[0031] 下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的
所有备选方案、改进方案和等效方案。
[0032] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方
位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目
的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限
定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的
描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
[0033] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机
械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元
件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发
明中的具体含义。
[0034] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它
们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特
征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在
第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示
第一特征水平高度小于第二特征。
[0035] 参见图1‑4，本实施例提供了一种全海深耐压显示屏，包括透明圆筒外壳1，所述透明圆筒外壳1的两端内部分别设置有防水旋槽4，所述防水旋槽4上旋接并固定有螺旋舱盖
使得透明圆筒外壳1内部形成密封舱体，所述密封舱体内安装有LED矩阵集成电路6并灌有
轻油，一侧所述螺旋舱盖上伸出设置有通信兼电源接口7，所述通信兼电源接口7与LED矩阵
集成电路6电性连接，另一侧所述螺旋舱盖上连接有油囊8，所述油囊8与密封舱体连通。本
发明通过密封舱体内灌入轻油并设置一个油囊，保证舱内和舱外的压力一致性，大大减轻
舱内压力，保护了电路的稳定，使得显示屏耐压，能在深海使用。
[0036] 本发明整体的形状为圆形桶状，首部螺旋舱盖2和尾部螺旋舱盖3分别为首尾使用高密度螺旋舱盖，防水旋槽4内部填充了塑胶，使用时把透明圆筒外壳1内灌入轻油，将防水
旋槽4内部添加塑胶，首部螺旋舱盖2和尾部螺旋舱盖3逐渐螺旋盖上，同时把首部螺旋舱盖
2和尾部螺旋舱盖3上的固定舱盖螺丝孔10拧上螺丝，做到舱内全密闭。在透明圆筒外壳1的
首部设置了一个油囊8，这样就保证了我们舱内外的压强一致性，可以保证整个显示屏从浅
到深的快速变化中，电路装置不会产生问题。在舱内，使用了一块不锈钢薄片5作为固定板，
薄片两端开有固定电路开孔9将LED矩阵集成电路6固定住，保证电路不会因为外部抖动而
影响系统运行。全桶状的外壳设计在很大程度上分解了很大的海底压力作用，同时在筒壁
内还覆盖上了一片防光散膜，保证数据的清晰显示。
[0037] 本实施例所述LED矩阵集成电路6包括MCU和显示屏，所述显示屏的列矩阵采用若干个移位寄存器驱动点亮，行矩阵采用一个移位寄存器驱动点亮，所述移位寄存器均与MCU
电性连接。由于海底高压的原因，一般的晶振电路无法正常工作太久时间，所以本发明未使
用芯片的外部时钟电路，使用了芯片内置的RC时钟电路作为芯片的时钟。经考察到达海底
10000m处时，所受到的压力约为正常大气压的1000倍，而本实施例的MCU芯片选用意法半导
体的STM32，如图8所示，采用的是130nm工艺制作，单晶硅所能承受的临界载荷为80MN，经过
换算能满足800亿倍的正常大气压力，所以不会对晶圆产生机械损坏，因此RC电路将能够深
海正常运行。
[0038] 本发明所述MCU兼具有SPI、232、485通信接口，LED矩阵集成电路6的显示屏的显示数据是通过SPI通信来刷新的，SPI通信具有全双工、高速率的性质。它可以以主从方式工
作，这种模式不仅支持各个模块独立工作的同时还能进行相互之间的高速通信。
