專(zhuān)利名稱(chēng)：一種led顯示屏自動(dòng)關(guān)斷保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于LED顯示屏控制技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及的是一種LED顯示屏的無(wú)信號(hào)自動(dòng)關(guān)斷電路。
背景技術(shù)：
公知的LED顯示屏一般分為動(dòng)態(tài)顯示屏和靜態(tài)顯示屏；靜態(tài)顯示屏的發(fā)光二極管設(shè)計(jì)電流一般為20mA，這是二極管的額定工作電流。動(dòng)態(tài)顯示屏為保證應(yīng)用亮度，一般采用了8-16行動(dòng)態(tài)掃描電路，根據(jù)點(diǎn)亮?xí)r間占空比的不同，發(fā)光二極管的脈沖掃描電流一般為40-80mA，但平均電流仍小于等于20mA，其功耗仍在額定范圍之內(nèi)，因此發(fā)光二極管可以正常工作，而不會(huì)損壞。
但是，當(dāng)因故障或停電造成遠(yuǎn)端控制板停止工作時(shí)，動(dòng)態(tài)顯示板因無(wú)掃描信號(hào)而隨機(jī)停留在某一行使該行導(dǎo)通，其動(dòng)態(tài)電流就變?yōu)楹愣ǖ?0-80mA，發(fā)出異常的高亮，時(shí)間稍長(zhǎng)，該行發(fā)光二極管就因超過(guò)其額定工作電流，很容易造成永久性損壞。
LED顯示屏的LED驅(qū)動(dòng)芯片一般均包含有輸出使能引腳。以日本東芝公司生產(chǎn)的LED驅(qū)動(dòng)芯片TB62726為例，它的輸出OUT0～OUT15直接驅(qū)動(dòng)16只LED發(fā)光。16個(gè)輸出的使能信號(hào)為/ENABLE，它通過(guò)16個(gè)與門(mén)來(lái)控制OUT0～OUT15的輸出電平。當(dāng)/ENABLE為邏輯高電平時(shí)，經(jīng)反相器反相后“關(guān)斷”TB62726輸出端的與門(mén)，全屏LED熄滅。當(dāng)/OENABLE為邏輯低電平時(shí)，經(jīng)反相器反相后“開(kāi)通”TB62726輸出端的與門(mén)，允許各點(diǎn)LED在Q0～Q15為高電平時(shí)點(diǎn)亮。如圖1所示給出了一塊驅(qū)動(dòng)芯片TB62726的輸出結(jié)構(gòu)。圖中電阻R的大小可調(diào)節(jié)OUT0～OUT15的恒流輸出電流(20-80mA)。另一種廣泛采用的驅(qū)動(dòng)芯片是74HC595，它的輸出結(jié)構(gòu)與TB62726相似，也有一個(gè)輸出使能信號(hào)為/ENABLE。不同的時(shí)，它只有8個(gè)CMOS電壓型輸出，其電流大小由外部串在輸出中的電阻確定。
LED顯示屏在掃描方式上可分為動(dòng)態(tài)顯示屏和靜態(tài)顯示屏兩大類(lèi)。靜態(tài)顯示屏所有的LED驅(qū)動(dòng)芯片的輸出使能信號(hào)/ENABLE是共享的，由它統(tǒng)一控制靜態(tài)LED顯示屏的開(kāi)斷。靜態(tài)顯示屏發(fā)光二極管的設(shè)計(jì)電流一般為20mA，在二極管的額定電流之內(nèi)，如不短路不存在過(guò)流問(wèn)題。動(dòng)態(tài)顯示屏的LED驅(qū)動(dòng)芯片采用多排LED驅(qū)動(dòng)芯片并列工作，例如占空比為1/8的動(dòng)態(tài)顯示屏，RGB每色分別設(shè)計(jì)有8行LED驅(qū)動(dòng)芯片，每行驅(qū)動(dòng)芯片的/ENABLE即為控制本行LED發(fā)光的動(dòng)態(tài)掃描行脈沖信號(hào)，一般采用74HC138譯碼產(chǎn)生。為保證應(yīng)用亮度，根據(jù)點(diǎn)亮?xí)r間占空比的不同，發(fā)光二極管的設(shè)計(jì)工作電流一般為40-80mA。有掃描信號(hào)時(shí)，動(dòng)態(tài)顯示屏每個(gè)發(fā)光二極管的平均電流仍小于20mA，功耗仍在額定范圍之內(nèi)，二極管可以正常工作，不會(huì)造成過(guò)流損壞。但是，如因故障或停電造成遠(yuǎn)端控制板停止工作，LED屏體內(nèi)的各動(dòng)態(tài)顯示板因無(wú)掃描信號(hào)而隨機(jī)停留在某一行，使該行一直導(dǎo)通，其動(dòng)態(tài)電流變?yōu)楹愣ǖ?0-80mA，大大超過(guò)二極管的額定電流而發(fā)出異常的高亮，時(shí)間稍長(zhǎng)，發(fā)光二極管很容易造成永久性損壞。
