專利名稱：一種基于片內ram的彩色led灰度顯示控制系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種彩色LED灰度顯示控制的方法，具體涉及一種基于片內RAM的灰 度顯示控制的方法，以符合彩色LED顯示器的數據顯示要求和數據灰度控制的功能。
背景技術：
LED顯示屏具有視角大、壽命長、色彩鮮艷、節(jié)能環(huán)保等特點，已成為現代信息發(fā)布 媒體的重要手段，在證券交易、金融、交通、體育、廣告等領域得到了廣泛應用。LED顯示控 制模塊是LED顯示屏的核心技術，解決多格式的視頻源信號在LED顯示屏上高畫質、正確顯 示的問題。目前市場上LED顯示屏主要分為內建灰度控制(Scramble-PWM)和非內建灰度 控制(PWM)兩種，內建灰度控制LED顯示屏的控制器部分設計簡單，屏體部分包含了灰度控 制；非內建灰度控制LED顯示屏體不包含灰度控制，其灰度控制由LED控制器完成。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種基于片內RAM的彩色LED 灰度顯示控制方法，該方法針對非內建灰度控制彩色LED顯示屏，能夠利用片內RAM來產生 符合此類LED屏體顯示數據格式、通過對不同場的掃描時間與讀寫次數的控制設計，將RGB 視頻源轉換為LED顯示屏所支持的數據格式實現灰度的控制。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來解決的這種基于片內RAM的彩色LED灰度顯示控制系統(tǒng)，包括控制信號產生模塊、位面分 離模塊、RAM控制模塊以及分區(qū)模塊；其中所述RAM控制模塊包括場RAM讀寫模塊、RAM存 儲控制模塊和區(qū)RAM讀寫模塊；所述控制信號產生模塊與所述位面分離模塊、RAM控制模塊 連接，用于產生控制整個顯示屏的各種信號；所述RAM控制模塊輸出的數據與區(qū)使能信號 連接到分區(qū)模塊；所述RAM控制模塊中的場RAM讀寫模塊的輸出端與RAM存儲控制模塊的 輸入端相連接，所述RAM存儲控制模塊的輸出端與區(qū)RAM讀寫模塊連接，所述區(qū)RAM讀寫模 塊的輸出端連接到分區(qū)模塊的輸入端，所述分區(qū)模塊的輸出端通過排線連接到LED顯示屏 上與所述控制信號產生模塊輸出的灰度與行選信號共同配合使得LED顯示屏正確而流暢 的顯示視頻。本發(fā)明還提出一種基于上述片內RAM的彩色LED灰度顯示控制系統(tǒng)的控制方法， 具體為使所述場MM讀寫模塊與區(qū)RAM讀寫模塊均包含多個RAM作為暫存，存儲相應的場 與區(qū)的不同的數據，并由于視頻源的時鐘、RAM的操作時鐘與LED顯示屏的時鐘的不同，采 用跨時鐘域的操作，即要雙口 RAM進行緩沖，通過對深度的判斷進行讀寫控制；所述RAM存 儲控制模塊中包含16個RAM作為場存儲器，這些場存儲器分為兩部分，作為存儲不同幀的 視頻源的各場同權位數據，根據19場掃描原理要求，對不同的場的讀取時間與讀取次數進 行控制，使其符合LED屏的顯示要求與灰度控制。上述的跨時鐘域是通過對讀寫使能的計數使深度進行變化而判斷相應的RAM的 空滿狀態(tài)而實現的。
