低功耗全彩LED顯示屏系統(tǒng)設(shè)計

　　信號前端處理器的節(jié)能管理

　　如圖2，信號前端處理器接收上位機(jī)來的控制命令和視頻圖像數(shù)據(jù)輸入，然后將這兩種數(shù)據(jù)信號通過FPGA進(jìn)行數(shù)據(jù)重組排列，再通過光纖發(fā)送給信號分配器;同樣接收光纖反饋回的數(shù)據(jù)信號，并通過FPGA完成對數(shù)據(jù)的解析并通過MCU轉(zhuǎn)發(fā)給上位機(jī)處理。沒有上位機(jī)參與工作的LED系統(tǒng)中，信號前端處理器的嵌入式平臺就將承擔(dān)起對整個系統(tǒng)同設(shè)備的智能控制功能。就節(jié)能舉措而言：(1)具有LED的時間程控功能;(2)具有LED的環(huán)境亮度程控功能;(3)具有供電設(shè)備管理控制功能，提高電能轉(zhuǎn)換效率等。

　　顯示屏端信號分配器作用

　　如圖3，顯示屏端信號分配器接收光纖來的數(shù)據(jù)信號，首先將視頻數(shù)據(jù)和命令數(shù)據(jù)信號按照顯示屏的模組陣列實際工程排列情況分割成4組信號，然后通過LVDS接口將視頻數(shù)據(jù)和命令數(shù)據(jù)分別發(fā)給LED顯示屏體的四個輸入端口。另一方面，屏體來的命令反饋數(shù)據(jù)信號或檢測數(shù)據(jù)通過485接口進(jìn)入處理器FPGA中，然后通過光纖調(diào)制器的向信號前端處理器發(fā)送。它是信號傳輸樞紐，各種數(shù)據(jù)的分組排列及下傳和上傳的大量處理工作在此處理。

　　模組節(jié)能設(shè)計

　　全彩LED模組如圖4，包括：模組信號控制模塊，全彩LED點陣模塊，模組供電模塊等。

　　模組信號控制模塊節(jié)能設(shè)計

　　模組信號控制模塊如圖5，分配器下傳的數(shù)據(jù)信號通過LVDS接口芯片轉(zhuǎn)換得到數(shù)據(jù)流分成兩路，其中一路以LVDS信號環(huán)接輸出到下一模組的輸入口，另一路以TTL電平的方式輸入到FPGA;FPGA再根據(jù)模組ID號，解析出命令數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù);視頻數(shù)據(jù)按地址截取相應(yīng)的區(qū)域視頻數(shù)據(jù)、緩存、并以一定的算法格式輸出去驅(qū)動LED點陣模塊;命令數(shù)據(jù)，則執(zhí)行相應(yīng)命令，如GAMMA校正、亮度調(diào)整、模塊電源的開關(guān)等。同時，根據(jù)相關(guān)的命令要求，模塊應(yīng)答回傳信號及相關(guān)傳感器的檢測數(shù)據(jù)通過上傳通道向上傳輸。

　　模塊信號控制模塊、顯示屏端分配器、前端信號處理器和上位機(jī)(包括控制界面軟件)組成閉環(huán)的控制過程;實現(xiàn)環(huán)境亮度程控、時間亮度程控，電源模塊調(diào)整，LED顯示屏顯示負(fù)載實時調(diào)節(jié)等功能，為顯示屏的節(jié)能應(yīng)用提供了信號處理的必要軟硬件條件。