xié)議的串行數(shù)據(jù)信號的編碼單元；所述解碼單元與所述編碼單元中分別設有用于存放所述RAM中存儲單元的地址的第一地址寄存器和第二地址寄存器。在本實用新型所述的柔性LED驅動器的數(shù)據(jù)轉換裝置中，還包括分別與所述解碼單元和編碼單元連接的、用于處理所述編碼單元和解碼單元異步讀寫操作沖突的RAM沖突仲裁控制單元。在本實用新型所述的柔性LED驅動器的數(shù)據(jù)轉換裝置中，所述解碼單元還包括第一信號檢測模塊、第二信號檢測模塊、第三信號檢測模塊和狀態(tài)控制模塊；所述第一信號檢測模塊檢測到所述信號處理單元輸出的設定低電平信號時向所述狀態(tài)控制模塊輸出第一控制信號；所述第二信號檢測模塊在所述狀態(tài)控制模塊接收到所述第一控制信號時被所述狀態(tài)控制模塊觸發(fā)、并在檢測到所述信號處理單元輸出的設定高電平信號時向所述狀態(tài)控制模塊輸出第二控制信號；所述第三信號檢測模塊在所述狀態(tài)控制模塊接收到第二控制信號時被所述狀態(tài)控制模塊觸發(fā)、并在檢測到所述信號處理單元輸出的設定內部數(shù)據(jù)信號時向狀態(tài)控制模塊輸出第三控制信號。在本實用新型所述的柔性LED驅動器的數(shù)據(jù)轉換裝置中，所述解碼單元還包括被所述狀態(tài)控制模塊觸發(fā)、并將接收的8位串行數(shù)據(jù)轉換成8位并行數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)解碼模塊；所述數(shù)據(jù)解碼模塊內設置有分別用于鎖存所述8位并行數(shù)據(jù)的8位第一 D觸發(fā)器和第一有限狀態(tài)機。在本實用新型所述的柔性LED驅動器的數(shù)據(jù)轉換裝置中，所述解碼單元還包括被所述第一有限狀態(tài)機觸發(fā)并控制所述第一地址寄存器的第一地址控制模塊、被所述第一有限狀態(tài)機觸發(fā)并產生將所述8位第一 D觸發(fā)器中存儲的內容寫入所述RAM中的寫信號的寫控制|吳塊。在本實用新型所述的柔性LED驅動器的數(shù)據(jù)轉換裝置中，所述編碼單元還包括用于對所述解碼單元的狀態(tài)進行控制的第二有限狀態(tài)機，接收用于使所述第二地址寄存器進行復位的復位信號或用于使所述柔性LED驅動器同步的同步信號并對其編碼后進行發(fā)送的信號發(fā)送模塊。在本實用新型所述的柔性LED驅動器的數(shù)據(jù)轉換裝置中，所述編碼單元還包括用于將所述8位并行數(shù)據(jù)進行編碼并進行串行發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送模塊；所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊內設有狀態(tài)控制單元。在本實用新型所述的柔性LED驅動器的數(shù)據(jù)轉換裝置中，所述編碼單元還包括被所述狀態(tài)控制單元觸發(fā)、并產生讀取RAM中其地址為所述第二地址寄存器中的地址的存儲單元內容的讀信號的讀控制模塊；用于將所述存儲單元內容進行鎖存的8位第二D觸發(fā)器；被所述狀態(tài)控制單元觸發(fā)、并對所述第二地址寄存器進行控制的第二地址控制模塊。在本實用新型所述的柔性LED驅動器的數(shù)據(jù)轉換裝置中，所述編碼單元與用于驅動柔性LED的顯示驅動單元連接。本實用新型還涉及一種調光系統(tǒng)，包括調光臺、與所述調光臺連接的數(shù)據(jù)轉換裝置以及與所述數(shù)據(jù)轉換裝置連接的調光器；所述調光器內設有上述顯示驅動單元；所述數(shù)據(jù)轉換裝置為上述柔性LED驅動器的數(shù)據(jù)轉換裝置中的任意一種。