上述19場掃描原理為從一個字節(jié)數據中依次從低位到高位或者從高位到低位 提取出一位數據，分8次點亮對應的像素，每一位對應的點亮時間與關斷時間的占空比不 同，定義Do位對應的點亮時間加上關斷時間為一個時間單位，設為T，可得各位的點亮與關 斷時間，T也是對LED顯示屏進行一次串行數據更新所需要的時間，使每個數據位所占用的 總時間通過刷新一次屏幕數據來進行定時，在進行LED顯示屏設計時，整個顯示屏中LED的 亮與滅通過總控線EN控制，當點亮時間> IT時，EN控制顯示屏處于常亮狀態(tài)，而當點亮時 間< IT時，通過控制EN產生相應占空比的控制波形來實現相應位的亮度控制。在LED顯示屏上，每一區(qū)的數據應該同時顯示，分區(qū)模塊4就是為了實現這一目 的。上述RAM讀寫模塊包含三部分，分別為場RAM寫模塊、場RAM組和場RAM讀模塊；所 述場RAM寫模塊將從位面分離模塊中的得到的數據按場分別存儲到不同的場RAM中，而場 RAM讀模塊則從不同的場RAM中讀取相應的數據送給RAM存儲控制模塊中進行存儲操作。上述區(qū)RAM讀寫模塊包含三部分，分別為區(qū)RAM寫模塊、區(qū)RAM組和區(qū)RAM讀模塊； 所述區(qū)RAM寫模塊將從RAM存儲控制模塊中的得到的數據按區(qū)分別存儲到不同的區(qū)RAM 中，而區(qū)RAM讀模塊則從不同的區(qū)RAM中讀取相應的數據送給分區(qū)模塊中進行操作供LED 顯示屏的顯示。本發(fā)明具有以下有益效果(1)本發(fā)明僅采用對片內的存儲資源進行邏輯編程實現了對M位RGB視頻源在 LED顯示屏上的顯示，大大節(jié)約了外部存儲資源，降低了硬件成本。(2)本發(fā)明通過分析M位RGB視頻源信號與大屏幕LED顯示屏所需顯示數據的格 式，合理分配片內的存儲空間和讀寫控制策略，可實現利用片內RAM存儲資源完成視頻源 格式的轉換及彩色LED顯示屏的灰度控制。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖；圖2是圖1中場RAM讀寫模塊5的結構圖；圖3是圖1中區(qū)RAM讀寫模塊7的結構圖；圖4是視頻源數據中紅色數據同權位分離的示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述圖1為本發(fā)明的基于片內RAM的彩色LED灰度顯示控制系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。該系統(tǒng) 包括位面分離模塊1、控制信號產生模塊2、RAM控制模塊3和分區(qū)模塊4，其中RAM控制模 塊3包含場RAM讀寫模塊5、RAM存儲控制模塊6和區(qū)RAM讀寫模塊7，控制信號產生模塊2 與位面分離模塊1、RAM控制模塊3連接，用于產生控制整個顯示屏的各種信號；RAM控制模 塊3輸出的數據與區(qū)使能信號連接到分區(qū)模塊4 ;RAM控制模塊3中的場RAM讀寫模塊5的 輸出端與RAM存儲控制模塊6的輸入端相連接，RAM存儲控制模塊6的輸出端與區(qū)RAM讀 寫模塊7連接，區(qū)RAM讀寫模塊7的輸出端連接到分區(qū)模塊4的輸入端，分區(qū)模塊4的輸出 端通過排線連接到LED顯示屏上。
本發(fā)明在工作中由控制信號產生模塊2由輸入的行、場信號與時鐘信號通過對適 中進行適當的操作產生輸出的行、場、灰度與行選等信號，并將其控制信號分別輸送給位面 分離模塊1與RAM控制模塊3。為了把顏色數據按權值對LED屏進行驅動，必須把像素中不 同權值的bit位分開存儲得到每個場的數據，位面分離模塊1就是為了實現這一目的。由 于視頻源的時鐘與RAM的操作時鐘的頻率不同，所以經過位面分離模塊1處理后的每一場 的數據再進入RAM存儲控制模塊6之前需經過相同數目的雙口 RAM進行緩沖，這里的跨時 鐘域是通過對其讀寫使能的計數使其深度進行變化而判斷相應的RAM的空滿狀態(tài)而解決 的。