CN101901578B - 显示控制的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提出了一种显示控制的方法，包括以下步骤：基本时钟输入计数器，所述计数器输出周期性数字信号；所述计数器输出的周期性数字信号经过逻辑组合器进入数据选通器，输出脉宽调制脉冲PWM信号，所述PWM信号的占空比为预定门限值A，所述PWM信号的最高刷新频率为预定门限值B，输出的高脉冲数量平均分布于脉宽调制脉冲标准周期内；所述PWM信号驱动发光二极管LED进行显示控制。本发明提出的上述方案，通过在不影响原有数据的精度的前提下，以更高的频率生成脉宽调制脉冲信号，实现高刷新频率的显示控制。本发明提出的上述方案，通过对计数器的输出进行逻辑组合，并且通过数据来选通的方式实现，实现方案简单、高效。

Description

显示控制的方法及装置

技术领域

本发明涉及数字通信领域，具体而言，本发明涉及显示控制的方法及装置。

背景技术

如何控制LED的亮度，技术发展从开始的模拟调光方式到现在的脉宽调制脉冲调光方式，甚至现在很多应用中可以将模拟调光和脉宽调制脉冲调光结合使用。模拟调光是指，通过写入的数据，调节流过LED的电流大小，使得LED亮度发生变化。脉宽调制脉冲调光是指，通过在一段时间内，调节LED亮或者灭的时间宽度。LED导通的时候，是固定电流驱动，可以通过外置电阻设定；LED关断的时候，没有电流通过。这样，在一定的时间内的显示效果是灯的亮度发生了变化。并且在这个固定时间内，灯亮的时间越长，总体效果为灯就越亮。这样可以达到在一定时间内，对LED进行亮度调节的目的。

模拟调光的缺点主要有如下两点：1、改变经过LED的电流，会改变LED的光色，这样会使得像素的色配增加很多不确定性；2、如果要增加LED的灰度等级，需要高精度的DAC，其线性度和精度受到限制。

脉宽调制脉冲调光则完全规避了上述模拟调光的缺点。灯点亮的时候，流过的是固定的电流，光的波长不会变化。如果需要增加灰度等级，将用于脉宽调制脉冲的基本时钟提速，在原来固定的时间周期内，容许的占空比选择会更多；或者将原来时间周期加长，用原有的基本时钟，也会有更多的占空比选择。

所以，业内基本都采用脉宽调制脉冲调光的方式对LED调光。不过，脉宽调制脉冲调光也有自身的缺陷。因为此种调光方法是需要将亮度在一定时间内平均的，所以当LED的灰度等级较高时，周期较长。这样，LED亮或灭的时候，或者捕捉的时间太短，以至于该时间内接受到的亮灭比，不能很真实的体现原有亮灭比。摄像机等数码摄像产品拍摄画面时，捕捉时间远远小于人眼对画面的捕捉时间。这样，人眼看起来较清晰的画面，被摄像机或者相机拍摄时，画面可能造成闪烁感，或者说产生条纹。

在现有的脉宽调制脉冲倍频方法中，大都存在由MSB(Most SignificantBit，最高有效位)和LSB(Least Significant Bit，最低有效位)构成的倍频小周期。MSB是脉宽调制脉冲标准周期数据中的高字位，虽略有失真，但能较好的反映脉宽调制脉冲标准周期的占空比；LSB是脉宽调制脉冲标准周期数据中的低字位，仅仅是为了在一个脉宽调制脉冲标准周期内(即倍频之前的周期)，整体显示不失真。这样就存在：当捕捉到LSB附近的时刻时，会造成较为明显的局部显示失真。

因此，有必要提出一种有效的技术方案，在不影响原有数据的精度的前提下，能有效提高显示的刷新频率。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别通过在不影响原有数据的精度的前提下，以更高的频率生成脉宽调制脉冲信号，实现高刷新频率的显示控制。

为了达到上述目的，本发明的实施例一方面提出了一种显示控制的方法，包括以下步骤：

基本时钟输入计数器，所述计数器输出周期性数字信号；

所述计数器输出的周期性数字信号经过逻辑组合器进入数据选通器，输出脉宽调制脉冲PWM信号，所述PWM信号的占空比为预定门限值A，所述PWM信号的最高刷新频率为预定门限值B，输出的高脉冲数量平均分布于脉宽调制脉冲标准周期内；