實施本實用新型的柔性LED驅動器的數(shù)據(jù)轉換裝置及調光系統(tǒng)，具有以下有益效果:由于信號處理單元將差分信號轉換為符合第一協(xié)議(走線距離較長)的串行數(shù)據(jù)信號，解碼單元將所述串行數(shù)據(jù)信號轉換為并行數(shù)據(jù)信號，使用8位第一 D觸發(fā)器依次對所述并行數(shù)據(jù)信號進行鎖存，當寫信號到來時，將所述8位第一 D觸發(fā)器中的內容(并行數(shù)據(jù)信號)寫入RAM中；當讀信號到來時，讀取所述RAM中相應存儲單元存儲的并行數(shù)據(jù)信號、并將所述并行數(shù)據(jù)信號 鎖存在8位第二 D觸發(fā)器中，當?shù)诙顟B(tài)機處于發(fā)送狀態(tài)時，數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將并行數(shù)據(jù)信號轉換為符合第二協(xié)議(通用的協(xié)議)的串行數(shù)據(jù)信號進行發(fā)送；使用RAM沖突仲裁控制單元處理讀寫操作時發(fā)生的沖突；所以走線距離較長、使柔性LED應用靈活。

圖1是本實用新型柔性LED驅動器的數(shù)據(jù)轉換裝置及調光系統(tǒng)實施例中數(shù)據(jù)轉換裝置的結構示意圖；圖2是所述實施例中解碼單元的結構示意圖；圖3是所述實施例中編碼單元的結構示意圖；圖4是所述實施例中調光系統(tǒng)的結構示意圖。
具體實施方式
為了便于本領域的普通技術人員能夠理解并實施本實用新型，下面將結合附圖對本實用新型實施例作進一步說明。在本實用新型柔性LED驅動器的數(shù)據(jù)轉換裝置及調光系統(tǒng)實施例中，圖1是該數(shù)據(jù)轉換裝置的結構示意圖。圖1中，該數(shù)據(jù)轉換裝置包括信號處理單元1、解碼單元2、編碼單元3和RAM (random access memory,隨機存儲器)5 ;其中，信號處理單元I用于將差分信號轉換為符合第一協(xié)議的串行數(shù)據(jù)信號，解碼單元2與信號處理單元I連接、用于將串行數(shù)據(jù)信號轉換為并行數(shù)據(jù)信號，RAM5用于將并行數(shù)據(jù)信號進行存儲，編碼單元3用于讀取RAM5中存儲的并行數(shù)據(jù)信號、并將并行數(shù)據(jù)信號轉換為符合第二協(xié)議的串行數(shù)據(jù)信號；解碼單元2與編碼單元3中分別設有用于存放RAM中存儲單元的地址的第一地址寄存器21和第二地址寄存器31。該數(shù)據(jù)轉換裝置還包括RAM沖突仲裁控制單元4，RAM沖突仲裁控制單元4分別與解碼單元2和編碼單元3連接、用于處理編碼單元3和解碼單元2異步讀寫操作時發(fā)生的沖突，由于編碼單元3的時序要求較高，因此優(yōu)先考慮編碼單元3的讀出請求。因此，在編碼單元3中專門設計了一個讀占用信號，此信號有效后，能保證此時正在發(fā)生的寫操作完成一次后，才發(fā)起真正的讀操作。如果在讀占用有效的時候，將寫請求暫存，等讀操作完成后再發(fā)起寫操作。RAM仲裁控制單元4采用全數(shù)字方法實現(xiàn)，避免了模擬電路出現(xiàn)仲裁錯誤的可能性。值得一提的是，數(shù)據(jù)在傳輸時一般要符合一定的格式，例如:DMX512協(xié)議(Digital Multiplex，數(shù)字多路復用協(xié)議)；由于DMX512協(xié)議信號傳輸距離較長，傳輸距離可達千米，所以本實施例中第一協(xié) 議選擇了 DMX512協(xié)議。DMX512 協(xié)議是美國劇場技術協(xié)會(United States Institute for TheaterTechnology, USITT)制定的數(shù)字多路復用協(xié)議，是一個數(shù)字調光協(xié)議，能夠對舞臺、劇場或演播室等場所的調光器及其他控制設備進行數(shù)字控制，其物理層的設計采用RS485收發(fā)器，總線用一對雙絞線實現(xiàn)調光臺與調光器的相接。本實施例中，信號處理單元I采用RS485收發(fā)器，RS485收發(fā)器采用平衡發(fā)送和差分接收，接收靈敏度高，而且抗干擾的能力強，信號傳輸距離可達千米。DMX512協(xié)議規(guī)定控制信號數(shù)據(jù)包的傳輸通過異步通信的方式進行，數(shù)據(jù)包的傳送要符合一定的格式和時序要求。RS485收發(fā)器將外部的差分信號轉換成標準電平的DMX512信號，為了使接收器能夠分辨出第一幀數(shù)據(jù)，每一個數(shù)據(jù)包以一個不短于88us的低電平信號為起始信號，稱之為break信號，緊接著break信號之后是不短于8us的高電平信號MAB信號(mark after break),之后就是DMX512數(shù)據(jù)包(DMX512數(shù)字信號)。