CN105404209B - 一种通过usb传输控制显示屏背光亮度的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通过USB传输控制显示屏背光亮度的系统，包括：设有USB接口的主机，设有USB连接模块、模拟控制信号功能模块、主控制模块的处理器，以及与处理器连接的显示屏。主机通过USB数据线发送显示屏背光亮度数据至USB连接模块，主控制模块解析判断该显示屏背光亮度数据，并控制模拟信号功能模块产生所需的模拟控制信号以调节显示屏背光亮度，处理器内还设有存储模块，存储模块用来存储当前主控制模块解析判断后的显示屏背光亮度数据。本发明还公开一种通过USB传输控制显示屏背光亮度的方法。本发明能够实现通过上位主机下发USB数据的方式来调节显示屏背光亮度，且系统掉电重启后能自动恢复掉电前的显示屏背光亮度。

Description

一种通过USB传输控制显示屏背光亮度的系统及方法

技术领域

本发明涉及控制显示屏背光亮度技术领域，尤其涉及一种通过USB传输控制显示屏背光亮度的系统及方法。

背景技术

随着计算机技术和嵌入式系统技术的发展，关于显示屏背光亮度调节的技术琳琅满目，越来越多，且可智能调节控制的也不少，就嵌入式系统而言，大多数现有技术都是包含了“传感器——处理器芯片——控制模块”在内的独立控制模块。

例如，公告号为CN204614418U的实用新型专利，其公开了一种能控制发光亮度的LED显示屏，该LED显示屏包括MCU控制器、与MCU模块连接的显示模块和LED显示屏，显示模块包括用于检测LED显示屏亮度的光度传感器，光度传感器将检测到的亮度值传送给MCU控制器，MCU将获得的亮度值与预设值相比较，当亮度不等于预设值时，调整PWM占空比，使亮度值近似于预设值，当亮度值达到预设值时，MCU控制器停止工作，LED显示屏维持当前亮度。这种模式虽然也可以有效控制调节显示屏背光亮度，但显示屏仅能按照设定的亮度进行自动调节，由于在显示屏背光亮度的评判标准方面，不同的人有不同的感触和偏好，因此从人机交互的角度来说，这种控制模式不能实时依照个人需求调节显示屏亮度。

现有技术中还出现了一些依附于计算机平台的显示屏亮度控制系统，但通常没有掉电记忆功能，重新通电后显示屏恢复到最原始的状态，需要重新输入显示屏的控制数据，使用起来很不方便。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种通过USB传输控制显示屏背光亮度的系统及方法，该系统能够实现通过上位主机下发USB数据的方式来调节显示屏背光亮度，且系统掉电重启后能自动恢复掉电前的显示屏背光亮度。

本发明采用的技术方案是，设计一种通过USB传输控制显示屏背光亮度的系统，包括：设有USB接口的主机，设有USB连接模块、模拟控制信号功能模块、主控制模块的处理器，以及与处理器连接的显示屏。主机通过USB数据线发送显示屏背光亮度数据至USB连接模块，主控制模块解析判断该显示屏背光亮度数据，并控制模拟信号功能模块产生所需的模拟控制信号以调节显示屏背光亮度。

较优的，处理器内还设有存储模块，存储模块存储当前主控制模块解析判断后的显示屏背光亮度数据。

在一实施例中，处理器为设有时钟电路、USB连接模块、PWM功能模块、主控制模块的单片机，单片机内还设有用于存储当前显示屏背光亮度数据的FLASH模块。单片机采用型号为C8051F320。

本发明还提出了一种通过USB传输控制显示屏背光亮度的方法，包括以下步骤：

步骤1、单片机初始化，包括时钟电路初始化、单片机端口初始化、PWM功能模块初始化、USB连接模块初始化、显示屏背光亮度数据与PWM占空比之间对应关系的初始化；

步骤2、主控制模块读取FLASH模块内所存储的显示屏背光亮度数据；

步骤3、主控制模块判断显示屏背光亮度数据是否合法，若合法则生成相应的PWM信号输出以调节显示屏背光亮度，若不合法则生成默认的PWM信号输出以调节显示屏背光亮度；

步骤4、主控制模块实时查询接收主机发送的显示屏背光亮度数据；

步骤5、主控制模块判断显示屏背光亮度数据是否合法，若合法则生成相应的PWM信号输出以调节显示屏背光亮度，并将该合法的显示屏背光亮度数据存储在FLASH模块内，永久保存为当前状态，若不合法则丢掉该显示屏背光亮度数据继续查询接收。