因此，現(xiàn)有技術(shù)有待于改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種LED顯示屏自動(dòng)關(guān)斷保護(hù)電路，通過(guò)引入一路低頻本地時(shí)鐘信號(hào)，結(jié)合輸入高頻掃描時(shí)鐘的一系列設(shè)計(jì)，產(chǎn)生一個(gè)門(mén)控信號(hào)去控制LED驅(qū)動(dòng)芯片的輸出使能引腳(/ENABLE)，以實(shí)現(xiàn)LED顯示屏無(wú)掃描信號(hào)時(shí)的自動(dòng)關(guān)斷，保證發(fā)光二極管不受損壞。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種LED顯示屏自動(dòng)關(guān)斷保護(hù)電路，其連接入LED顯示屏的驅(qū)動(dòng)電路，其中，包括一第一計(jì)數(shù)器和一第二計(jì)數(shù)器，所述第二計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)時(shí)鐘是本地的低頻總線時(shí)鐘，所述第一計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)時(shí)鐘是來(lái)自遠(yuǎn)端控制板信號(hào)源的高頻總線時(shí)鐘，其頻率是所述低頻總線時(shí)鐘的數(shù)倍，一門(mén)控信號(hào)模塊利用所述高、低頻總線時(shí)鐘的時(shí)間差產(chǎn)生一門(mén)控信號(hào)，當(dāng)所述LED顯示屏有掃描信號(hào)時(shí)，所述門(mén)控信號(hào)總是為低，當(dāng)所述LED顯示屏無(wú)掃描信號(hào)時(shí)，所述門(mén)控信號(hào)恒定為高。
所述的電路，其中，所述門(mén)控信號(hào)與LED顯示屏驅(qū)動(dòng)器的開(kāi)斷信號(hào)相或。
所述的電路，其中，所述第一計(jì)數(shù)器輸出端依次電連接有一第一D觸發(fā)器、第一非門(mén)、第二D觸發(fā)器；所述第二計(jì)數(shù)器輸出端依次電連接有一第四D觸發(fā)器、第二非門(mén)、所述第二D觸發(fā)器；所述第二D觸發(fā)器輸出端依次電連接第三D觸發(fā)器，與來(lái)自遠(yuǎn)端控制器傳過(guò)來(lái)的LED顯示屏點(diǎn)亮信號(hào)經(jīng)一或門(mén)輸出到所述驅(qū)動(dòng)電路的使能端。
所述的電路，其中，所述電路的信號(hào)處理為所述第一計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)溢出時(shí)產(chǎn)生第一進(jìn)位信號(hào)，經(jīng)該第一D觸發(fā)器輸出穩(wěn)定的脈沖信號(hào)，經(jīng)第一非門(mén)反相后，優(yōu)先將所述第二D觸發(fā)器清零，輸出低電平輸出；所述第二計(jì)數(shù)器溢出時(shí)產(chǎn)生第二進(jìn)位信號(hào)，允許本地低頻總線時(shí)鐘將所述低電平輸出信號(hào)鎖入第三D觸發(fā)器；之后，所述第二計(jì)數(shù)器溢出的第二進(jìn)位信號(hào)經(jīng)第四D觸發(fā)器延遲一個(gè)低頻時(shí)鐘周期，產(chǎn)生一個(gè)高電平清零信號(hào)，將所述第一計(jì)數(shù)器和第二計(jì)數(shù)器同時(shí)清零，該高電平清零信號(hào)再經(jīng)第二非門(mén)反相后產(chǎn)生一個(gè)低電平置位信號(hào)，將第二D觸發(fā)器置位，輸出為高電平輸出。
所述的電路，其中，所述電路由現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列芯片實(shí)現(xiàn)。
所述的電路，其中，所述電路中的各D觸發(fā)器的置位和清零端未接信號(hào)的均為缺省值高電平。
