專利名稱：一種脫機(jī)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是， 一種LED脫機(jī)控制裝置。
背景技術(shù)：
LED顯示脫機(jī)控制方案控制有數(shù)據(jù)量大，特殊算法對控制器硬件要求高的特點(diǎn)。目前的脫機(jī)控制產(chǎn)品有如下幾種解決方案方案一，如圖1,微控制器使用SPI通信方式操作存儲卡，根據(jù)計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)存儲格式得到數(shù)據(jù)并作數(shù)據(jù)處理，生成燈具控制信號的脫機(jī)控制方案，該方案使用微控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，對微控制器要求高，數(shù)據(jù)處理效率和通信速率都存在瓶頸問題，控制點(diǎn)數(shù)少，顯示性能低，難以滿足LED顯示控制的需求；方案二，如圖2,使用高端孩"空制器自帶的SD總線接口直接操作SD卡，根據(jù)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲格式得到，不經(jīng)過處理直接發(fā)送出去，由其他分控板進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得到燈具控制信號，然而高端微控制器僅做數(shù)據(jù)格式通信轉(zhuǎn)換應(yīng)用，還需要外圍一定數(shù)量的分控板做數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換生成燈具信號，器件性能利用不充分成本增高；方案三，使用可編程邏輯器件的控制方式，結(jié)構(gòu)類似方案二，顯示性能和控制點(diǎn)數(shù)高于方案二，但仍然存在開發(fā)復(fù)雜，改動不靈活的缺點(diǎn)。
因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型脫機(jī)控制裝置以及脫才幾控制方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
本發(fā)明首先提供一種脫機(jī)控制裝置，包括存儲模塊，控制模塊和數(shù)據(jù)處理模塊；其中，
所述存儲模塊設(shè)置控制端和數(shù)據(jù)端，所述數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)置控制端；所述控制模塊分別與所述存儲模塊控制端和所述數(shù)據(jù)處理模塊控制端連接，所述控制模塊設(shè)置串行外設(shè)接口，所述數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)置一換向電路，所述控制模塊通過所述串行外設(shè)接口和所述換向電路與所述存儲模塊控制端連接；
所述數(shù)據(jù)處理才莫塊還與所述存儲模塊數(shù)據(jù)端連接；
所述控制模塊向所述存儲模塊和所述數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送控制命令，在所述控制模塊的控制下，所述數(shù)據(jù)處理模塊將文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)和控制文件數(shù)據(jù)傳遞到所述數(shù)據(jù)處理模塊；
所述數(shù)據(jù)處理模塊響應(yīng)于所述控制模塊的控制信號，將所述文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，傳遞給所述控制模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊將所述控制文件數(shù)據(jù)進(jìn)行處理生成控制信號并輸出。
所述的脫機(jī)控制裝置，所述串行外設(shè)接口包括方向控制端、主入從出端、主出從入端和時(shí)鐘信號端；所述時(shí)鐘信號端與所述存儲模塊和所述數(shù)據(jù)處理模塊連接，用于向所述存儲模塊和所述數(shù)據(jù)處理模塊提供工作時(shí)鐘；所述方向控制端、主入從出端和主出從入端與所述換向電路連接。
所述的脫機(jī)控制裝置，所述存儲模塊為安全數(shù)字卡(SD卡)。
所述的脫機(jī)控制裝置，還包括輸入模塊，所述輸入模塊與所述控制模塊相連接，用于向所述控制模塊輸入控制命令。
所述的脫機(jī)控制裝置，還包括顯示模塊，所述顯示模塊與所述控制模塊相連接，用于顯示狀態(tài)信息。
所述的脫機(jī)控制裝置，所述控制模塊為微控制器MCU。所述的脫機(jī)控制裝置，所述數(shù)據(jù)處理模塊為現(xiàn)場可編程門陣列FPGA或復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD。
所述的脫機(jī)控制裝置，所述控制模塊和所述數(shù)據(jù)處理模塊集成于單片集成電^各內(nèi)。
本發(fā)明還提供一種應(yīng)用于權(quán)利要求1所述裝置的方法，包括以下步驟
