[发明专利]一种硅基微显示器片上灰度级扩展电路及实现方法

权利要求书

1.一种硅基微显示器片上灰度级扩展电路，其特征在于该电路包括：扫描时序控制电路、移位寄存器电路、可扩展数据寄存器电路、数模转换器和模拟信号输出缓冲电路；

所述的扫描时序控制电路有两个输入端，分别与外部的行同步信号和像素时钟信号相连，其输出端有四个，其中，写入控制信号输出端C1和C2与可扩展数据寄存器电路的两个输入端相连，移位启动信号输出端HS和移位时钟输出端CLK与移位寄存器电路的两个输入端相连；所述的移位寄存器电路的两个输入端与扫描时序控制电路的两个输出端相连，其N路控制线输出端与可扩展数据寄存器电路的N路控制线输入端相连，其中N根据显示器分辨率确定；所述的可扩展数据寄存器电路的输入端有五个，其中一个输入端为N路控制线与移位寄存器电路的N路控制线输出端相连，另一个输入端为M位视频数据输入端连到外部，第三个输入端C3与外部灰度级控制信号相连，其余两个输入端分别与时序扫描控制电路的两个输出端C1和C2相连，可扩展数据寄存器电路的输出端是N路2M位数据线，与数模转换器的N路2M位数据输入端相连；所述的数模转换器的输入端有两组，分别与外部的8路模拟台阶电源和可扩展数据寄存器电路的N路2M位数据输出端相连，数模转换器的输出端与模拟信号输出缓冲电路的N路模拟信号输入端相连；所述的模拟信号输出缓冲电路的输入端与数模转换器的N路模拟信号输出端相连，输出端与外部相连。

2.根据权利要求1所述的硅基微显示器片上灰度级扩展电路，其特征在于所述的扫描时序控制电路包括单脉冲发生器、行计数器、高低字位判断电路和脉冲同步电路；单脉冲发生器的输入端与外部行同步信号相连，输出端与脉冲同步电路的一个输入端相连；行计数器的输入端与外部像素时钟信号相连，行计数器的输出端有三个，分别与脉冲同步电路的一个输入端、高低字位判断电路的输入端和所述的可扩展数据寄存器电路的一个输入端相连；脉冲同步电路的两个输出端与所述的移位寄存器电路的两个输入端相连；高低字位判断电路的输出端与所述的可扩展数据寄存器电路的一个输入端相连。

3.根据权利要求1所述的硅基微显示器片上灰度级扩展电路，其特征在于所述的可扩展数据寄存器电路包括N个单元电路和N个单元第二级锁存器；所述的N个单元电路的一个输入端C1都连在一起并与所述的扫描时序控制电路的一个输出端相连，第二个输入端C3都连在一起并与外部灰度级控制信号输入相连，N个单元电路的M位视频数据线输入端连到外部，N个单元电路的2M位视频数据线输出端与N个单元第二级锁存器各单元电路的2M位视频数据线输入端相连；所述的N个单元第二级锁存器的一个输入端C2都连在一起并与所述的扫描时序控制电路的一个输出端相连，2M位视频数据线输入端与N个单元电路的2M位视频数据线输出端相连，N个单元第二级锁存器的2M位视频数据线输出端与所述的数模转换器的N路2M位数据线输入端相连。

4.根据权利要求3所述的硅基微显示器片上灰度级扩展电路，其特征在于所述的可扩展数据寄存器电路的单元电路中，每一个单元电路都包括M位单刀双掷开关、M位门控开关和2M位数据锁存器；M位单刀双掷开关中的一组公共端亦即M位数据输入端与外部M位数据线相连，M位单刀双掷开关的常闭点分别与2M位数据锁存器的低M位各输入端相连，M位单刀双掷开关的常开点分别与M位门控开关的M位各输入端相连；M位单刀双掷开关的控制端与所述的扫描时序控制电路的一个输出端C1相连；M位门控开关的M位输出端分别与2M位数据锁存器的高M位各输入端相连；M位门控开关的另一个输入端与外部灰度级控制信号输入端C3相连；2M位数据锁存器的2M位输出端与所述的数模转换器的N路输入端其中一路2M位数据线相连。

5.一种权利要求1所述的硅基微显示器片上灰度级扩展电路的实现方法，依次经过下述步骤：

第一、设置外部灰度级控制信号，C3＝0为低灰度级模式，C3＝1为高灰度级模式；

当C3＝0时，在C1信号的高电平期间，M位门控开关关闭，每个2M位数据锁存器的高M位不能写入数据，是M位低灰度级模式；当C3＝1时，在C1信号的高电平期间，M位门控开关打开，2M位数据锁存器高M位和低M位均可以写入数据，是2M位高灰度级模式，利用M位数据线实现2M位高灰度级；

第二、扫描时序控制电路在外部行同步和像素时钟信号的控制下，产生移位寄存器电路的移位启动信号HS、移位时钟CLK和可扩展数据寄存器电路写入控制信号C1，移位时钟CLK和控制信号C1是外部像素时钟信号的二分频；移位寄存器电路在移位时钟的作用下，输出N路控制信号，并且从1到N依次输出一个高电平；

第三、可扩展数据寄存器电路在移位寄存器电路的输出信号控制下，每个CLK周期分两次锁存一个2M位数字视频信号，在C1信号的低电平期间将M位视频数据写入每个2M位数据锁存器的低M位，在C1信号的高电平期间将下一个M位视频数据通过M位门控开关写入每个2M位数据锁存器的高M位；

第四、在移位寄存器电路的输出信号控制下，从1到N，可扩展数据寄存器电路的第一单元到第N单元的2M位数据锁存器完成对一行视频信号的锁存以后，扫描时序控制电路输出信号C2产生一个高脉冲信号，使所有单元的数据送到N个2M位第二级锁存器；

第五、送到N个2M位第二级锁存器中的数据直接输出到N路2M位数模转换器，利用外部输入的多路模拟台阶电源对每一路2M位视频数据同时进行数模转换，输出N路模拟电压；再经过模拟信号输出缓冲电路处理后输出到后端电路，完成一行视频信号的扫描和输出；

第六、等待下一个行同步信号到来，重复操作。