所述PWM信号驱动发光二极管LED进行显示控制。

本发明的实施例另一方面还提出了一种显示控制的装置，包括计数器、逻辑组合器、数据选通器以及发光二极管LED，

所述计数器，用于接收基本时钟的输入，输出周期性数字信号；

所述逻辑组合器，用于接收所述计数器输出的周期性数字信号，并将输出信号送入数据选通器；

所述数据选通器，用于输出脉宽调制脉冲PWM信号，所述PWM信号的占空比为预定门限值A，所述PWM信号的最高刷新频率为预定门限值B，输出的高脉冲数量平均分布于脉宽调制脉冲标准周期内；

所述PWM信号驱动发光二极管LED进行显示控制。

本发明提出的上述方案，通过在不影响原有数据的精度的前提下，以更高的频率生成脉宽调制脉冲信号，实现高刷新频率的显示控制。本发明提出的上述方案，通过对计数器的输出进行逻辑组合，并且通过数据来选通的方式实现，实现方案简单、高效。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为传统脉宽调制脉冲实现示意图；

图2为根据本发明实施例显示控制的方法流程图；

图3为根据本发明实施例脉宽调制脉冲实现示意图；

图4为用异步计数器的示意图；

图5为用同步计数器的示意图；

图6为逻辑组合器示意图；

图7为数据选通器示意图；

图8为产生的逻辑组合波形及PWM输出波形示意图；

图9为根据本发明实施例显示控制的装置结构示意图；

图10为脉宽调制脉冲技术对比示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

现在人们要求显示画面越来越清晰，画面内容越来越复杂。也就是说，画面的数据量越来越大，而同时需要较高的平板显示刷新频率。因此需要平板显示芯片能以更高的频率生成脉宽调制脉冲信号，并且不影响原有数据的精度。传统脉宽调制脉冲的实现方式是：基本时钟(CLK)输入到一个计数器，计数器开始计数，从起始数据，例如全0，一直到结束数据，例如全1，如此周期往复。如果计数器的输出小于数据DATA的值，那么输出就为高电平，否则输出就为低电平。这样，数据以占空比的形式输出。如图1所示。

对画面的清晰度要求越来越高，意味着需要像素点能够包含更多的信息，也就是灰度等级越来越高，在基本时钟确定的情况下，脉宽调制脉冲标准周期会越来越长。对传统的脉宽调制脉冲方式来说，用摄像机或者照相机摄像时，越长的脉宽调制脉冲标准周期会带来更明显的闪烁感或者条纹感。这就需要解决一个问题：在提高清晰度的同时，又需要避免让相机等数码产品捕捉到条纹。

通常，当数据的刷新频率达到60Hz以上时，人眼对图像的感知就不会有闪烁感或者条纹感；而摄像机的快门可以达到0.1毫秒。也就是说，人眼允许的脉宽调制脉冲标准周期为16.7毫秒，而摄像机则只允许0.1毫秒。譬如现在通用屏的数据更新周期为4毫秒。人眼看起来非常清晰，但是用摄像机拍摄时，由于0.1毫秒不能捕捉到整个脉宽调制脉冲标准周期，而且0.1毫秒时间内捕捉到的占空比不能体现该时刻需要展现的数据。所以条纹感明显。

因此，需要提出一种新的脉冲宽度调制协议，既能允许摄像机较短的快门时间内所捕捉的占空比，又能较好的反映整个脉宽调制脉冲标准周期内的占空比。

为了实现本发明之目的，本发明提出了一种显示控制的方法，包括以下步骤：基本时钟输入计数器，所述计数器输出周期性数字信号；所述计数器输出的周期性数字信号经过逻辑组合器进入数据选通器，输出脉宽调制脉冲PWM信号，所述PWM信号的占空比为预定门限值A，所述PWM信号的最高刷新频率为预定门限值B，输出的高脉冲数量平均分布于脉宽调制脉冲标准周期内；所述PWM信号驱动发光二极管LED进行显示控制。