Al:所述控制^f莫塊通過串行外設(shè)接口對存儲^t塊進(jìn)行初始化；
A2:所述控制模塊讀取所述存儲模塊文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)；
A3:所述數(shù)據(jù)處理模塊從所述存儲模塊讀取控制文件數(shù)據(jù)；
A4:所述數(shù)據(jù)處理模塊處理控制文件數(shù)據(jù)得到控制信號；
A5:輸出所述控制信號。
所述的方法，所述步驟A2具體執(zhí)行以下步驟
A21:所述控制模塊發(fā)送讀取所述存儲模塊的命令，得到所述存儲模塊有效應(yīng)答；
A22:所述控制it塊控制所述數(shù)據(jù)處理模塊處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)；
A23:所述存儲沖莫塊將所述文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸出給所述數(shù)據(jù)處理模塊，所
述數(shù)據(jù)處理模塊將所述文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換位數(shù)，存入所述數(shù)據(jù)處理模塊的
異步FIFO;
A24:所述控制模塊從所述異步FIFO讀取所述文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)。所述的方法，所述步驟A21，由所述控制模塊通過串行外設(shè)接口發(fā)送所述命令，并得到所述存儲模塊有效應(yīng)答。
所述的方法，所述步驟A3具體執(zhí)行以下步驟
A31:所述控制模塊根據(jù)所述文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)得到所述控制文件的相關(guān)信
自
A32:根據(jù)所述文件相關(guān)信息，所述控制模塊發(fā)送讀取命令，并得到所述存儲模塊的有效應(yīng)答；
A33:所述控制模塊控制所述數(shù)據(jù)處理模塊處于數(shù)據(jù)處理狀態(tài)；A34:所述控制模塊控制下，所述存儲模塊將所述控制文件輸出給所述數(shù)據(jù)處理模塊。
所述的方法，步驟A23中，所述存儲模塊輸出4位數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)處理模塊將其轉(zhuǎn)換為8位數(shù)據(jù)。
采用上述方案，本發(fā)明通過控制模塊控制存儲模塊及其與外部設(shè)備接口，專用算法的數(shù)據(jù)處理模塊做數(shù)據(jù)處理，各用所長，降低對控制模塊和數(shù)據(jù)處理模塊的性能要求，方便選型降低產(chǎn)品成本。


圖l是現(xiàn)有技術(shù)的原理框圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)的原理框圖3是本發(fā)明一種脫機(jī)控制裝置實(shí)施例的原理框圖；圖4是本發(fā)明一種脫機(jī)控制方法實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例1
如圖3所示，本實(shí)施例提供一種LED脫機(jī)控制數(shù)據(jù)處理裝置，包括存儲模塊ll,控制模塊12和數(shù)據(jù)處理模塊13;優(yōu)選的，控制模塊12通過串行外設(shè)接口 SPI(Serial Peripheral Interface)與存儲模塊11控制端CMD連接，通過其他通信方式(例如CPU并口方式)和數(shù)據(jù)處理模塊13控制端連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信功能，數(shù)據(jù)處理模塊13還與存儲模塊11數(shù)據(jù)端連接，控制模塊12用于向存儲模塊11和數(shù)據(jù)處理模塊13發(fā)送控制命令，控制數(shù)據(jù)處理模塊從存儲模塊讀取數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理模塊13用于響應(yīng)于控制模塊12的控制信號，從存儲^t塊讀取文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)和控制文件數(shù)據(jù)，然后數(shù)據(jù)處理模塊將控制文件數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到燈具控制信號，并輸出燈具控制信號。
8在數(shù)據(jù)處理模塊，常見的數(shù)據(jù)處理方法是將256級灰度信號處理得到亮度控制信號，屬于公知常識，且不屬于本發(fā)明重點(diǎn)，在此不再贅述，。
值得說明的是，串行外設(shè)接口 (Serial Peripheral Interface) SPI，它可以使微控制器與各種外圍設(shè)備以串行方式進(jìn)行通信以交換信息，該接口一般使用4條線串行時(shí)鐘線(SCK)、主入從出數(shù)據(jù)線(MISO)、主出從入數(shù)據(jù)線(MOSI)和低電平有效的從機(jī)選擇線(SS)。
