專利名稱：發(fā)光二極管顏色、亮度控制方法及其控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管顏色和亮度的控制方法及其控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
相互連接的發(fā)光裝置，比如發(fā)光二極管網(wǎng)絡(luò)，越來越普遍的用于戶外裝飾。 在大多數(shù)系統(tǒng)中發(fā)光顯示單元采用簡單的集體開關(guān)模式，或者由于使得少數(shù)裝 置開掛不同與其他組而具有極為有限的靈活性。隨著人們需要的發(fā)展對發(fā)光網(wǎng)
絡(luò)智能話的要求越來越高。在中國專利局2006年3月22日公開的第 200410074465.8號專利中公開了一種發(fā)光網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)及控制方法，但是在該 技術(shù)中控制實(shí)現(xiàn)發(fā)光裝置的"全彩色變換"需要多根數(shù)據(jù)線。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種可使發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)"全彩色變換"的控制方 法，是一種通過串行編碼通訊的方法實(shí)現(xiàn)對發(fā)光二極管的亮度及顏色控制，從 而使其可以通過一根數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)燈光數(shù)據(jù)的傳輸及地址識別。
本發(fā)明提供一種LED顯示單元顏色和亮度的控制方法，可以通過曼徹斯特 編碼方式實(shí)現(xiàn)。
在曼徹斯特編碼方式中包括以下步驟-
(1) 、在曼徹斯特編碼中，每一位的中間有一跳變，位中間的跳變既作同 步時鐘信號，又作數(shù)據(jù)信號；
(2) 、從高到低跳變設(shè)為"r，從低到高跳變設(shè)為"0";
(3) 、曼徹斯特編碼器實(shí)現(xiàn)是通過串行數(shù)據(jù)在同步時鐘的下降沿處從上一 級的移位寄存器輸出，在高、低電平時與同步時鐘相異或，結(jié)果得到與上面編 碼規(guī)則相符的曼徹斯特碼；
(4)、曼徹斯特譯碼惡實(shí)規(guī)縣通過串ft數(shù)據(jù)發(fā)生跳變時對同多時鐘進(jìn)ft梭 準(zhǔn)，對編碼位元的前半部分或后半部分進(jìn)行采樣將串行曼徹斯特碼轉(zhuǎn)變成串行 數(shù)據(jù)，并把串行電平信號組合成并行信號輸出，以便進(jìn)一步處理。
在曼徹斯特編碼方式的跳便也可以從高到低跳變設(shè)為"o"，從低到高跳變設(shè)為T。
本發(fā)明的另一方案是提供一種發(fā)光二極管網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，包括一控制器產(chǎn)
生控制命令；至少一個LED顯示單元，所述一個LED顯示單元內(nèi)含有控制芯片、 紅色發(fā)光器件、藍(lán)色發(fā)光器件、綠色發(fā)光器件；供電單元提供電源。所述控制 器通過一信號線與所述LED顯示單元串聯(lián)，所述信號線同時包含對紅色發(fā)光器 件、藍(lán)色發(fā)光器件、綠色發(fā)光器件的控制信號；所述LED顯示單元通過一電源 線并聯(lián)于供電單元?？刂破魍ㄟ^一根信號線完成系統(tǒng)所有LED顯示單元顏色與 亮度的控制。所述發(fā)光二極管網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)電源線可以采用外接的方式，也可 以通過內(nèi)接方式實(shí)現(xiàn)供電單元與所述LED顯示單元的連接通過兩根電線實(shí)現(xiàn)。 LED顯示單元含有一電源調(diào)整器件、 一保護(hù)器件，所述保護(hù)器件為防雷或防靜電 元器件。
本發(fā)明的有益效果是，通過一根信號線就可以實(shí)現(xiàn)對燈顏色的"全彩變換" 的控制，這樣使得系統(tǒng)內(nèi)連線更加簡潔、更加柔性，在使用過程中可以根據(jù)裝 飾物外部輪廓用此LED裝飾燈更隨意的圍成裝飾物外部輪廓所需要的各種形狀。


圖1是本發(fā)明二極管網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)一實(shí)施例中硬件結(jié)構(gòu)框圖。 圖2是圖1所示二極管網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)一 LED顯示單元結(jié)構(gòu)框圖。 圖3是曼徹斯特(manchest)編碼方式圖
圖中1、控制器2、供電單元30、 LED顯示單元31、 LED顯示單元4、
控制芯片5、保護(hù)器件6、調(diào)整器件7、電源輸入端8、電源輸入端9、信號 輸入端10、電源線輸出端11、電源線輸出端12、信號輸出端13、紅色發(fā)光 器件14、藍(lán)色發(fā)光器件15、綠色發(fā)光器件
具體實(shí)施例方式
