一種自適光亮度調節的led顯示系統的製作方法

2023-06-11 05:08:01

專利名稱：一種自適光亮度調節的led顯示系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種LED顯示系統，特別涉及一種自適光亮度調節的LED顯示系統。
背景技術：
LED顯示屏是集光電子技術、計算機技術、微電子技術、信息處理技術於一體的高技術產品，它不但可以用來顯示文字而且可以顯示計算機屏幕同步的圖形。它憑藉自身的超大畫面、超強視覺、靈活多變的顯示方式等優勢迅速成為目前國際上使用最廣泛的顯示系統。LED是一種通過控制半導體發光二極體的顯示方式，其大概的結構就是由很多個通常是紅色的小燈組成，靠燈的亮滅來顯示字符。用來顯示文字、圖形、圖象、動畫、視頻、錄相信號等各種信息的顯示屏幕。LED顯示屏主要分為圖文顯示屏和視頻顯示屏兩大類，它們都是由LED點陣塊組成。圖文顯示屏可根據需求與計算機同步顯示漢字、英文文本和圖形；視頻顯示屏通過微型計算機進行控制，圖文、圖像並茂，在室外顯示時可以同步、清晰的播放各種信息，還可顯示二維、三維動畫、錄相、電視節目和現場實況。LED顯示屏可以顯示變化的數字、文字圖形及圖像；不僅可以用於室內環境還可以用於室外環境，與具備投影儀、電視牆、液晶顯示屏相比優勢明顯。LED之所以受到廣泛重視並且得到迅速的發展，是與它本身所具備的這些優點分不開的。這些優點歸納綜合起來就是:亮度高、功耗小、工作電壓低、生存的年限長。目前的LED顯示控制系統，沒有考慮背景光亮度的變化會對其顯示效果的影響因素，其顯示亮度並不根據環境亮度而變化。這樣容易造成環境光亮度較暗時，LED顯示光亮度較強讓人略有炫目的感覺；而當環境光亮度較亮時，LED顯示效果不明顯，影響顯示效果。因此，設計一種能夠根據環 境光強度變化而自動調整LED顯示光強度的控制器就非常必要。

實用新型內容本實用新型的目的是為了克服上述問題，提供一種自適光亮度調節的LED顯示系統。為達到上述目的，本實用新型採用的方法是:一種自適光亮度調節的LED顯示系統，包括背景光亮度監測電路，復位與振蕩電路，單片機控制電路，行掃描與驅動電路、列掃描與驅動電路，LED點陣顯示電路，所述的背景光亮度監測電路，復位與振蕩電路、行掃描與驅動電路、列掃描與驅動電路分別與所述的單片機控制器相連，所述的行掃描與驅動電路、列掃描與驅動電路通過LED點陣顯示電路相連接。作為本實用新型的一種改進，所述的背景光亮檢測電路包括一個環境光亮度檢測電路和一個AD轉換電路。作為本實用新型的一種改進，所述的行掃描與驅動電路與列掃描與驅動電路共用一個驅動電路。[0008]作為本實用新型的一種改進，所述的背景光亮檢測電路為一個光敏電阻器構成的電路。本實用新型的有益效果是:本實用新型通過由光敏電阻構成環境光照亮度檢測電路，並將檢測信號轉換成數位訊號傳輸給單片機，由單片機計算環境光照亮度並根據環境光照亮度，通過PWM技術控制LED顯示屏亮度，使得達到較好的顯示效果。該系統能夠根據環境光亮度的變化而自動實現自適應光亮度調節，該技術的優勢主要是能夠提供品質高的光亮度，應用簡單，效率聞。

圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2環境光亮度檢測電路圖；圖3 AD轉換電路圖；圖4列掃描電路；圖5行掃描電路；圖6行、列驅動電路；
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做具體的說明。如圖1所述的一 種自適光亮度調節的LED顯示系統，包括背景光亮度監測電路，復位與振蕩電路，單片機控制電路，行掃描與驅動電路、列掃描與驅動電路，LED點陣顯示電路。所述的背景光亮度監測電路，復位與振蕩電路、行掃描與驅動電路、列掃描與驅動電路分別與所述的單片機控制器相連，所述的行掃描與驅動電路、列掃描與驅動電路通過LED點陣顯示電路相連接。所述的包括一個環境光亮度檢測電路和一個AD轉換電路。所述的行掃描與驅動電路與列掃描與驅動電路共用一個驅動電路。如圖2為環境光亮度檢測電路圖，背景光亮檢測電路為一個光敏電阻器構成的電路。光敏電阻器是一種利用半導體的光電效應製成的電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器；當採集的光變強時電阻減小，採集的光變弱時電阻增大。通過光敏電阻構成的電路完成對環境光亮度的檢測，電路加凸透鏡的目的是提高光敏電阻的檢測靈敏度。圖3為AD轉換電路圖，ADC0809的參考電壓設置成+5V，時鐘信號通過單片機P3.3口利用定時器中斷輸出。光敏電阻的對地電壓從端與ADC0809的端相連，可以實現將對應光照強度的模擬電壓由AD轉換器轉換成數字量傳輸給單片機處理。LED顯示採用動態掃描方式，簡單地說就是逐行輪流點亮，這樣掃描驅動電路就可以實現多行的同名列共用一套驅動器。採用該掃描方式進行顯示時，每行有一個驅動器，各行的同名列共用一個列驅動器。顯示數據通常存儲在單片機的存儲器中，按8個字節一位的形式順序排放。顯示過程中要把每一行中各列的數據傳送到與其相應的列驅動器上，顯示數據的傳輸採用串行傳輸的方法，控制電路可只採用一根信號線，數據按順序一位一位傳往列驅動器，只有在一行的各列數據都已傳送到位的情況下，該行的各列數據才會並行地進行顯示。這樣，對於一行的顯示過程就可以分解成兩部分，第一部分為列數據準備(傳輸)，第二部分為列數據顯示。對於串行傳輸方式來說，列數據準備可能需要相當長的時間，在確定了行掃描周期的情況下，留給行掃描的時間的變化可以實現控制LED的亮度。即由單片機根據環境光亮度，軟體實現PWM技術對脈衝寬度控制從而實現控制LED的發光亮度。如圖4所示，採用該掃描方式來進行顯示的時候，每列都要有一個自己的列驅動器，而各列的同名行則共用一個列驅動器。開始工作時根據列解碼器給出的列選通信號，從第一行開始，按照順序依次對各列進行掃描。根據各行鎖存的數據，判斷相應的列驅動器是否應該接通該列與電源的另一端，接通的列，就在該行該列點亮相對應LED，未接通行的所對應的LED就熄滅。當結束一列的掃描持續時間後，下一列又以相同的方式進行顯示。全部各列掃描都完成一遍後，又從第一列開始進入到下一個周期的掃描。只要一個掃描周期時間比人眼1/25秒的暫留時間短，就感覺不出閃爍。列選通信號來源於單片機按照時序要求所給出的二進位行號，為在一列顯示時間內保持列號的穩定，列號採用解碼器方案，保證同一時刻選通一條列線，達到顯示的穩定性。圖中解碼電路採用74HC154，該集成模塊為4線-16線解碼器，有四個地址輸入(A0-A3)、兩個選通輸入(STs、STb)和十六個輸出(Y0-Y15)。當STs和STb均為低電平時器件被選通，A0-A3可確定Y0-Y15中的一個以低電平呈現，當STs或STb為高電平時，Y0-Y15均為高電平。當單片機給出掃描的列號時，該行經過74HC154解碼後輸出為高電平。如圖5所示，顯示數據存按8bit —個字節的形式順序排放，顯示時把一列中各行的數據都傳送到相應的行驅動器中。系統採用串行傳輸的方法，首先，單片機從存儲器中讀出Sbit並行數據進行並串轉換，按順序一位一位的輸出給行驅動器。與此同時，行驅動器中每一行都把當前數據傳向後一行，並從前一行接收新數據，當一列的各行數據都已經傳輸到位，這一列的各行才能並行的進行顯示。硬體具體採用8位鎖存器作行驅動晶片74LS373，將兩個74LS373與單片機其需P2 口相連，為8個行數據埠傳送數據。可以顯示本行數據的同時，傳送下一行的行數據，即達到重疊處理的目的。
如圖6所示，驅動採用的是三極體PNP8550作為放大電路。8550採用共陽集電級接法，為電壓跟隨器，對電流進行放大。本實用新型的工作原理為:單片機作為整個技術方案的控制部分，完成的主要工作是環境光亮度監測、計算並控制LED發光亮度。首先，通過光敏電阻測量環境的光強度變化，並將環境光亮度轉換成相應的電信號並通過ADC0809將模擬信號轉換為數位訊號送到單片機，單片機根據監測的環境光照強度，採用PWM (脈寬調製)技術使LED的驅動器不斷的進行開關，系統根據監測數據提供不同寬、窄的數位式脈衝，便可以輕易的實現改變輸出的電流，這樣便可調節LED的亮度。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，並非是對本實用新型作任何其他形式的限制，而依據本實用新型的技術實質所作的任何修改或等同變化，仍屬於本實用新型所要求保護的範圍。
權利要求1.一種自適光亮度調節的LED顯示系統，其特徵在於:包括背景光亮度監測電路，復位與振蕩電路，單片機控制電路，行掃描與驅動電路、列掃描與驅動電路，LED點陣顯示電路，所述的背景光亮度監測電路，復位與振蕩電路、行掃描與驅動電路、列掃描與驅動電路分別與所述的單片機控制器相連，所述的行掃描與驅動電路、列掃描與驅動電路通過LED點陣顯示電路相連接。
2.根據權利要求1所述的一種自適光亮度調節的LED顯示系統，其特徵在於:所述的背景光亮檢測電路包括一個環境光亮度 檢測電路和一個AD轉換電路。
3.根據權利要求1或2所述的一種自適光亮度調節的LED顯示系統，其特徵在於:所述的行掃描與驅動電路與列掃描與驅動電路共用一個驅動電路。
4.根據權利要求2所述的一種自適光亮度調節的LED顯示系統，其特徵在於:所述的背景光亮檢測電路為一個光敏電阻器構成的電路。
專利摘要本實用新型公開了一種自適光亮度調節的LED顯示系統，包括背景光亮度監測電路，復位與振蕩電路，單片機控制電路，行掃描與驅動電路、列掃描與驅動電路，LED點陣顯示電路。本實用新型通過由光敏電阻構成環境光照亮度檢測電路，並將檢測信號轉換成數位訊號傳輸給單片機，由單片機計算環境光照亮度並根據環境光照亮度，通過PWM技術控制LED顯示屏亮度，使得達到較好的顯示效果。該系統能夠根據環境光亮度的變化而自動實現自適應光亮度調節，該技術的優勢主要是能夠提供品質高的光亮度，應用簡單，效率高。
文檔編號G09G3/32GK203118409SQ201220529758
公開日2013年8月7日 申請日期2012年10月17日 優先權日2012年10月17日
發明者張秀再, 陳金立, 孫心宇, 梅永, 王洋 申請人:南京信息工程大學