[0039] 本实施例所述LED矩阵集成电路6的显示屏规格为16*64，具有RGB全彩现实功能，列矩阵使用8个移位寄存器74HC595驱动点亮，一个移位寄存器74HC595驱动16*8为单位的
列矩阵单元，行矩阵采用一个4线16线移位寄存器74HC154驱动点亮。移位寄存器74HC595是
一个3线8线移位寄存器，把LED矩阵集成电路通过装置底部的通信兼电源接口7挂载到海底
通信的SPI总线上，这样就能获得各个传感器数据。接收并解析数据后，通过LED矩阵集成电
路6中MCU如图8所示的pin9、pin29、pin30的三个IO口来把解析后的数据作为移位寄存器
74HC595的输入来刷新缓存，如图5所示，而行矩阵4线16线移位寄存器74HC154的A、B、C、D 4
个IO口分别与MCU的4个IO口pin37、pin38、pin39、pin40连接，移位寄存器74HC154可以生产
16路信号，再通过MOS管SDM495来驱动16行矩阵电路点亮LED，如图6、图7所示。
[0040] 在海底，深海摄像头是多系统数据交互时最常用的图像采集传感器，由于摄像头有固定的帧率(一般为25帧‑30帧)，而有些传感器为了凸显它的数据实时性具有非常快的
数据采集和刷新率，所以需要显示屏具有较高的刷新率来显示最新数据。为了保证摄像头
能够获得最新、最清楚的数据，必须要保证的是显示屏的刷新率在不能低于摄像头帧率的
同时也不能是摄像头帧率的倍率。不能低于摄像头刷新率的原因是，如果数据的刷新太慢，
摄像头都观测不出来，并且会有明显的卡顿。还要保证不能是摄像头的倍率的原因是，如果
是摄像头帧率的倍率，那么终归有些时刻的数据会被摄像头帧率覆盖刷新，以至于丢失了
某些时刻的数据，所以本发明严格要求上述两点要求为前提来计算设置LED显示屏的刷新
率。
[0041] 经过测试64M的MCU能够保证SPI的通信速率在海底达到到1M/s的速度，即就是1024KB/s，而本发明具有RGB全彩显示功能，使用到的数据为：8个移位寄存器的数据位为8*
8＝64个字节，一个颜色灰度位数为8个字节，所以综上LED显示屏的刷新速率计算公式为：
SPI每秒数据量/(移位寄存器数据量*颜色灰度数据量*颜色个数)＝1024KB/(8*8*8*3)≈
0.67KB。如果使用单色显示，那么最快刷新速率为：1024K/(8*8)＝16KB,而海底目前适用的
摄像头主要为25帧‑30帧，本发明屏幕刷新率远远超过目前摄像头的帧率且不为整数倍率，
完全满足海底摄像头的数据采集。
[0042] 本发明兼容SPI、232、485通信方式，末端的通信兼电源接口7是一个经过硫化处理的防水接口，可以通过海底光缆相连，与水面上位机进行数据的双向传输，在保证安全的前
提下，保证数据的有效性和实时性。
[0043] 本发明还考虑到了在数据量较大的系统中正常运行的问题，当数据量庞大且传感器数据刷新速率特别快的情况下，还具有双SPI通信模式，通过装置底部的通信兼电源接口
7连接到水面上位机，通过指令来改变整个LED矩阵集成电路6通信模式。同样通信兼电源接
口7与水面上位机通信可改变电路的工作模式包括字体颜色改变、唤醒和睡眠模式、字体亮
度设置。参见图9，本发明使用图8中MCU的pin43、pin42复用为485串口通信来设置LED矩阵
集成电路6的工作模式选择，模式选择通过串口发送请求帧来进行改变，整个请求帧帧包含
帧头、帧尾、数据三部分，帧头设置默认0xFF 0XEE，帧尾为0XEE 0XFF，数据桢为4个字节，一
个请求帧就是8个字节，当检测到最后帧尾以后，程序会自动返回会去检查接收数据的位数
是否为8个字节，从而保证数据传输完整。除了睡眠模式和唤醒模式可以随时切换以外，其
他的所有模式变化必须要在唤醒模式开启的条件下，才能更改有效。模式更改命令ID及描
述如下表1所示。
[0044] 表1命令ID及对应描述
[0045]
[0046]
[0047] 本发明具有工作模式可变的功能，可根据固定的串口协议与上位机进行通信，可进行睡眠、唤醒、亮度更改、显示字体颜色更改、单双SPI模式更改。
[0048] 应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，
在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。