一個DMX512數(shù)據(jù)包包括起始碼和512個數(shù)據(jù)幀。數(shù)據(jù)幀內包含I個起始位(低電平)、8位數(shù)據(jù)和2個停止位(高電平)，沒有奇偶校驗。上述符合第一協(xié)議的串行數(shù)據(jù)信號即為512個字節(jié)的串行數(shù)據(jù)。在DMX512協(xié)議中，MAB之后第一個數(shù)據(jù)幀稱為SC (start code，起始碼)，在協(xié)議中規(guī)定其為零，但在實際應用中可以由生產廠家設置其具體的值，用以傳遞特殊消息。DMX512協(xié)議規(guī)定了信號數(shù)據(jù)傳輸率為250 kbps,數(shù)據(jù)幀每位寬度為4 us,發(fā)送一幀需要44 us.當然，在本實施例的另外一些情況下，第一協(xié)議也可以是其他走線距離較長(信號傳輸距離達數(shù)百米或千米)的協(xié)議。本實施例中，第二協(xié)議為高速的串口協(xié)議，并且通常采用曼徹斯特編碼方式。曼徹斯特編碼最早是由Thomas, Tanenbaum等人在1949年提出的，后見于IEEE的802.4總線協(xié)議標準。最典型的應用在1553B總線結構上，其總線速度可高達IMbit/s，曼徹斯特編碼采用跳變來表示NRZ (Not Return to Zero，不歸零碼)編碼中的“I”或“0”，具有很好的抗干擾性和較高的傳輸速度。圖2為本實施例中解碼單元的結構示意圖，圖2中，上述解碼單元2還包括第一信號檢測模塊22、第二信號檢測模塊23、第三信號檢測模塊24和狀態(tài)控制模塊25 ;其中，第一信號檢測模塊22檢測到信號處理單元I輸出的設定低電平信號時向狀態(tài)控制模塊25輸出第一控制信號；第二信號檢測模塊23在狀態(tài)控制模塊25接收到第一控制信號時被狀態(tài)控制模塊25觸發(fā)、并在檢測到信號處理單元I輸出的設定高電平信號時向狀態(tài)控制模塊25輸出第二控制信號；第三信號檢測模塊24在狀態(tài)控制模塊25接收到第二控制信號時被狀態(tài)控制模塊25觸發(fā)、并在檢測到信號處理單元I輸出的設定內部數(shù)據(jù)信號時向狀態(tài)控制模塊25輸出第三控制信號。具體來講，第一信號檢測模塊22檢測信號處理單元I輸出的設定低電平信號，其實就是從信號處理單元I輸出的符合第一協(xié)議(DMX512協(xié)議)的串行數(shù)據(jù)信號中查找其長度大于88μ8且小于Is的低電平信號，也即查找上述break信號。換句話說，第一信號檢測模塊22對從RS485收發(fā)器(RS485驅動器)獲得的DMX512信號進行查找，根據(jù)DMX512協(xié)議要求，break信號應該是長于88us且小于Is的信號。本實施例中，第一信號檢測模塊22采用周期測量的方法查找break信號。首先對被檢測的信號的“上升沿”和“下降沿”進行檢測，對下降沿和上升沿之間的時間進行計時?？梢圆捎肐us (只是優(yōu)選方案)的時鐘計時，如果時鐘計數(shù)超過88且小于IO6,則認定break信號有效,說明已經(jīng)收到break信號，當?shù)谝恍盘枡z測模塊22檢測到br·eak信號后，第一信號檢測模塊22向狀態(tài)控制模塊25輸出第一控制信號。當狀態(tài)控制模塊25接收到第一控制信號后，第二信號檢測模塊23被狀態(tài)控制模塊25觸發(fā)，并開始進行檢測信號處理單元I輸出的設定高電平信號，其實就是從信號處理單元I輸出的符合第一協(xié)議的串行數(shù)據(jù)信號中查找大于等于8μ8的高電平信號，也即查找上述MAB信號。當?shù)诙盘枡z測模塊23檢測到MAB信號后，第二信號檢測模塊23向狀態(tài)控制模塊25輸出第二控制信號。根據(jù)DMX512協(xié)議要求,break信號之后是不短于8us的高電平信號即MAB信號，第二信號檢測模塊23對從RS485收發(fā)器獲得的DMX512信號進行查找(檢索)，對高電平信號進行檢測時采用0.1 us (只是優(yōu)選方案)的時鐘計時，如果能持續(xù)計時達到8 O個時鐘周期，則說明MAB信號已經(jīng)收到，系統(tǒng)時鐘切換到250 kHz (頻率)。