場RAM讀寫模塊5輸出的數據進入RAM存儲控制模塊6中分別存入不同的相對應的幀 與對應的場中，并按照19場掃描原理的掃描控制時間對不同場的數據進行相應的讀取.由 于RAM的操作時鐘與LED顯示屏的時鐘的頻率的不同，在由RAM存儲模塊6輸出的數據在 進入分區(qū)模塊4之前，需要經過區(qū)RAM讀寫模塊7由其中的與LED顯示屏的區(qū)的個數相同 的雙口 RAM進行緩沖。這里的跨時鐘域是通過對其讀寫使能的計數使其深度進行變化而判 斷相應的RAM的空滿狀態(tài)而實現的。在LED顯示屏上，每一區(qū)的數據應該同時顯示，分區(qū)模 塊4就是為了實現這一目的。最后分區(qū)模塊的輸出通過排線連接到LED顯示屏上與控制信 號產生模塊2輸出的灰度與行選信號共同配合使得LED顯示屏正確而流暢的顯示視頻。如圖2，場RAM讀寫模塊5包含三部分，分別為場RAM寫模塊、場RAM組，場RAM讀 模塊。場RAM寫模塊將從位面分離模塊1中的得到的數據按場分別存儲到不同的場RAM中， 而場RAM讀模塊則從不同的場RAM中讀取相應的數據送給RAM存儲控制模塊6中進行存儲 操作。如圖3，區(qū)RAM讀寫模塊7也包含三部分，分別為區(qū)RAM寫模塊、區(qū)RAM組，區(qū)RAM 讀模塊。區(qū)RAM寫模塊將從RAM存儲控制模塊6中的得到的數據按區(qū)分別存儲到不同的區(qū) RAM中，而區(qū)RAM讀模塊則從不同的區(qū)RAM中讀取相應的數據送給分區(qū)模塊4中進行操作供 LED顯示屏的顯示。如圖4，根據LED顯示屏的結構與驅動原理，LED顯示屏需對顏色數據的不同權值 進行操作，所以必須把像素中不同權值進行分離，圖中舉例所示為8個8位的數據進行操作 的過程，將依次進入位面分離模塊1的8個數據進行如圖的排列，將8個數據中每個數據的 第0位進行重組，得到一個新的數據，送入RAM控制模塊3，其他位的數據同理進行操作。所述“ 19場掃描”理論，即從一個字節(jié)數據中依次從低位到高位或者從高位到低位 提取出一位數據，分8次點亮對應的像素，每一位對應的點亮時間與關斷時間的占空比不 同。定義Do位對應的點亮時間加上關斷時間為一個時間單位，設為T，可得表1所示各位 的點亮與關斷時間。T也是對LED顯示屏進行一次串行數據更新所需要的時間。表1所示 的總時間是T的整數倍，所以每個數據位所占用的總時間可以通過刷新一次屏幕數據來進 行定時。在進行LED顯示屏設計時，整個顯示屏中LED的亮與滅可以通過總控線EN控制， 當點亮時間彡IT時，EN控制顯示屏處于常亮狀態(tài)，而當點亮時間< IT時，可以通過控制EN 產生相應占空比的控制波形來實現相應位的亮度控制。表1各數據位掃描控制時間
權利要求
1.一種基于片內RAM的彩色LED灰度顯示控制系統(tǒng)，其特征在于包括控制信號產生 模塊O)、位面分離模塊(1)、RAM控制模塊(3)以及分區(qū)模塊⑷；其中所述RAM控制模塊 (3)包括場RAM讀寫模塊(5)、RAM存儲控制模塊(6)和區(qū)RAM讀寫模塊(7)；所述控制信 號產生模塊( 與所述位面分離模塊(1)、RAM控制模塊C3)連接，用于產生控制整個顯示 屏的各種信號；所述RAM控制模塊(3)輸出的數據與區(qū)使能信號連接到分區(qū)模塊⑷；所述 RAM控制模塊(3)中的場RAM讀寫模塊(5)的輸出端與RAM存儲控制模塊(6)的輸入端相 連接，所述RAM存儲控制模塊(6)的輸出端與區(qū)RAM讀寫模塊(7)連接，所述區(qū)RAM讀寫模 塊(7)的輸出端連接到分區(qū)模塊的輸入端，所述分區(qū)模塊的輸出端通過排線連接 到LED顯示屏上與所述控制信號產生模塊( 輸出的灰度與行選信號共同配合使得LED顯 示屏正確而流暢的顯示視頻。