本實(shí)施例中采用帶有SPI接口的微控制器(MCU )，該SPI接口包括時(shí)鐘信號端SCK、主出從入端MOSI、主入從出端MISO、方向控制端DIR,時(shí)鐘信號端SCK與存儲模塊11和數(shù)據(jù)處理沖莫塊13連接，用于向存儲模塊11和數(shù)據(jù)處理模塊13提供工作時(shí)鐘；方向控制端DIR、主入從出端MISO和主出從入端MOSI與換向電路131連接。通過數(shù)據(jù)處理模塊13設(shè)置的方向控制電路131 (為便于繪圖，方向控制電路131繪制在數(shù)據(jù)處理模塊13的外部)完成控制模塊12與存儲模塊11之間的通信，其中方向控制端DIR用于方向控制電路131的方向控制，MOSI通過存儲模塊CMD線控制存儲模塊動作，同時(shí)，MISO通過存儲模塊CMD線接收存儲模塊的反饋信號。采用SPI這種高速、高效的接口技術(shù)，能夠滿足LED控制數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)傳輸速率高的特點(diǎn)。
實(shí)施例2
在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，存儲模塊ll使用移動存儲卡，例如SD卡，插接在用于固定該存儲卡的固定插槽上，控制模塊12采用微控制器MCU(Micro Controller Unit),例如AVR單片機(jī)，數(shù)據(jù)處理才莫塊13優(yōu)選采用現(xiàn)場可編程門陣列FPGA ( Field-Programmable Gate Array)或復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD (Complex Programmable Logic Device),例如可以采用Altera公司推出的StratixIII系列FPGA。單片機(jī)價(jià)格低廉，控制能力較強(qiáng)，F(xiàn)PGA數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)大，且應(yīng)用靈活，二者結(jié)合各取所長，實(shí)現(xiàn)低成本、高性能的目標(biāo)。實(shí)施例3
在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例的脫^L控制裝置還包括輸入^t塊(圖中未示出)，比如可以為手持無線輸入設(shè)備、有線輸入設(shè)備，或者按鍵輸入設(shè)備，其與控制模塊12相連接，用于向控制模塊12輸入控制命令，比如控制播放內(nèi)容、播放速度、播放方式的控制命令。
又一個(gè)例子，本實(shí)施例的脫機(jī)控制數(shù)據(jù)處理裝置還可以包括顯示模塊(圖中未示出)，比如可以采用液晶顯示器、數(shù)碼管顯示裝置或者指示燈，提供人機(jī)交流的平臺，該顯示模塊16與控制模塊12相連接，用于顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)信息。
又一個(gè)例子，在脫機(jī)控制數(shù)據(jù)處理裝置中，可以根據(jù)需要將控制模塊12和數(shù)據(jù)處理模塊13集成于單片集成電路內(nèi)，比如使用可編程邏輯器件做控制器"軟核"并利用該"軟核"完成微控制器部分功能，其他可編程邏輯器件的資源完成數(shù)據(jù)處理功能，或者采用單片集成了可編程邏輯器件的微控制器的方案，由^U空制器上集成的可編程邏輯部分完成專用算法數(shù)據(jù)處理的方法；釆用單片集成電路，簡化電路，方便布線設(shè)計(jì)。
實(shí)施例4
本實(shí)施例提供一種應(yīng)用于上述各實(shí)施例的脫機(jī)控制方法，圖4為該方法流程圖，第一步，系統(tǒng)上電以后，由控制模塊通過串行外設(shè)接口 SPI對存儲模塊進(jìn)行初始化，主要包括存儲卡插入檢測、寫保護(hù)檢測、上電復(fù)位、存儲卡狀態(tài)切換等。
第二步，控制模塊讀取存儲模塊文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)；優(yōu)選的，該步驟可以這樣實(shí)現(xiàn)控制模塊通過串行外設(shè)接口 SPI發(fā)送讀取存儲模塊文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)的命令(文件系統(tǒng)包括FAT16、 FAT32和NTFS等計(jì)算機(jī)文件系統(tǒng))，并得到存儲模塊有效應(yīng)答；優(yōu)選的，當(dāng)方向控制信號DIR輸出為1時(shí)，控制模塊使用MOSI線發(fā)送讀取存儲模塊的命令給存儲模塊的CMD線，當(dāng)DIR輸出為0時(shí)，控制模塊通過MISO線接收CMD線上的存儲模塊應(yīng)答反饋信號；同時(shí)，在控制模塊控制信號的控制下，數(shù)據(jù)處理模塊處于數(shù)據(jù)接收狀 