如图2所示，为根据本发明实施例显示控制的方法流程图，包括以下步骤：

S110：计数器输出周期性数字信号。

在步骤S110中，基本时钟输入计数器，计数器输出周期性数字信号。

如图3所示，为根据本发明实施例脉宽调制脉冲实现示意图。

具体而言，基本时钟(CLK)输入到一个n位的计数器，计数器开始计数，从起始数据，例如n个0，一直到结束数据，例如n个1，如此周期往复。

具体而言，计数器包括异步计数器或同步计数器。

如图4所示，为用异步计数器的示意图，由D触发器串组成。每一级的D触发器的QB端接D端。前一级D触发器的Q端连接后一级D触发器的CLKB端，QB端连接后一级D触发器的CLK端。如图5所示，为用同步计数器的示意图。当所有低位的输出为全1，该高位的输出为0时，改变该高位的状态，从0变成1，或者从1变成0。

S120：周期性数字信号经过逻辑组合器进入数据选通器，输出脉宽调制脉冲PWM信号。

在步骤S120中，计数器输出的周期性数字信号经过逻辑组合器进入数据选通器，输出脉宽调制脉冲PWM信号，所述PWM信号的占空比为预定门限值A，所述PWM信号的最高刷新频率为预定门限值B，输出的高脉冲数量平均分布于脉宽调制脉冲标准周期内。

其中，计数器输出的周期性数字信号经过逻辑组合器包括：

所述周期性数字信号通过逻辑组合得到n个输出，所述n个输出的高电平时间不重叠，每个高电平的持续时间为一个基本时钟T，高位的输出高脉冲个数是相邻低位的输出高脉冲个数的2倍，每个输出的高脉冲数量平均分布于脉宽调制脉冲标准周期内，n为所述计数器的位数长度。

例如，PWM信号的最高刷新频率为基本时钟的2分频；n个输出的高脉冲个数及其高脉冲位置为：以自然数i表示输出的编号，最低位i＝1，最高位i＝n，基本时钟周期为T，则脉宽调制脉冲标准周期为2ⁿT，顺序编号位置分别为1，2，3，......，2ⁿ，第i个输出的高脉冲个数为：2^i-1个，第i个输出的高脉冲位置为：2^n-i(2k-1)+1；其中，k＝1，…，2^i-1，1≤i≤n。这样，高脉冲位置在脉宽调制脉冲标准周期内平均分布。得到逻辑组合的n个输出以后，用数据去选通输出。并且需要注意逻辑组合的n个输出的最高位对应数据的最高位，次高位对应数据的次高位，以此类推，逻辑组合的n个输出的最低位对应数据的最低位。

作为本发明的实施例，如图6所示的逻辑组合器示意图，一个传统的n位计数器，周期为2ⁿT，最低位高电平时间为2^n-1T；次低位和最低位的非的逻辑与，高电平时间为2^n-2T，次次低位和次低位的非和最低位的非的逻辑与，高电平时间为2^n-3T，以此类推，最高位和次高位的非和次次高位的非和等等一直到最低位的非的逻辑与，高电平时间为T。并且，因为这种逻辑关系，这些高电平不会在同一时刻出现。将这些数据相加，得到的占空比为2ⁿ-1/2ⁿ。

作为本发明的实施例，如图7所示的数据选通器示意图，数据选通器的目的是：如果数据该位是1，就选通相应的逻辑组合位；如果数据该位是0，就屏蔽相应的逻辑组合位，然后将它们的输出进行逻辑或。脉宽调制脉冲的结果可以表示为：

PWM OUT＝Dn*Qn+D(n-1)*Q(n-1)+......+D0*Q0，

其中，Dn为数据最高位，D0为数据最低位，Qn是计数器最高位，Q0是计数器最低位。

通过上述步骤，可以实现脉宽调制脉冲输出倍频和不影响精度的要求，如图8所示，为产生的逻辑组合波形及PWM输出波形示意图。

S130：PWM信号驱动发光二极管LED进行显示控制。

在步骤S130中，利用步骤S120得到的脉冲信号，驱动发光二极管LED，实现显示控制。

如图9所示，为根据本发明实施例显示控制的装置100的结构示意图，包括计数器110、逻辑组合器120、数据选通器130以及发光二极管LED140。

其中，计数器110用于接收基本时钟的输入，输出周期性数字信号。

具体而言，计数器110包括异步计数器或同步计数器。

逻辑组合器120用于接收计数器110输出的周期性数字信号，并将输出信号送入数据选通器130。

逻辑组合器120接收计数器110输出的周期性数字信号包括：

逻辑组合器120将周期性数字信号通过逻辑组合得到n个输出，n个输出的高电平时间不重叠，每个高电平的持续时间为一个基本时钟T，高位的输出高脉冲个数是相邻低位的输出高脉冲个数的2倍，每个输出的高脉冲数量平均分布于脉宽调制脉冲标准周期内，n为计数器110的位数长度。

