專利名稱：一種自適光亮度調(diào)節(jié)的led顯示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種LED顯示系統(tǒng)，特別涉及一種自適光亮度調(diào)節(jié)的LED顯示系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
LED顯示屏是集光電子技術(shù)、計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的高技術(shù)產(chǎn)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。它憑借自身的超大畫面、超強視覺、靈活多變的顯示方式等優(yōu)勢迅速成為目前國際上使用最廣泛的顯示系統(tǒng)。LED是一種通過控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，其大概的結(jié)構(gòu)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(jù)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、圖像并茂，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(jié)目和現(xiàn)場實況。LED顯示屏可以顯示變化的數(shù)字、文字圖形及圖像；不僅可以用于室內(nèi)環(huán)境還可以用于室外環(huán)境，與具備投影儀、電視墻、液晶顯示屏相比優(yōu)勢明顯。LED之所以受到廣泛重視并且得到迅速的發(fā)展，是與它本身所具備的這些優(yōu)點分不開的。這些優(yōu)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(tǒng)，沒有考慮背景光亮度的變化會對其顯示效果的影響因素，其顯示亮度并不根據(jù)環(huán)境亮度而變化。這樣容易造成環(huán)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(dāng)環(huán)境光亮度較亮?xí)r，LED顯示效果不明顯，影響顯示效果。因此，設(shè)計一種能夠根據(jù)環(huán) 境光強度變化而自動調(diào)整LED顯示光強度的控制器就非常必要。

實用新型內(nèi)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(diào)節(jié)的LED顯示系統(tǒng)。為達到上述目的，本實用新型采用的方法是:一種自適光亮度調(diào)節(jié)的LED顯示系統(tǒng)，包括背景光亮度監(jiān)測電路，復(fù)位與振蕩電路，單片機控制電路，行掃描與驅(qū)動電路、列掃描與驅(qū)動電路，LED點陣顯示電路，所述的背景光亮度監(jiān)測電路，復(fù)位與振蕩電路、行掃描與驅(qū)動電路、列掃描與驅(qū)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(qū)動電路、列掃描與驅(qū)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(huán)境光亮度檢測電路和一個AD轉(zhuǎn)換電路。作為本實用新型的一種改進，所述的行掃描與驅(qū)動電路與列掃描與驅(qū)動電路共用一個驅(qū)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(gòu)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(gòu)成環(huán)境光照亮度檢測電路，并將檢測信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳輸給單片機，由單片機計算環(huán)境光照亮度并根據(jù)環(huán)境光照亮度，通過PWM技術(shù)控制LED顯示屏亮度，使得達到較好的顯示效果。該系統(tǒng)能夠根據(jù)環(huán)境光亮度的變化而自動實現(xiàn)自適應(yīng)光亮度調(diào)節(jié)，該技術(shù)的優(yōu)勢主要是能夠提供品質(zhì)高的光亮度，應(yīng)用簡單，效率聞。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2環(huán)境光亮度檢測電路圖；圖3 AD轉(zhuǎn)換電路圖；圖4列掃描電路；圖5行掃描電路；圖6行、列驅(qū)動電路；
具體實施方式
以下結(jié)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(diào)節(jié)的LED顯示系統(tǒng)，包括背景光亮度監(jiān)測電路，復(fù)位與振蕩電路，單片機控制電路，行掃描與驅(qū)動電路、列掃描與驅(qū)動電路，LED點陣顯示電路。所述的背景光亮度監(jiān)測電路，復(fù)位與振蕩電路、行掃描與驅(qū)動電路、列掃描與驅(qū)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(qū)動電路、列掃描與驅(qū)動電路通過LED點陣顯示電路相連接。所述的包括一個環(huán)境光亮度檢測電路和一個AD轉(zhuǎn)換電路。所述的行掃描與驅(qū)動電路與列掃描與驅(qū)動電路共用一個驅(qū)動電路。如圖2為環(huán)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(gòu)成的電路。光敏電阻器是一種利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器；當(dāng)采集的光變強時電阻減小，采集的光變?nèi)鯐r電阻增大。通過光敏電阻構(gòu)成的電路完成對環(huán)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(zhuǎn)換電路圖，ADC0809的參考電壓設(shè)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(xiàn)將對應(yīng)光照強度的模擬電壓由AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量傳輸給單片機處理。LED顯示采用動態(tài)掃描方式，簡單地說就是逐行輪流點亮，這樣掃描驅(qū)動電路就可以實現(xiàn)多行的同名列共用一套驅(qū)動器。采用該掃描方式進行顯示時，每行有一個驅(qū)動器，各行的同名列共用一個列驅(qū)動器。顯示數(shù)據(jù)通常存儲在單片機的存儲器中，按8個字節(jié)一位的形式順序排放。顯示過程中要把每一行中各列的數(shù)據(jù)傳送到與其相應(yīng)的列驅(qū)動器上，顯示數(shù)據(jù)的傳輸采用串行傳輸?shù)姆椒?，控制電路可只采用一根信號線，數(shù)據(jù)按順序一位一位傳往列驅(qū)動器，只有在一行的各列數(shù)據(jù)都已傳送到位的情況下，該行的各列數(shù)據(jù)才會并行地進行顯示。這樣，對于一行的顯示過程就可以分解成兩部分，第一部分為列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備(傳輸)，第二部分為列數(shù)據(jù)顯示。