圖1為本發(fā)明發(fā)光二極管網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)一實(shí)施例中硬件結(jié)構(gòu)框圖。所述二 極管網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)包括控制器l，供電單元2， LED顯示單元30、 LED顯示單元 31。供電單元通過兩根電源線與控制器1、 LED顯示單元30、 LED顯示單元31 連接為其提供電源。所述電源線采用外接的方式實(shí)現(xiàn)。控制器1的信號輸出段 與LED顯示單元30的信號輸入端連接，LED顯示單元30的信號輸出端與LED顯 示單元31的輸入端連接，依次類推，控制器1輸出的信號能夠依次傳送至至少 一個LED顯示單元。
圖2， 一 LED顯示單元結(jié)構(gòu)框圖。該LED顯示單元包括電源輸入端7與8; 電源輸出端10與11;控制芯片4;信號輸入端9，通過保護(hù)器件5與控制芯片
4輸入端相連；信號輸出端12，與控制芯片4輸出端相連；紅色發(fā)光器件13， 與控制芯片4相連；藍(lán)色發(fā)光器件14,與控制芯片4相連；綠色發(fā)光器件15，與
控制芯片4相連；電源調(diào)整器件6，接與電源與控制芯片4之間，起到穩(wěn)壓的作 用； 一保護(hù)器件5，連接于信號輸入端6與控制芯片4之間，該保護(hù)器件5為防 雷或防靜電器件。
結(jié)合圖1與圖2，以LED顯示單元30為例對所述二極管網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)進(jìn)行 說明?？刂破?按照用戶的指令對控制信號進(jìn)行編碼，控制器1將編碼后的控 制信號通過信號線輸出，LED顯示單元31中的控制芯片4通過信號輸入端9獲 得信號，控制芯片4對所接收到的控制信號進(jìn)行處理，接收本單元的控制信號 并暫存，之后將后續(xù)的控制信號通過信號輸出端12送至LED顯示單元31。在控
制芯片4中暫存的控制信號被送到紅色發(fā)光器件13、藍(lán)色發(fā)光器件14、綠色發(fā) 光器件15實(shí)現(xiàn)對LED顯示單元亮度、顏色等的控制?？刂菩盘栠M(jìn)入LED顯示單 元31作同樣的處理，同理，該系統(tǒng)能夠串聯(lián)多了LED顯示單元，每個單元保存 該單元的控制信號，將后續(xù)的控制信號通過信號輸出端送至下一個LED顯示單
元o
所述二極管網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵在于對燈光數(shù)據(jù)的編碼方式；在該編 碼方式中包含了數(shù)據(jù)信息及時鐘信息，可以使LED顯示單元從數(shù)據(jù)中恢復(fù)同步 時鐘，并依據(jù)時鐘準(zhǔn)確接收數(shù)據(jù)。
在曼徹斯特(manchest)編碼方式如圖3所示中?？刂破?按曼徹斯特編 碼規(guī)則對控制信號進(jìn)行編碼，控制芯片4按曼徹斯特解碼規(guī)則對控制信號進(jìn)行
每個LED顯示單元的控制數(shù)據(jù)為N位，每一根電纜串聯(lián)M個LED顯示單元， 則該數(shù)據(jù)線上的一幀顯示數(shù)據(jù)位N本M位。
曼徹斯特編碼是將時鐘和數(shù)據(jù)包含在數(shù)據(jù)流中，在傳輸代碼信息的同時， 也將時鐘同步信號一起傳輸?shù)綄Ψ剑课痪幋a中有一跳變，位中間的跳變既作
同步時鐘信號，又作數(shù)據(jù)信號；從高到低跳變表示"r，從低到高跳變表示"o"。
在曼徹斯特編碼器的實(shí)現(xiàn)方法中，通過串行數(shù)據(jù)在同步時鐘的下降沿處從上一 級的移位寄存器輸出，在高、低電平時與同步時鐘相異或，結(jié)果得到與圖3編 碼規(guī)則相符的曼徹斯特碼。在曼徹斯特譯碼器的實(shí)現(xiàn)方法中，串行數(shù)據(jù)發(fā)生跳 變時對同步時鐘進(jìn)行校準(zhǔn)，對編碼位元的前半部分或后半部分進(jìn)行采樣將串行 曼徹斯特碼轉(zhuǎn)變成串行數(shù)據(jù)，并把串行電平信號組合成并行信號輸出，以便進(jìn) 一步處理。
在圖3中用曼徹斯特編碼傳輸過程中LED燈控制器將顯示數(shù)據(jù)以一幀為單
位順序發(fā)送。每一幀的開始發(fā)送一個下降沿為起始標(biāo)志，然后將淋M位LED顯 示數(shù)據(jù)進(jìn)行曼徹斯特編碼后的依次不間斷送出，先送第一 LED顯示單元30的N 位，再送第二LED顯示單元31的N位，直到送完M個LED顯示單元的數(shù)據(jù)，一 幀數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束后保持保持最少三個高電平作為幀結(jié)束標(biāo)志。LED顯示單元檢測 到到下降沿起始標(biāo)志后進(jìn)入接收譯碼狀態(tài)，開始接收數(shù)據(jù)并對接收的數(shù)據(jù)計數(shù)， 同時利用下降沿或上升沿校準(zhǔn)同步時鐘。當(dāng)接收第N為時發(fā)送一個下降沿作為 下一LED顯示單元的起始標(biāo)志，接收完本單元的N位數(shù)據(jù)后，將顯示數(shù)據(jù)暫存 到LED顯示單元控制芯片4，同時將后續(xù)的顯示數(shù)據(jù)整形后發(fā)送到下一單元。當(dāng) 接收到遲續(xù)的高電平結(jié)束標(biāo)志后，復(fù)位接收計數(shù)器準(zhǔn)備接收下一禎數(shù)據(jù)。