例如，PWM信号的最高刷新频率为基本时钟的2分频；n个输出的高脉冲个数及其高脉冲位置为：以自然数i表示输出的编号，最低位i＝1，最高位i＝n，基本时钟周期为T，则脉宽调制脉冲标准周期为2ⁿT，顺序编号位置分别为1，2，3，......，2ⁿ，第i个输出的高脉冲个数为：2^i-1个，第i个输出的高脉冲位置为：2^n-i(2k-1)+1；其中，k＝1，…，2^i-1，1≤i≤n。

数据选通器130，用于输出脉宽调制脉冲PWM信号，PWM信号的占空比为预定门限值A，PWM信号的最高刷新频率为预定门限值B，输出的高脉冲数量平均分布于脉宽调制脉冲标准周期内。

例如如图7所示的数据选通器130，如果数据该位是1，就选通相应的逻辑组合位；如果数据该位是0，就屏蔽相应的逻辑组合位。然后将它们的输出进行逻辑或。脉宽调制脉冲的结果可以表示为：

PWM OUT＝Dn*Qn+D(n-1)*Q(n-1)+......+D0*Q0，

其中，Dn为数据最高位，D0为数据最低位，Qn是计数器110最高位，Q0是计数器110最低位。

最后，通过PWM信号驱动发光二极管LED140进行显示控制。

为了进一步阐述本发明，下面结合进一步的实施例，以一个10位数据(10’h101)的脉宽调制脉冲信号为例对本发明进行说明。

传统脉宽调制脉冲方法是：一个10位的计数器。这个计数器以时间T为基本时钟周期，从10’h000逐步加一到10’h3ff，然后再到10’h000。如此往复。灰度数据更新到数据存储器中，如果计数器的输出数值小于10’h100，那么脉宽调制脉冲输出就是1(即让LED亮)，否则输出就是0(即让LED灭)。那么LED灯亮的时间为2⁸+2⁰＝257T，灭的时间为1024T-257T＝767T。占空比为257T/1024T。并且在一个大的脉宽调制脉冲标准周期内，仅仅亮一次，灭一次，刷新率为：1/1024T。

本发明提出的脉宽调制脉冲方法是：一个10位的计数器。这个计数器以时间T为基本时钟周期，从10’h000逐步加一到10’h3ff，然后再到10’h000，如此往复。通过逻辑组合，输出分别为：

out9＝Q0. $\mathrm{out}8=Q1*\stackrel{\‾}{Q0};$ $\mathrm{out}7=Q2*\stackrel{\‾}{Q1}*\stackrel{\‾}{Q0},......,$

$\mathrm{out}0=Q9*\stackrel{\‾}{Q8}*\stackrel{\‾}{Q7}*\stackrel{\‾}{Q6}*\stackrel{\‾}{Q5}*\stackrel{\‾}{Q4}*\stackrel{\‾}{Q3}*\stackrel{\‾}{Q2}*\stackrel{\‾}{Q1}*\stackrel{\‾}{Q0}$

然后根据数据，LED亮的时间为：

$\mathrm{out}8+\mathrm{out}0=Q1*\stackrel{\‾}{Q0}+Q9*\stackrel{\‾}{Q8}*\stackrel{\‾}{Q7}*\stackrel{\‾}{Q6}*\stackrel{\‾}{Q5}*\stackrel{\‾}{Q4}*\stackrel{\‾}{Q3}*\stackrel{\‾}{Q2}*\stackrel{\‾}{Q1}*\stackrel{\‾}{Q0}.$

亮的时间为：1/4*(1024T)+T＝257T。占空比为257T/1024T。占空比与传统脉宽调制脉冲方法一样。但是因为

的脉冲是每4个基本时钟中有一个基本时钟的高脉冲，而

是在这1024T的正中间。所以，新的脉宽调制脉冲方法能够正确显示占空比，并且由于其亮灭时间分散，所以提高了刷新率。即，新的脉宽调制脉冲方法能保证高精度的情况下，提高刷新率。如图10所示，为各种PWM的波形示意图，图中的SM-PWM为本发明公开的方案所产生的波形。