此時，第二信號檢測模塊23向狀態(tài)控制模塊25輸出第二控制信號。當狀態(tài)控制模塊25接收到第二控制信號后，第三信號檢測模塊24被狀態(tài)控制模塊25觸發(fā)，并開始進行檢測信號處理單元I輸出的設定內部數(shù)據(jù)信號，其實就是從信號處理單元I輸出的符合第一協(xié)議的串行數(shù)據(jù)信號中查找11個時鐘周期的內部數(shù)據(jù)，也即查找上述SC (起始碼)；第三信號檢測模塊24按照DMX512協(xié)議首先依次接收到11個時鐘周期的SC數(shù)據(jù)。SC數(shù)據(jù)是內部數(shù)據(jù)，其內容可以根據(jù)需求擴展，本實施例中為空。當?shù)谌盘枡z測模塊24檢測到SC (起始碼)后，也即當11個時鐘周期過去以后，向狀態(tài)控制模塊25輸出第三控制信號，使狀態(tài)控制模塊25控制數(shù)據(jù)解碼模塊26 (見圖2，稍后描述)開始工作。系統(tǒng)時鐘切換到250 kHz(頻率)，值得一提的是，每當SC信號結束的時候，狀態(tài)控制模塊25控制第一地址寄存器21進行復位至第一個地址單元。上述解碼單元2還包括數(shù)據(jù)解碼模塊26，數(shù)據(jù)解碼模塊26被狀態(tài)控制模塊25觸發(fā)、并將接收的8位串行數(shù)據(jù)轉換成8位并行數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)解碼模塊26內設置有8位第一 D觸發(fā)器261和第一有限狀態(tài)機262，其中8位第一 D觸發(fā)器261其實就是8個D觸發(fā)器，本實施例中的8個D觸發(fā)器為邊沿觸發(fā)，分別用于鎖存8位并行數(shù)據(jù)。當狀態(tài)控制模塊25接收到第三控制信號時，數(shù)據(jù)解碼模塊26被狀態(tài)控制模塊25觸發(fā)而開始工作，在250 kHz系統(tǒng)時鐘的驅動下，按照每一幀11個時鐘為一個循環(huán)的方式進行解碼工作，對于其中一幀數(shù)據(jù)，首先確認第I位的起始位，然后依次采樣8個數(shù)據(jù)位的數(shù)據(jù)，并將其依次存入8位第一 D觸發(fā)器261中。解碼單元2還包括第一地址控制模塊27和寫控制模塊28，其中，第一地址控制模塊27被第一有限狀態(tài)機262觸發(fā)并控制第一地址寄存器21，寫控制模塊28被第一有限狀態(tài)機262觸發(fā)并產生將8位第一 D觸發(fā)器中存儲的內容寫入RAM中的寫信號；具體來講，當停止位的2個時鐘的高電平來臨時，第一有限狀態(tài)機262觸發(fā)寫控制模塊28產生寫信號，將8位第一 D觸發(fā)器261中的內容寫入RAM中，并使第一地址寄存器21加1，等下一輪11個時鐘的一幀數(shù)據(jù)來臨的時候，重復上述工作。值得一提的是，對第一幀數(shù)據(jù)進行解碼時，使第一地址寄存器中的內容為RAM中第一個存儲單元的地址，解碼后的數(shù)據(jù)(8位并行數(shù)據(jù))存儲到第一個存儲單元中。值得一提的是，本實施例中，RAM5為512*8位，每個存儲單元存儲8位數(shù)據(jù)，共計512個地址，9位地址線。RAM5正好可以存儲一個數(shù)據(jù)包，即512個數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)也就對應著一條柔性LED燈帶上面所有燈珠的顯示數(shù)據(jù)。圖3為本實施例中編碼單元的結構示意圖，圖3中，編碼單元3還包括第二有限狀態(tài)機32、信號發(fā)送模塊33、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊34、第二地址控制模塊35、讀控制模塊36和8位第二 D觸發(fā)器37 ;其中，第二有限狀態(tài)機32用于對解碼單元2的狀態(tài)進行控制，信號發(fā)送模塊33接收用于使第二地址寄存器31進行復位的復位信號或用于使柔性LED驅動器同步的同步信號并對其編碼后進行發(fā)送；數(shù)據(jù)發(fā)送模塊34用于將8位并行數(shù)據(jù)進行編碼并進行串行發(fā)送，數(shù)據(jù)發(fā)送模塊3·4內設有狀態(tài)控制單元341。