其中，单片机采用型号为C8051F320。步骤1中单片机端口初始化需将单片机的输出引脚设置为推挽输出。PWM功能模块初始化需设置输出PWM信号的频率和占空比，设定初次开机的默认值。USB连接模块初始化需按USB协议设置USB连接模块的ID和描述符，设置USB连接模块中断、接收、发送的操作模式。显示屏背光亮度数据与PWM占空比之间对应关系的初始化，需将PWM占空比分成多个档位放入单片机的缓存中，设定各档位对应产生的PWM信号，及设定各个档位被触发所需的显示屏背光亮度数据。

步骤5中将合法的显示屏背光亮度进行存储，需存储地址大于代码存储区又不超过存储区边界，且存储时需先按顺序向FLASH锁定和关键码寄存器写入正确的关键码，再进行擦除和写操作。

与现有技术相比，本发明的主机与显示屏之间通过具有USB设备的处理器连接控制，主机将显示屏背光亮度数据发送至USB设备，处理器将该数据判断处理后输出驱动信号，使显示屏的背光亮度依照主机的指令调节，极大的方便人机交互操作，尤其适合应用在依附于计算机平台的系统中。较优的，处理器内设有存储模块，利用存储模块记录当前显示屏背光亮度数据，掉电后数据不会丢失。进一步的，处理器为单片机，利用单片机内时钟电路，可节省外部时钟电路硬件资源，利用单片机内FLASH存储显示屏背光亮度数据，而不用增加额外的FLASH器件。

附图说明

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：

图1是本发明的系统框架图；

图2是本发明的方法流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提出的系统，包括：设有USB接口的主机，设有USB连接模块、模拟控制信号功能模块、主控制模块的处理器，以及与处理器连接的显示屏。主机和处理器可通过USB数据线进行数据的传送连接，处理器和显示屏可通过模拟控制信号线连接，主机将显示屏背光亮度数据发送至USB连接模块，主控制模块解析判断该显示屏背光亮度数据并控制模拟信号功能模块产生所需的模拟控制信号，该模拟控制信号发送至显示屏的驱动电路，以调节显示屏的背光亮度。

较优的，处理器内还设有存储模块，存储模块用来存储当前主控制模块解析判断后的显示屏背光亮度数据，存储模块的设置使处理器具有掉电记忆功能，系统重启后主控制模块可自动调去存储模块内的数据，使显示屏恢复掉点前的背光亮度。

主机可为任意带USB接口的PC机，显示屏可为液晶屏或LED屏幕，在本实施例中，处理器为单片机，其型号为C8051F320，该单片机内设有时钟电路、USB连接模块、PWM功能模块、主控制模块及FLASH模块，主机和USB连接模块通过USB数据线连接，PWM功能模块和显示屏驱动电路通过PWM信号线连接。系统上电开始工作后，单片机先从自身内部的FLASH模块中读取所存储的显示屏背光亮度数据，PWM功能模块根据该显示屏背光亮度数据生成对应的PWM信号来驱动液晶屏，然后单片机进入循环接收USB数据状态，若主机通过USB线发送显示屏背光亮度数据到单片机，单片机收到数据后经过解析判断，产生所需的PWM信号来驱动液晶屏，并且将显示屏背光亮度数据存储于单片机内部的FLASH中。

如图2所示，本发明还提出了一种通过USB传输控制显示屏背光亮度的方法，包括以下步骤：

步骤1、单片机初始化，包括时钟电路初始化、单片机端口初始化、PWM功能模块初始化、USB连接模块初始化、显示屏背光亮度数据与PWM占空比之间对应关系的初始化；

步骤2、主控制模块读取FLASH模块内所存储的显示屏背光亮度数据；

步骤3、主控制模块判断显示屏背光亮度数据是否合法，若合法则生成相应的PWM信号输出以调节显示屏背光亮度，若不合法则生成默认的PWM信号输出以调节显示屏背光亮度；

步骤4、主控制模块实时查询接收主机发送的显示屏背光亮度数据；

步骤5、主控制模块判断显示屏背光亮度数据是否合法，若合法则生成相应的PWM信号输出以调节显示屏背光亮度，并将该合法的显示屏背光亮度数据存储在FLASH模块内，永久保存为当前状态，若不合法则丢掉该显示屏背光亮度数据继续查询接收。

其中，单片机采用型号为C8051F320，步骤1中单片机端口初始化需将单片机的输出引脚设置为推挽输出。PWM功能模块初始化需设置输出PWM信号的频率和占空比，设定初次开机的默认值。输出PWM信号的频率取决于单片机PCA计数器/定时器的时基，由捕捉/比较寄存器PCA0CPLn改变输出PWM信号的占空比。USB连接模块初始化需按USB协议设置USB连接模块的ID和描述符，设置USB连接模块中断、接收、发送的操作模式。显示屏背光亮度数据与PWM占空比之间对应关系的初始化，需将PWM占空比分成多个档位放入单片机的缓存中，设定各档位对应产生的PWM信号，及设定各个档位被触发所需的显示屏背光亮度数据。