本发明提出的上述方案，通过在不影响原有数据的精度的前提下，以更高的频率生成脉宽调制脉冲信号，实现高刷新频率的显示控制。本发明提出的上述方案，通过对计数器的输出进行逻辑组合，并且通过数据来选通的方式实现，实现方案简单、高效。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

Claims (10)

1.一种显示控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：

基本时钟输入计数器，所述计数器输出周期性数字信号；

所述计数器输出的周期性数字信号经过逻辑组合器进入数据选通器，输出脉宽调制脉冲PWM信号，所述PWM信号的占空比为预定门限值A，所述PWM信号的最高刷新频率为预定门限值B，输出的高脉冲数量平均分布于脉宽调制脉冲标准周期内；

所述PWM信号驱动发光二极管LED进行显示控制。

2.如权利要求1所述的显示控制的方法，其特征在于，所述计数器包括异步计数器或同步计数器。

3.如权利要求1所述的显示控制的方法，其特征在于，所述计数器输出的周期性数字信号经过逻辑组合器包括：

所述周期性数字信号通过逻辑组合得到n个输出，所述n个输出的高电平时间不重叠，每个高电平的持续时间为一个基本时钟T，高位的输出高脉冲个数是相邻低位的输出高脉冲个数的2倍，每个输出的高脉冲数量平均分布于脉宽调制脉冲标准周期内，n为所述计数器的位数长度。

4.如权利要求3所述的显示控制的方法，其特征在于，所述PWM信号的最高刷新频率为基本时钟的2分频；n个输出的高脉冲个数及其高脉冲位置为：以自然数i表示输出的编号，最低位i＝1，最高位i＝n，基本时钟周期为T，则脉宽调制脉冲标准周期为2ⁿT，顺序编号位置分别为1，2，3，......，2ⁿ，第i个输出的高脉冲个数为：2^i-1个，第i个输出的高脉冲位置为：2^n-i(2k-1)+1；其中，k＝1，…，2^i-1，1≤i≤n。

5.如权利要求4所述的显示控制的方法，其特征在于，所述数据选通器包括：

当输入的数据位是1，则选通相应的逻辑组合位；当输入的数据位是0，则屏蔽相应的逻辑组合位，其后将输出进行逻辑或，得到所述PWM信号。

6.一种显示控制的装置，其特征在于，包括计数器、逻辑组合器、数据选通器以及发光二极管LED，

所述计数器，用于接收基本时钟的输入，输出周期性数字信号；

所述逻辑组合器，用于接收所述计数器输出的周期性数字信号，并将输出信号送入数据选通器；

所述数据选通器，用于输出脉宽调制脉冲PWM信号，所述PWM信号的占空比为预定门限值A，所述PWM信号的最高刷新频率为预定门限值B，输出的高脉冲数量平均分布于脉宽调制脉冲标准周期内；

所述PWM信号驱动发光二极管LED进行显示控制。

7.如权利要求6所述的显示控制的装置，其特征在于，所述计数器包括异步计数器或同步计数器。

8.如权利要求6所述的显示控制的装置，其特征在于，所述逻辑组合器接收所述计数器输出的周期性数字信号包括：

所述逻辑组合器将所述周期性数字信号通过逻辑组合得到n个输出，所述n个输出的高电平时间不重叠，每个高电平的持续时间为一个基本时钟T，高位的输出高脉冲个数是相邻低位的输出高脉冲个数的2倍，每个输出的高脉冲数量平均分布于脉宽调制脉冲标准周期内，n为所述计数器的位数长度。

9.如权利要求8所述的显示控制的装置，其特征在于，所述PWM信号的最高刷新频率为基本时钟的2分频；n个输出的高脉冲个数及其高脉冲位置为：以自然数i表示输出的编号，最低位i＝1，最高位i＝n，基本时钟周期为T，则脉宽调制脉冲标准周期为2ⁿT，顺序编号位置分别为1，2，3，......，2ⁿ，第i个输出的高脉冲个数为：2^i-1个，第i个输出的高脉冲位置为：2^n-i(2k-1)+1；其中，k＝1，…，2^i-1，1≤i≤n。

10.如权利要求9所述的显示控制的装置，其特征在于，所述数据选通器包括：

当输入的数据位是1，则选通相应的逻辑组合位；当输入的数据位是0，则屏蔽相应的逻辑组合位，其后将输出进行逻辑或，得到所述PWM信号。

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