讀控制模塊36被狀態(tài)控制單元341觸發(fā)、并產生讀取RAM中其地址為第二地址寄存器中的地址的存儲單元內容的讀信號；8位第二 D觸發(fā)器37用于將存儲單元內容進行鎖存，8位第二 D觸發(fā)器37其實就是8個D觸發(fā)器，本實施例中D觸發(fā)器為邊沿觸發(fā)。第二地址控制模塊35被狀態(tài)控制單元341觸發(fā)、并對第二地址寄存器31進行控制。具體來講，第二有限狀態(tài)機32包括4個狀態(tài)，這4個狀態(tài)分別是復位、延遲、同步和發(fā)送狀態(tài)，系統(tǒng)開始工作的時候，首先處于復位狀態(tài)，復位狀態(tài)結束后，第二有限狀態(tài)機32切換到延遲狀態(tài)，按照系統(tǒng)要求，延遲時間為1ms。延遲狀態(tài)結束后是同步狀態(tài)，同步狀態(tài)結束后，切換到發(fā)送狀態(tài)，發(fā)送狀態(tài)持續(xù)3s后，切換到復位狀態(tài)。當?shù)诙邢逘顟B(tài)機32處于復位狀態(tài)時，第二有限狀態(tài)機32對第二地址寄存器31進行復位操作，使第二地址寄存器31中的地址切換到0，同時信號發(fā)送模塊33開始工作，按照第二協(xié)議(高速的串口協(xié)議)要求，復位幀為19個數(shù)據(jù)，這19個數(shù)據(jù)采用曼徹斯特編碼的方式進行發(fā)送。信號發(fā)送模塊33利用2M時鐘對這19個數(shù)據(jù)進行曼徹斯特編碼，信號從高到低跳變表示"1"，從低到高跳變表示〃0〃，信號發(fā)送模塊33按照IM的速度進行發(fā)送。當?shù)诙邢逘顟B(tài)機32處于延遲狀態(tài)時，信號發(fā)送模塊33開始工作對外維持電平不變，計時Ims后，第二有限狀態(tài)機32切換到同步狀態(tài)。當?shù)诙邢逘顟B(tài)機32處于同步狀態(tài)時，信號發(fā)送模塊33開始工作，按照第二協(xié)議(高速的串口協(xié)議)要求，同步幀為30個數(shù)據(jù)，這30個數(shù)據(jù)采用曼徹斯特編碼的方式進行發(fā)送。信號發(fā)送模塊33利用2M時鐘對這30個數(shù)據(jù)進行曼徹斯特編碼，信號從高到低跳變表示"1"，從低到高跳變表示"0"，信號發(fā)送模塊33按照IM的速度進行發(fā)送。當本實施例中的上述數(shù)據(jù)轉換裝置連接顯示驅動芯片(圖3未示出)時，在發(fā)送同步幀后必須延時一段時間切換到發(fā)送狀態(tài)，這樣做是為了每個顯示驅動芯片都能準確檢測到通訊的波特率，延時時間(us)大于(連接芯片數(shù)+通訊波率(MHz) X30)。本實施例中，編碼單元3與用于驅動柔性LED的顯示驅動單元(即顯示驅動芯片)連接(圖3未示出)，上述信號發(fā)送模塊33將信號發(fā)送至顯示驅動芯片，如果有η個顯示驅動芯片來驅動LED燈帶，則其中I個顯示驅動芯片與數(shù)據(jù)轉換裝置連接，其余顯示驅動芯片依次串聯(lián)。值得一提的是，在顯示驅動芯片上電后必須先發(fā)一次同步幀，以便顯示驅動芯片檢測通訊的波特率。在發(fā)送若干幀數(shù)據(jù)后，重新發(fā)送一次復位幀，等待Ims之后，再發(fā)送一次同步幀，以便顯示驅動芯片消除積累誤差，同一幀數(shù)據(jù)發(fā)送過程中，必須連續(xù)發(fā)送，中間不能有中斷，發(fā)送頻率也不能改變。上述顯示驅動芯片可以為TLS3001芯片，也可以是其他與TLS3001芯片具有相似功能的芯片。當?shù)诙邢逘顟B(tài)機32處于發(fā)送狀態(tài)時，數(shù)據(jù)發(fā)送模塊34開始工作，數(shù)據(jù)發(fā)送模塊34在第二有限狀態(tài)機32的控制下工作。 上述并行數(shù)據(jù)采用曼徹斯特編碼的方式進行發(fā)送。