本發(fā)明所提供的一種LED顯示屏自動(dòng)關(guān)斷保護(hù)電路，提供一種無(wú)掃描信號(hào)時(shí)LED顯示屏自動(dòng)關(guān)斷，有掃描信號(hào)時(shí)LED顯示屏自動(dòng)恢復(fù)顯示的電路，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用、可靠，延長(zhǎng)了LED顯示屏的使用壽命。


下面結(jié)合附圖將對(duì)本發(fā)明作較為詳細(xì)的說(shuō)明。其中，圖1為現(xiàn)有技術(shù)的LED驅(qū)動(dòng)芯片TB62726的輸出結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的LED顯示屏自動(dòng)關(guān)斷保護(hù)電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
下文，將詳細(xì)描述本發(fā)明的各具體實(shí)施例。
如圖2所示的，為本發(fā)明的LED顯示屏自動(dòng)關(guān)斷保護(hù)電路原理圖，其輸出端電連接所述LED顯示屏的驅(qū)動(dòng)芯片的使能信號(hào)端，其中包括兩個(gè)8位計(jì)數(shù)器，第一計(jì)數(shù)器U1和第二計(jì)數(shù)器U2，所述第二計(jì)數(shù)器U2的計(jì)數(shù)時(shí)鐘是本地的低頻總線時(shí)鐘LCLK，第一計(jì)數(shù)器U1的計(jì)數(shù)時(shí)鐘HCLK是來(lái)自遠(yuǎn)端控制板信號(hào)源的高頻總線時(shí)鐘，其頻率是LCLK的數(shù)倍。
所述第一計(jì)數(shù)器U1計(jì)數(shù)溢出時(shí)產(chǎn)生第一進(jìn)位信號(hào)CT1，第二計(jì)數(shù)器U2溢出時(shí)產(chǎn)生第二進(jìn)位信號(hào)CT2。電源開(kāi)啟后，高頻計(jì)數(shù)器即第一計(jì)數(shù)器U1總是首先產(chǎn)生溢出，其第一進(jìn)位信號(hào)CT1通過(guò)第一D觸發(fā)器U3去毛刺后產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的脈沖信號(hào)CQ1，CQ1經(jīng)第一非門(mén)U7反相，總是優(yōu)先將第二D觸發(fā)器U5清零，產(chǎn)生一個(gè)低電平輸出OPEN0。其后，低頻計(jì)數(shù)器第二計(jì)數(shù)器U2產(chǎn)生溢出第二進(jìn)位信號(hào)CT2，CT2高電平期間，允許本地低頻總線時(shí)鐘LCLK將OPEN0信號(hào)鎖入第三D觸發(fā)器U6，其輸出OPEN為低。之后，溢出第二進(jìn)位信號(hào)CT2經(jīng)第四D觸發(fā)器U4延遲一個(gè)低頻時(shí)鐘周期，產(chǎn)生一個(gè)高電平清零信號(hào)CLR，將第一計(jì)數(shù)器U1和第二計(jì)數(shù)器U2同時(shí)清零。CLR信號(hào)再經(jīng)第二非門(mén)U8反相后產(chǎn)生一個(gè)低電平置位信號(hào)PRN，將第二D觸發(fā)器U5置位，OPEN0輸出為高。
如果遠(yuǎn)端LED控制器工作正常，高頻計(jì)數(shù)脈沖HCLK沒(méi)有中斷，在低頻計(jì)數(shù)器第二計(jì)數(shù)器U2產(chǎn)生的溢出第二進(jìn)位信號(hào)CT2沒(méi)有再次到來(lái)之前，第二D觸發(fā)器U5的低電平輸出OPEN0將被第一計(jì)數(shù)器U1計(jì)數(shù)溢出時(shí)產(chǎn)生的第一進(jìn)位信號(hào)CT1重新清零，從而保證第三D觸發(fā)器U6的OPEN輸出保持低電平不變。
上述流程將不斷重復(fù)工作，開(kāi)斷控制信號(hào)OPEN恒定為低，它開(kāi)通或門(mén)U9，允許LED驅(qū)動(dòng)芯片的輸出使能信號(hào)/ENABLE正常工作，與或門(mén)U9的輸入RCR一致，RCR即為遠(yuǎn)端控制器傳過(guò)來(lái)的LED顯示屏點(diǎn)亮信號(hào)。