對于串行傳輸方式來說，列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備可能需要相當(dāng)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(xiàn)控制LED的亮度。即由單片機根據(jù)環(huán)境光亮度，軟件實現(xiàn)PWM技術(shù)對脈沖寬度控制從而實現(xiàn)控制LED的發(fā)光亮度。如圖4所示，采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(qū)動器，而各列的同名行則共用一個列驅(qū)動器。開始工作時根據(jù)列譯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(jù)各行鎖存的數(shù)據(jù)，判斷相應(yīng)的列驅(qū)動器是否應(yīng)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(yīng)LED，未接通行的所對應(yīng)的LED就熄滅。當(dāng)結(jié)束一列的掃描持續(xù)時間后，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后，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。列選通信號來源于單片機按照時序要求所給出的二進制行號，為在一列顯示時間內(nèi)保持列號的穩(wěn)定，列號采用譯碼器方案，保證同一時刻選通一條列線，達到顯示的穩(wěn)定性。圖中譯碼電路采用74HC154，該集成模塊為4線-16線譯碼器，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(dāng)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(xiàn)，當(dāng)STs或STb為高電平時，Y0-Y15均為高電平。當(dāng)單片機給出掃描的列號時，該行經(jīng)過74HC154譯碼后輸出為高電平。如圖5所示，顯示數(shù)據(jù)存按8bit —個字節(jié)的形式順序排放，顯示時把一列中各行的數(shù)據(jù)都傳送到相應(yīng)的行驅(qū)動器中。系統(tǒng)采用串行傳輸?shù)姆椒ǎ紫?，單片機從存儲器中讀出Sbit并行數(shù)據(jù)進行并串轉(zhuǎn)換，按順序一位一位的輸出給行驅(qū)動器。與此同時，行驅(qū)動器中每一行都把當(dāng)前數(shù)據(jù)傳向后一行，并從前一行接收新數(shù)據(jù)，當(dāng)一列的各行數(shù)據(jù)都已經(jīng)傳輸?shù)轿唬@一列的各行才能并行的進行顯示。硬件具體采用8位鎖存器作行驅(qū)動芯片74LS373，將兩個74LS373與單片機其需P2 口相連，為8個行數(shù)據(jù)端口傳送數(shù)據(jù)?？梢燥@示本行數(shù)據(jù)的同時，傳送下一行的行數(shù)據(jù)，即達到重疊處理的目的。
如圖6所示，驅(qū)動采用的是三極管PNP8550作為放大電路。8550采用共陽集電級接法，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(shù)方案的控制部分，完成的主要工作是環(huán)境光亮度監(jiān)測、計算并控制LED發(fā)光亮度。首先，通過光敏電阻測量環(huán)境的光強度變化，并將環(huán)境光亮度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號并通過ADC0809將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送到單片機，單片機根據(jù)監(jiān)測的環(huán)境光照強度，采用PWM (脈寬調(diào)制)技術(shù)使LED的驅(qū)動器不斷的進行開關(guān)，系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)提供不同寬、窄的數(shù)位式脈沖，便可以輕易的實現(xiàn)改變輸出的電流，這樣便可調(diào)節(jié)LED的亮度。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非是對本實用新型作任何其他形式的限制，而依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)所作的任何修改或等同變化，仍屬于本實用新型所要求保護的范圍。
權(quán)利要求1.一種自適光亮度調(diào)節(jié)的LED顯示系統(tǒng)，其特征在于:包括背景光亮度監(jiān)測電路，復(fù)位與振蕩電路，單片機控制電路，行掃描與驅(qū)動電路、列掃描與驅(qū)動電路，LED點陣顯示電路，所述的背景光亮度監(jiān)測電路，復(fù)位與振蕩電路、行掃描與驅(qū)動電路、列掃描與驅(qū)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(qū)動電路、列掃描與驅(qū)動電路通過LED點陣顯示電路相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適光亮度調(diào)節(jié)的LED顯示系統(tǒng)，其特征在于:所述的背景光亮檢測電路包括一個環(huán)境光亮度 檢測電路和一個AD轉(zhuǎn)換電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種自適光亮度調(diào)節(jié)的LED顯示系統(tǒng)，其特征在于:所述的行掃描與驅(qū)動電路與列掃描與驅(qū)動電路共用一個驅(qū)動電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自適光亮度調(diào)節(jié)的LED顯示系統(tǒng)，其特征在于:所述的背景光亮檢測電路為一個光敏電阻器構(gòu)成的電路。
專利摘要本實用新型公開了一種自適光亮度調(diào)節(jié)的LED顯示系統(tǒng)，包括背景光亮度監(jiān)測電路，復(fù)位與振蕩電路，單片機控制電路，行掃描與驅(qū)動電路、列掃描與驅(qū)動電路，LED點陣顯示電路。本實用新型通過由光敏電阻構(gòu)成環(huán)境光照亮度檢測電路，并將檢測信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳輸給單片機，由單片機計算環(huán)境光照亮度并根據(jù)環(huán)境光照亮度，通過PWM技術(shù)控制LED顯示屏亮度，使得達到較好的顯示效果。該系統(tǒng)能夠根據(jù)環(huán)境光亮度的變化而自動實現(xiàn)自適應(yīng)光亮度調(diào)節(jié)，該技術(shù)的優(yōu)勢主要是能夠提供品質(zhì)高的光亮度，應(yīng)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(yōu)先權(quán)日2012年10月17日
發(fā)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(xué)