數(shù)據(jù)幀格式為:15個〃Γ+0010 (數(shù)據(jù)頭)+第一個顯示驅動芯片39bit數(shù)據(jù)+第二個顯示驅動芯片39bit數(shù)據(jù)+……+第η個顯示驅動芯39bit數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)發(fā)送模塊34利用2M時鐘對上述數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)進行曼徹斯特編碼，信號從高到低跳變表示〃1〃，從低到高跳變表示〃0〃，數(shù)據(jù)發(fā)送模塊34按照IM的速度進行發(fā)送。數(shù)據(jù)發(fā)送模塊34發(fā)送一個顯示驅動芯片的39bit數(shù)據(jù)，其實就是3個柔性LED燈的顯示數(shù)據(jù)，需要分三次進行，每次需要發(fā)送8位的有效數(shù)據(jù)。每當數(shù)據(jù)發(fā)送模塊34準備發(fā)送一個8位有效數(shù)據(jù)前，狀態(tài)控制單元341控制產生讀信號和讀占用信號，并產生寫入8位第二 D觸發(fā)器37的寫信號進而讀取RAM中相應存儲單元的數(shù)據(jù)到8位第二 D觸發(fā)器37中。每當數(shù)據(jù)發(fā)送模塊34完成8位有效數(shù)據(jù)發(fā)送的時候，需要對讀取RAM數(shù)據(jù)的第二地址寄存器31進行加I處理，準備下次讀出顯示數(shù)據(jù)。值得一提的是，8位有效數(shù)據(jù)之前有I個標識位“0”，8位有效數(shù)據(jù)之后為“0000 ”，也即一個輸出端口有12位數(shù)據(jù)，但只有8位是有效數(shù)據(jù)。本實施例還涉及一種調光系統(tǒng)，圖4是該調光系統(tǒng)的結構示意圖。圖4中，該調光系統(tǒng)包括調光臺01、數(shù)據(jù)轉換裝置02和調光器03 ;其中，數(shù)據(jù)轉換裝置02與調光臺01連接，調光器03與數(shù)據(jù)轉換裝置02連接；調光器03內設有顯示驅動單元031，顯示驅動單元031為本實施例中上述顯示驅動單元；數(shù)據(jù)轉換裝置02為本實施例中的上述柔性LED驅動器的數(shù)據(jù)轉換裝置。顯示驅動單元031可以是TLS3001芯片，TLS3001通常會采用曼徹斯特編碼的串口協(xié)議進行通訊。顯示驅動單元031也可以是其他與TLS3001芯片具有相似功能的芯片?？傊诒緦嵤├?，該數(shù)據(jù)轉換裝置接收到的是標準的DMX512協(xié)議，而輸出則是要驅動采用了曼徹斯特編碼的串口協(xié)議的TLS3001芯片。由于上述兩種協(xié)議在速度上不同步，協(xié)議格式上也有很大區(qū)別，數(shù)據(jù)轉換裝置采用了帶有內置RAM的異步讀寫轉換方案，發(fā)給TLS3001芯片的是串行的曼徹斯特編碼的數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)轉換裝置內部設有一個編碼單元3。編碼單元3需要向RAM發(fā)起讀請求信號，把需要編碼的數(shù)據(jù)從RAM中讀取出來進行編碼。根據(jù)曼徹斯特編碼的特點，需要連續(xù)不間斷發(fā)送數(shù)據(jù)，因此讀請求信號也是要求不能被耽擱，所以在數(shù)據(jù)轉換裝置內部設置了一個RAM沖突仲裁控制單元4，用來調控編碼單元3和解碼單元2對RAM的異步讀寫請求之間的沖突，其原則是編碼單元3的讀信號優(yōu)先處理，不能被耽擱。根據(jù)DMX512協(xié)議，首先要先發(fā)送break信號，之后是MAB信號，然后是SC信號，在解碼單元2中，首先設計三個檢測模塊(第一信號檢測模塊22、第二信號檢測模塊23和第三信號檢測模塊24)，分別是對DMX512信號線進行檢測得到上述三個信號(break信號、MAB信號和SC信號)。當?shù)谝恍盘枡z測模塊22收到break信號后，向狀態(tài)控制模塊25輸出第一控制信號；當狀態(tài)控制模塊25收到第一控制信號后，第二信號檢測模塊23被狀態(tài)控制模塊25觸發(fā)并開始工作，第二信號檢測模塊23收到MAB信號后，向狀態(tài)控制模塊25輸出第二控制信號；當狀態(tài)控制模塊25收到第二控制信號后，第三信號檢測模塊24被狀態(tài)控制模塊25觸發(fā)并開始工作，第三信號檢測模塊24收到SC信號后，向狀態(tài)控制模塊25輸出第三控制信號，使狀態(tài)控制模塊25控制數(shù)據(jù)解碼模塊26開始工作。