2.一種基于權利要求1所述片內RAM的彩色LED灰度顯示控制系統(tǒng)的控制方法，其特 征在于使所述場RAM讀寫模塊( 與區(qū)RAM讀寫模塊(7)均包含多個RAM作為暫存，存儲 相應的場與區(qū)的數據，并由于視頻源的時鐘、RAM的操作時鐘采用跨時鐘域的操作，即要雙 口 RAM進行緩沖，通過對深度的判斷進行讀寫控制；所述RAM存儲控制模塊(6)中包含16 個RAM作為場存儲器，這些場存儲器分為兩部分，作為存儲不同幀的視頻源的各場同權位 數據，根據19場掃描原理要求，對不同的場的讀取時間與讀取次數進行控制，使其符合LED 屏的顯示要求與灰度控制。
3.根據權利2所述的控制方法，其特征在于所述的跨時鐘域是通過對讀寫使能的計 數使深度進行變化而判斷相應的RAM的空滿狀態(tài)而實現的。
4.根據權利2所述的控制方法，其特征在于，所述19場掃描原理為從一個字節(jié)數據 中依次從低位到高位或者從高位到低位提取出一位數據，分8次點亮對應的像素，每一位 對應的點亮時間與關斷時間的占空比不同，定義Do位對應的點亮時間加上關斷時間為一 個時間單位，設為T，可得各位的點亮與關斷時間，T也是對LED顯示屏進行一次串行數據 更新所需要的時間，使每個數據位所占用的總時間通過刷新一次屏幕數據來進行定時，在 進行LED顯示屏設計時，整個顯示屏中LED的亮與滅通過總控線EN控制，當點亮時間> IT 時，EN控制顯示屏處于常亮狀態(tài)，而當點亮時間< IT時，通過控制EN產生相應占空比的控 制波形來實現相應位的亮度控制。
5.根據權利2所述的控制方法，其特征在于，在LED顯示屏上，每一區(qū)的數據同時顯示。
6.根據權利2所述的控制方法，其特征在于所述RAM讀寫模塊( 包含三部分，分別 為場RAM寫模塊、場RAM組和場RAM讀模塊；所述場RAM寫模塊將從位面分離模塊(1)中的 得到的數據按場分別存儲到不同的場RAM中，而場RAM讀模塊則從不同的場RAM中讀取相 應的數據送給RAM存儲控制模塊(6)中進行存儲操作。
7.根據權利2所述的控制方法，其特征在于所述區(qū)RAM讀寫模塊(7)包含三部分，分 別為區(qū)RAM寫模塊、區(qū)RAM組和區(qū)RAM讀模塊；所述區(qū)RAM寫模塊將從RAM存儲控制模塊 (6)中的得到的數據按區(qū)分別存儲到不同的區(qū)RAM中，而區(qū)RAM讀模塊則從不同的區(qū)RAM中 讀取相應的數據送給分區(qū)模塊中進行操作供LED顯示屏的顯示。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于片內RAM的彩色LED灰度顯示控制系統(tǒng)及方法，本發(fā)明對24位的彩色RGB視頻源信號經過位面分離、RAM讀寫、分區(qū)控制等操作，實現了在LED顯示屏上播放視頻的功能。該系統(tǒng)硬件設計結構包括控制信號產生模塊、位面分離模塊、RAM控制模塊與分區(qū)模塊，其中RAM控制模塊包括場RAM讀寫模塊、RAM存儲控制模塊與區(qū)RAM讀寫模塊。本發(fā)明為非內建灰度控制的彩色LED顯示屏提供了一種顯示控制方法，該方法僅應用片內的存儲空間，節(jié)省了外部硬件資源。
文檔編號G09G3/32GK102148010SQ20111010552
公開日2011年8月10日 申請日期2011年4月26日 優(yōu)先權日2011年4月26日
發(fā)明者楊鈺哲, 葛晨陽, 董振寧, 趙永燦, 陳秋伯 申請人:西安交通大學