而當(dāng)因故障、斷線或停電造成遠(yuǎn)端控制板停止工作，其中的高頻總線時(shí)鐘信號(hào)HCLK中斷。此時(shí)，高頻計(jì)數(shù)器即第一計(jì)數(shù)器U1停止計(jì)數(shù)，不再產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào)信號(hào)CT1。如此，第二D觸發(fā)器U5不會(huì)被再清零，其輸出OPEN0只能不斷被低頻計(jì)數(shù)器第二計(jì)數(shù)器U2的進(jìn)位信號(hào)信號(hào)CT2置高。而第三D觸發(fā)器U6的輸出OPEN也恒定為高，通過(guò)或門(mén)U9可封住LED驅(qū)動(dòng)芯片的開(kāi)通控制輸入信號(hào)RCR，或門(mén)U9的/ENABLE輸出恒定為高，即它關(guān)斷了LED驅(qū)動(dòng)芯片，使發(fā)光二極管處于關(guān)斷狀態(tài)，從而保證了發(fā)光二極管不被損壞。當(dāng)遠(yuǎn)端掃描信號(hào)恢復(fù)時(shí)，高頻計(jì)數(shù)器第一計(jì)數(shù)器U1又開(kāi)始計(jì)數(shù)，重新產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào)信號(hào)CT1，觸發(fā)低電平輸出OPEN0，由低頻計(jì)數(shù)器產(chǎn)生的第二進(jìn)位信號(hào)CT2將OPEN信號(hào)置低，或門(mén)U9允許LED驅(qū)動(dòng)芯片的開(kāi)通控制信號(hào)RCR輸出，/ENABLE正常工作，LED顯示屏重新點(diǎn)亮。
本電路采用了現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，各D觸發(fā)器的置位和清零端未接信號(hào)的均為缺省值高電平。
本電路在應(yīng)用于動(dòng)態(tài)LED顯示屏產(chǎn)品中時(shí)能起到非常好的效果，同時(shí)該電路也可用于靜態(tài)LED顯示屏，在LED顯示屏有故障、斷線或停電造成遠(yuǎn)端控制板停止工作時(shí)，關(guān)斷LED顯示屏，節(jié)省功耗，延長(zhǎng)LED發(fā)光二極管壽命。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明電路只通過(guò)引入一路低頻本地時(shí)鐘信號(hào)，結(jié)合輸入高頻掃描時(shí)鐘的一系列設(shè)計(jì)，產(chǎn)生一個(gè)門(mén)控信號(hào)OPEN去控制LED驅(qū)動(dòng)芯片的輸出使能引腳(/ENABLE)，實(shí)現(xiàn)了LED顯示屏無(wú)掃描信號(hào)時(shí)的自動(dòng)關(guān)斷，從而保證了發(fā)光二極管不受損壞；有信號(hào)時(shí)LED顯示屏的顯示自動(dòng)恢復(fù)，本發(fā)明電路簡(jiǎn)單、實(shí)用、可靠，延長(zhǎng)了LED顯示屏的使用壽命。
應(yīng)當(dāng)理解的是，上述針對(duì)具體實(shí)施例的描述較為具體，并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍的限制。
權(quán)利要求
1.一種LED顯示屏自動(dòng)關(guān)斷保護(hù)電路，其連接入LED顯示屏的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，包括一第一計(jì)數(shù)器和一第二計(jì)數(shù)器，所述第二計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)時(shí)鐘是本地的低頻總線時(shí)鐘，所述第一計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)時(shí)鐘是來(lái)自遠(yuǎn)端控制板信號(hào)源的高頻總線時(shí)鐘，其頻率是所述低頻總線時(shí)鐘的數(shù)倍，一門(mén)控信號(hào)模塊利用所述高、低頻總線時(shí)鐘的時(shí)間差產(chǎn)生一門(mén)控信號(hào)，當(dāng)所述LED顯示屏有掃描信號(hào)時(shí)，所述門(mén)控信號(hào)總是為低，當(dāng)所述LED顯示屏無(wú)掃描信號(hào)時(shí)，所述門(mén)控信號(hào)恒定為高。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述門(mén)控信號(hào)與LED顯示屏驅(qū)動(dòng)器的開(kāi)斷信號(hào)相或。