每當SC信號結束的時候，把第一地址寄存器復位到第一個地址單元。解碼單元中的數(shù)據(jù)解碼模塊是根據(jù)DMX512協(xié)議，按照每幀8個數(shù)據(jù)的方式以幀為單位進行解碼。同時，狀態(tài)控制模塊負責控制數(shù)據(jù)解碼模塊的初始狀態(tài)，通知其何時開始解碼計算。每當數(shù)據(jù)解碼模塊完成一幀8個數(shù)據(jù)的解碼，第一有限狀態(tài)機控制數(shù)據(jù)解碼模塊把這8個數(shù)據(jù)寫入RAM，并自動對第一地址寄存器地址進行加I運算。TLS3001芯片接收的數(shù)據(jù)分為同步幀、復位幀和數(shù)據(jù)幀三種。本實施例中，要求TLS3001芯片上電以后發(fā)送復位幀并延時，每次發(fā)送一條LED燈帶的數(shù)據(jù)前，要求發(fā)送同步幀并延時，每3秒鐘要求重新發(fā)送復位幀。利用內置第二有限狀態(tài)機對解碼單元的狀態(tài)進行控制，切換發(fā)送同步幀、復位幀和數(shù)據(jù)幀。同步幀和復位幀不需要專門讀取外部數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)幀發(fā)射器內部有狀態(tài)控制單元控制數(shù)據(jù)幀讀取外部數(shù)據(jù)，并把8位的外部并行數(shù)據(jù)拆分根據(jù)曼徹斯特編碼的規(guī)則逐一發(fā)送出去。
該數(shù)據(jù)轉換裝置能夠接收舞臺燈光控制領域的標準DMIX512協(xié)議，對其進行解碼、校驗、存儲，并能夠把傳出的數(shù)據(jù)進行曼徹斯特編碼，按照高速串口協(xié)議發(fā)送。對本文的數(shù)據(jù)轉換裝置進行了仿真，其功能正確，并用EP4CE15F17C8N型號的FPGA (FieldProgrammable Gate Array,現(xiàn)場可編程門陣列)實現(xiàn)了該數(shù)據(jù)轉換裝置,經(jīng)過實際測試,功能正確，速度達到了協(xié)議的最高要求。將該數(shù)據(jù)轉換裝置安裝在柔性LED燈帶的端口上就可以大大延長走線距離，解決柔性LED應用的困難。該數(shù)據(jù)轉換裝置可以廣泛地用于各種長距離傳輸?shù)腖ED顯示系統(tǒng)，尤其是柔性LED顯示燈帶的驅動器協(xié)議轉換，現(xiàn)實應用意義很大。以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求1.一種柔性LED驅動器的數(shù)據(jù)轉換裝置，其特征在于，包括用于將差分信號轉換為符合第一協(xié)議的串行數(shù)據(jù)信號的信號處理單元，與所述信號處理單元連接、用于將所述串行數(shù)據(jù)信號轉換為并行數(shù)據(jù)信號的解碼單元，用于將所述并行數(shù)據(jù)信號進行存儲的RAM，用于讀取所述RAM中存儲的并行數(shù)據(jù)信號、并將所述并行數(shù)據(jù)信號轉換為符合第二協(xié)議的串行數(shù)據(jù)信號的編碼單元；所述解碼單元與所述編碼單元中分別設有用于存放所述RAM中存儲單元的地址的第一地址寄存器和第二地址寄存器，所述數(shù)據(jù)轉換裝置設置在FPGA內。
2.根據(jù)權利要求1所述的柔性LED驅動器的數(shù)據(jù)轉換裝置，其特征在于，還包括分別與所述解碼單元和編碼單元連接的、用于處理所述編碼單元和解碼單元異步讀寫操作沖突的RAM沖突仲裁控制單元。
3.根據(jù)權利要求2所述的柔性LED驅動器的數(shù)據(jù)轉換裝置，其特征在于，所述解碼單元還包括第一信號檢測模塊、第二信號檢測模塊、第三信號檢測模塊和狀態(tài)控制模塊；所述第一信號檢測模塊檢測到所述信號處理單元輸出的設定低電平信號時向所述狀態(tài)控制模塊輸出第一控制信號；所述第二信號檢測模塊在所述狀態(tài)控制模塊接收到所述第一控制信號時被所述狀態(tài)控制模塊觸發(fā)、并在檢測到所述信號處理單元輸出的設定高電平信號時向所述狀態(tài)控制模塊輸出第二控制信號；所述第三信號檢測模塊在所述狀態(tài)控制模塊接收到第二控制信號時被所述狀態(tài)控制模塊觸發(fā)、并在檢測到所述信號處理單元輸出的設定內部數(shù)據(jù)信號時向狀態(tài)控制模塊輸出第三控制信號。