態(tài)，準(zhǔn)備接收來自存儲模塊的文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)；存儲模塊將文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸 出，數(shù)據(jù)處理模塊將文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換位數(shù)，比如，將4位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為8 位數(shù)據(jù)，存入異步FIFO (FIRST IN FIRST OUT,先入先出)；控制模塊從 上述異步FIFO讀取文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)。
第三步，數(shù)據(jù)處理模塊從存儲模塊讀取燈具控制文件數(shù)據(jù)；優(yōu)選的， 本步驟這樣實(shí)現(xiàn)控制模塊根據(jù)來自上述異步FIFO的文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)，比如 DBR(DOS BOOT RECORD)、 FAT(File Allocation Table)，得到燈具控制文件 的相關(guān)信息，主要包括分區(qū)信息、簇信息、文件地址信息、文件大小信息； 根據(jù)上述相關(guān)信息得到文件的具體存儲地址，控制模塊發(fā)送讀取上述地址 的命令，并得到存儲模塊的有效應(yīng)答；同時(shí)，控制模塊控制數(shù)據(jù)處理模塊 處于數(shù)據(jù)處理狀態(tài)，準(zhǔn)備接受并處理來自存儲模塊的燈具控制文件；存儲 模塊將燈具控制文件輸出給數(shù)據(jù)處理模塊。
第四步，數(shù)據(jù)處理模塊處理燈具控制文件數(shù)據(jù)得到燈具控制信號，比
如將灰度信號處理成亮度控制信號；第五步，輸出上述燈具控制信號。 釆用上述方法充分利用微控制器的控制功能和數(shù)據(jù)處理模塊(如
FPGA、 CPLD等)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，取長補(bǔ)短，降低對微控制器和數(shù)
據(jù)處理模塊的性能要求，方便選型，降低產(chǎn)品成本。
應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以
改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種脫機(jī)控制裝置，其特征在于，包括存儲模塊，控制模塊和數(shù)據(jù)處理模塊；其中，所述存儲模塊設(shè)置控制端和數(shù)據(jù)端，所述數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)置控制端；所述控制模塊分別與所述存儲模塊控制端和所述數(shù)據(jù)處理模塊控制端連接，所述控制模塊設(shè)置串行外設(shè)接口，所述數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)置一換向電路，所述控制模塊通過所述串行外設(shè)接口和所述換向電路與所述存儲模塊控制端連接；所述數(shù)據(jù)處理模塊還與所述存儲模塊數(shù)據(jù)端連接；所述控制模塊向所述存儲模塊和所述數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送控制命令，在所述控制模塊的控制下，所述數(shù)據(jù)處理模塊將文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)和控制文件數(shù)據(jù)傳遞到所述數(shù)據(jù)處理模塊；所述數(shù)據(jù)處理模塊響應(yīng)于所述控制模塊的控制信號，將所述文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，傳遞給所述控制模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊將所述控制文件數(shù)據(jù)進(jìn)行處理生成控制信號并輸出。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫機(jī)控制裝置，其特征在于，所述串行外設(shè)接口包括方向控制端、主入從出端、主出從入端和時(shí)鐘信號端；所述時(shí)鐘信號端與所述存儲模塊和所述數(shù)據(jù)處理模塊連接，用于向所述存儲模塊和所述數(shù)據(jù)處理模塊提供工作時(shí)鐘；所述方向控制端、主入從出端和主出從入端與所述換向電^各連^l"。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫機(jī)控制裝置，其特征在于，所述存儲模塊為安全數(shù)字卡(SD卡)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫機(jī)控制裝置，其特征在于，還包括輸入模塊，所述輸入模塊與所述控制模塊相連接，用于向所述控制;f莫塊輸入控制命令。