最后用顯示數(shù)據(jù)控制LED狀態(tài)LED顯示單元控制芯片4設(shè)置一個循環(huán)計數(shù) 器，由接收部分暫存的N位顯示數(shù)據(jù)包含了紅，綠，藍(lán)等顏色的一種，或幾種 色彩信息。循環(huán)計數(shù)器的數(shù)值與色彩數(shù)據(jù)相比較，當(dāng)循環(huán)計數(shù)器的數(shù)值小于色 彩數(shù)據(jù)時，相應(yīng)的LED被點(diǎn)亮；當(dāng)循環(huán)計數(shù)器的數(shù)值大于色彩數(shù)據(jù)時，相應(yīng)的 LED被熄滅。
權(quán)利要求
1. 一種LED顯示單元顏色和亮度的控制方法，可以通過曼徹斯特編碼方式實(shí)現(xiàn)。曼徹斯特編碼方式包括以下步驟(1)、在曼徹斯特編碼中，每一位的中間有一跳變，位中間的跳變既作同步時鐘信號，又作數(shù)據(jù)信號；(2)、從高到低跳變設(shè)為″1″，從低到高跳變設(shè)為″0″；(3)、曼徹斯特編碼器實(shí)現(xiàn)是通過串行數(shù)據(jù)在同步時鐘的下降沿處從上一級的移位寄存器輸出，在高、低電平時與同步時鐘相異或，結(jié)果得到與上面編碼規(guī)則相符的曼徹斯特碼；(4)、曼徹斯特譯碼器實(shí)現(xiàn)是通過串行數(shù)據(jù)發(fā)生跳變時對同步時鐘進(jìn)行校準(zhǔn)，對編碼位元的前半部分或后半部分進(jìn)行采樣將串行曼徹斯特碼轉(zhuǎn)變成串行數(shù)據(jù)，并把串行電平信號組合成并行信號輸出，以便進(jìn)一步處理；
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的曼徹斯特編碼方式，其特征在于從高到低跳變也可設(shè)為"o",從低到高跳變設(shè)為"r。
3. —種發(fā)光二極管網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，包括一控制器(1)產(chǎn)生控制命令；至 少一個LED顯示單元，所述一個LED顯示單元(30、 31)內(nèi)含有控制芯片(4)、 紅色發(fā)光器件(13)、藍(lán)色發(fā)光器件(14)、綠色發(fā)光器件(15);供電單元(2) 提供電源；其特征在于控制器(1)通過一信號線與所述LED顯示單元(30、 31)串聯(lián)，所述信號 線同時包含對紅色發(fā)光器件(13)、藍(lán)色發(fā)光器件(14)、綠色發(fā)光器件(15) 的控制信號；所述LED顯示單元通過一電源線并聯(lián)于供電單元(2)。
4. 如權(quán)利要求3所述發(fā)光二極管網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，其特征在于，控制器(1) 通過一根信號線完成系統(tǒng)所有LED顯示單元(30、 31)顏色與亮度的控制。
5. 如權(quán)利要求3所述發(fā)光二極管網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電源 線采用外接的方式也可通過內(nèi)接方式實(shí)現(xiàn)。
6. 如權(quán)利要求3所述發(fā)光二極管網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，其特征在于，LED顯示單元 (30、 31)含有一電源調(diào)整器件(6)。
7. 如權(quán)利要求3所述發(fā)光二極管網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，其特征在于，LED顯示單元 (30、 31)含有保護(hù)器件(5)。
8. 如權(quán)利要求7所述發(fā)光二極管網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述保護(hù)器 件(5)為防雷或防靜電元器件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管顏色和亮度的控制方法及其網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。所述方法是通過串行編碼通訊的方法實(shí)現(xiàn)對發(fā)光二極管(LED)的亮度及顏色控制，從而達(dá)到以簡單的連線方式實(shí)現(xiàn)LED燈的顏色，亮度的連續(xù)控制；所述系統(tǒng)包括控制器、供電單元、至少一個LED顯示單元并通過用特殊的編碼處理實(shí)現(xiàn)用一根信號線控制LED顯示單元“全彩色變換”，使系統(tǒng)更為簡單和便于實(shí)施。
文檔編號H05B37/00GK101111109SQ20061010356
公開日2008年1月23日 申請日期2006年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月21日
發(fā)明者李衛(wèi)華, 趙志強(qiáng), 鐘再柏 申請人:鐘再柏