4.根據(jù)權利要求3所述的柔性LED驅動器的數(shù)據(jù)轉換裝置，其特征在于，所述解碼單元還包括被所述狀態(tài)控制模塊觸發(fā)、并將接收的8位串行數(shù)據(jù)轉換成8位并行數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)解碼模塊；所述數(shù)據(jù)解碼模塊內設置有分別用于鎖存所述8位并行數(shù)據(jù)的8位第一 D觸發(fā)器和第一有限狀態(tài)機。
5.根據(jù)權利要求4所述的柔性LED驅動器的數(shù)據(jù)轉換裝置，其特征在于，所述解碼單元還包括被所述第一有限狀態(tài)機觸發(fā)并控制所述第一地址寄存器的第一地址控制模塊、被所述第一有限狀態(tài)機觸發(fā)并產生將所述8位第一 D觸發(fā)器中存儲的內容寫入所述RAM中的寫信號的寫控制模塊。
6.根據(jù)權利要求5所述的柔性LED驅動器的數(shù)據(jù)轉換裝置，其特征在于，所述編碼單元還包括用于對所述解碼單元的狀態(tài)進行控制的第二有限狀態(tài)機，接收用于使所述第二地址寄存器進行復位的復位信號或用于使所述柔性LED驅動器同步的同步信號并對其編碼后進行發(fā)送的信號發(fā)送模塊。
7.根據(jù)權利要求6所述的柔性LED驅動器的數(shù)據(jù)轉換裝置，其特征在于，所述編碼單元還包括用于將所述8位并行數(shù)據(jù)進行編碼并進行串行發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送模塊；所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊內設有狀態(tài)控制單元。
8.根據(jù)權利要求7所述的柔性LED驅動器的數(shù)據(jù)轉換裝置，其特征在于，所述編碼單元還包括被所述狀態(tài)控制單元觸發(fā)、并產生讀取RAM中其地址為所述第二地址寄存器中的地址的存儲單元內容的讀信號的讀控制模塊；用于將所述存儲單元內容進行鎖存的8位第二 D觸發(fā)器；被所述狀態(tài)控制單元觸發(fā)、并對所述第二地址寄存器進行控制的第二地址控制豐吳塊。
9.根據(jù)權利要求8所述的柔性LED驅動器的數(shù)據(jù)轉換裝置，其特征在于，所述編碼單元與用于驅動柔性LED的顯示驅動單元連接。
10.一種調光系統(tǒng)，其特征在于，包括調光臺、與所述調光臺連接的數(shù)據(jù)轉換裝置以及與所述數(shù)據(jù)轉換裝置連接的調光器；所述調光器內設有如權利要求9所述的顯示驅動單元；所述數(shù)據(jù)轉換裝置為權 利要求1至9所述的任一柔性LED驅動器的數(shù)據(jù)轉換裝置。
專利摘要本實用新型涉及一種柔性LED驅動器的數(shù)據(jù)轉換裝置，包括用于將差分信號轉換為符合第一協(xié)議的串行數(shù)據(jù)信號的信號處理單元，與所述信號處理單元連接、用于將所述串行數(shù)據(jù)信號轉換為并行數(shù)據(jù)信號的解碼單元，用于將所述并行數(shù)據(jù)信號進行存儲的RAM，用于讀取所述RAM中存儲的并行數(shù)據(jù)信號、并將所述并行數(shù)據(jù)信號轉換為符合第二協(xié)議的串行數(shù)據(jù)信號的編碼單元；所述解碼單元與所述編碼單元中分別設有用于存放所述RAM中存儲單元的地址的第一地址寄存器和第二地址寄存器。本實用新型還涉及一種調光系統(tǒng)。實施本實用新型的柔性LED驅動器的數(shù)據(jù)轉換裝置及調光系統(tǒng)，具有以下有益效果走線距離較長、使柔性LED應用靈活。
文檔編號H05B37/02GK203120211SQ20122046996
公開日2013年8月7日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權日2012年9月14日
發(fā)明者趙杰, 余菲, 王靜霞, 劉俐 申請人:深圳職業(yè)技術學院