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述第一計(jì)數(shù)器輸出端依次電連接有一第一D觸發(fā)器、第一非門(mén)、第二D觸發(fā)器；所述第二計(jì)數(shù)器輸出端依次電連接有一第四D觸發(fā)器、第二非門(mén)、所述第二D觸發(fā)器；所述第二D觸發(fā)器輸出端依次電連接第三D觸發(fā)器，與來(lái)自遠(yuǎn)端控制器傳過(guò)來(lái)的LED顯示屏點(diǎn)亮信號(hào)經(jīng)一或門(mén)輸出到所述驅(qū)動(dòng)電路的使能端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述電路的信號(hào)處理為所述第一計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)溢出時(shí)產(chǎn)生第一進(jìn)位信號(hào)，經(jīng)該第一D觸發(fā)器輸出穩(wěn)定的脈沖信號(hào)，經(jīng)第一非門(mén)反相后，優(yōu)先將所述第二D觸發(fā)器清零，輸出低電平輸出；所述第二計(jì)數(shù)器溢出時(shí)產(chǎn)生第二進(jìn)位信號(hào)，允許本地低頻總線時(shí)鐘將所述低電平輸出信號(hào)鎖入第三D觸發(fā)器；之后，所述第二計(jì)數(shù)器溢出的第二進(jìn)位信號(hào)經(jīng)第四D觸發(fā)器延遲一個(gè)低頻時(shí)鐘周期，產(chǎn)生一個(gè)高電平清零信號(hào)，將所述第一計(jì)數(shù)器和第二計(jì)數(shù)器同時(shí)清零，該高電平清零信號(hào)再經(jīng)第二非門(mén)反相后產(chǎn)生一個(gè)低電平置位信號(hào)，將第二D觸發(fā)器置位，輸出為高電平輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述電路由現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列芯片實(shí)現(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述電路中的各D觸發(fā)器的置位和清零端未接信號(hào)的均為缺省值高電平。
全文摘要
本發(fā)明的一種LED顯示屏自動(dòng)關(guān)斷保護(hù)電路，其連接入LED顯示屏的驅(qū)動(dòng)電路，其中，包括一第一計(jì)數(shù)器和一第二計(jì)數(shù)器，所述第二計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)時(shí)鐘是本地的低頻總線時(shí)鐘，所述第一計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)時(shí)鐘是來(lái)自遠(yuǎn)端控制板信號(hào)源的高頻總線時(shí)鐘，其頻率是所述低頻總線時(shí)鐘的數(shù)倍，一門(mén)控信號(hào)模塊利用所述高、低頻總線時(shí)鐘的時(shí)間差產(chǎn)生一門(mén)控信號(hào)，當(dāng)所述LED顯示屏有掃描信號(hào)時(shí)，所述門(mén)控信號(hào)總是為低，當(dāng)所述LED顯示屏無(wú)掃描信號(hào)時(shí)，所述門(mén)控信號(hào)恒定為高。本發(fā)明電路裝置在無(wú)掃描信號(hào)時(shí)LED顯示屏自動(dòng)關(guān)斷，有掃描信號(hào)時(shí)LED顯示屏自動(dòng)恢復(fù)顯示的電路，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用、可靠，延長(zhǎng)了LED顯示屏的使用壽命。
文檔編號(hào)H02H3/08GK1889157SQ20051003561
公開(kāi)日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2005年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月27日
發(fā)明者魏洵佳 申請(qǐng)人:康佳集團(tuán)股份有限公司