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫機(jī)控制裝置，其特征在于，還包括顯示模塊，所述顯示模塊與所述控制模塊相連接，用于顯示狀態(tài)信息。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫機(jī)控制裝置，其特征在于，所述控制模塊為微控制器MCU。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫機(jī)控制裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理模塊為現(xiàn)場可編程門陣列FPGA或復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫機(jī)控制裝置，其特征在于，所述控制模塊和所述數(shù)據(jù)處理模塊集成于單片集成電路內(nèi)。
9、 一種應(yīng)用于權(quán)利要求1所述脫機(jī)控制裝置的方法，其特征在于，包括以下步驟Al:所述控制模塊通過串行外設(shè)接口對存儲模塊進(jìn)行初始化；A2:所述控制模塊讀取所述存儲模塊文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)；A3:所述數(shù)據(jù)處理模塊從所述存儲模塊讀取控制文件數(shù)據(jù)；A4:所述數(shù)據(jù)處理纟莫塊處理控制文件數(shù)據(jù)得到控制信號；A5:輸出所述控制信號。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述步驟A2具體執(zhí)行以下步驟A21:所述控制模塊發(fā)送讀取所述存儲模塊的命令，得到所述存儲模塊有效應(yīng)答；A22:所述控制4莫塊控制所述數(shù)據(jù)處理模塊處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)；A23:所述存儲模塊將所述文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸出給所述數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊將所述文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換位數(shù)，存入所述數(shù)據(jù)處理模塊的異步FIFO;A24:所述控制模塊從所述異步FIFO讀取所述文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述步驟A21,由所述控制模塊通過串行外設(shè)接口發(fā)送所述命令，并得到所述存儲模塊有效應(yīng)答。
12、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述步驟A3具體執(zhí)行以下步驟A31:所述控制模塊根據(jù)所述文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)得到所述控制文件的相關(guān)信息；A32:根據(jù)所述文件相關(guān)信息，所述控制模塊發(fā)送讀取命令，并得到所述存儲模塊的有效應(yīng)答；A33:所述控制模塊控制所述數(shù)據(jù)處理模塊處于數(shù)據(jù)處理狀態(tài)；A34:所述控制模塊控制下，所述存儲模塊將所述控制文件輸出給所述數(shù)據(jù)處理一莫塊。
13、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其特征在于，步驟A23中，所述存儲模塊輸出4位數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)處理模塊將其轉(zhuǎn)換為8位數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種脫機(jī)控制裝置，包括存儲模塊，控制模塊和數(shù)據(jù)處理模塊；同時(shí)本發(fā)明還公開了一種脫機(jī)控制方法；本發(fā)明通過微控制器控制存儲卡及其與外部設(shè)備接口，通過可編程器件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過以上結(jié)構(gòu)連接關(guān)系，降低對微控制器和可編程邏輯器件的性能要求，提高工作效率，方便選型，降低產(chǎn)品成本。
文檔編號H05B37/02GK101594718SQ20091008385
公開日2009年12月2日 申請日期2009年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月8日
發(fā)明者伍更新, 劉大偉, 邵寅亮 申請人:北京中慶微數(shù)字設(shè)備開發(fā)有限公司