当PCA计数器/定时器的低字节（PCA0L）与PCA0CPLn中的值相等时，CEXn（PWM输出）引脚上的输出被置‘1’；当PCA0L中的计数值溢出时，CEXn输出被复位 。

当计数器/定时器的低字节PCA0L溢出时（从0xFF到0x00），保存在PCA0CPHn中的值被自动装入到PCA0CPLn，不需软件干预。通过将PCA0CPMn寄存器中的ECOMn和PWMn位置‘1’来使能8位脉冲宽度调制器方式。8位PWM方式的占空比由如下方程给出：

占空比=（256-PCA0CPHn）/256

注意：当向PCA0的捕捉/比较寄存器写入一个16位数值时，应先写低字节。向PCA0CPLn的写入操作将清‘0’ECOMn位；向PCA0CPHn写入时将置‘1’ECOMn位。

由方程可知， 最大占空比为100% （PCA0CPHn = 0），最小占空比为0.39%（PCA0CPHn= 0xFF）。可以通过清‘0’ECOMn位产生0%的占空比。

步骤5中将合法的显示屏背光亮度进行存储，需存储地址大于代码存储区又不超过存储区边界，且存储时需先按顺序向FLASH锁定和关键码寄存器写入正确的关键码，再进行擦除和写操作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种通过USB传输控制显示屏背光亮度的系统，其特征在于，包括：设有USB接口的主机，设有USB连接模块、模拟控制信号功能模块、主控制模块的处理器，以及与所述处理器连接的显示屏；

所述处理器为设有时钟电路、USB连接模块、PWM功能模块、主控制模块的单片机，所述单片机内还设有用于存储当前显示屏背光亮度数据的FLASH模块，所述主机和USB连接模块通过USB数据线连接，PWM功能模块和显示屏驱动电路通过PWM信号线连接；

系统上电开始工作后，单片机先从自身内部的FLASH模块中读取所存储的显示屏背光亮度数据，PWM功能模块根据该显示屏背光亮度数据生成对应的PWM信号来驱动液晶屏，然后单片机进入循环接收USB数据状态，若主机通过USB数据线发送显示屏背光亮度数据到单片机，单片机收到数据后经过解析判断，产生所需的PWM信号来驱动液晶屏，并且将显示屏背光亮度数据存储于单片机内部的FLASH模块中。

2.如权利要求1所述的通过USB传输控制显示屏背光亮度的系统，其特征在于，所述单片机采用型号为C8051F320。

3.一种通过USB传输控制显示屏背光亮度的方法，该方法基于一种系统，所述系统包括：设有USB接口的主机，设有USB连接模块、模拟控制信号功能模块、主控制模块的处理器，以及与所述处理器连接的显示屏；所述处理器为设有时钟电路、USB连接模块、PWM功能模块、主控制模块的单片机，所述单片机内还设有用于存储当前显示屏背光亮度数据的FLASH模块，所述主机和USB连接模块通过USB数据线连接，PWM功能模块和显示屏驱动电路通过PWM信号线连接；

其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、单片机初始化，包括时钟电路初始化、单片机端口初始化、PWM功能模块初始化、USB连接模块初始化、显示屏背光亮度数据与PWM占空比之间对应关系的初始化；

步骤2、主控制模块读取FLASH模块内所存储的显示屏背光亮度数据；

步骤3、主控制模块判断显示屏背光亮度数据是否合法，若合法则生成相应的PWM信号输出以调节显示屏背光亮度，若不合法则生成默认的PWM信号输出以调节显示屏背光亮度；

步骤4、主控制模块实时查询接收主机发送的显示屏背光亮度数据；

步骤5、主控制模块判断显示屏背光亮度数据是否合法，若合法则生成相应的PWM信号输出以调节显示屏背光亮度，并将该合法的显示屏背光亮度数据存储在FLASH模块内，永久保存为当前状态，若不合法则丢掉该显示屏背光亮度数据继续查询接收。

4.如权利要求3所述的通过USB传输控制显示屏背光亮度的方法，其特征在于，所述步骤1中单片机端口初始化需将单片机的输出引脚设置为推挽输出；

PWM功能模块初始化需设置输出PWM信号的频率和占空比，设定初次开机的默认值；

USB连接模块初始化需按USB协议设置USB连接模块的ID和描述符，设置USB连接模块中断、接收、发送的操作模式；

显示屏背光亮度数据与PWM占空比之间对应关系的初始化，需将PWM占空比分成多个档位放入单片机的缓存中，设定各档位对应产生的PWM信号，及设定各个档位被触发所需的显示屏背光亮度数据。

5.如权利要求3所述的通过USB传输控制显示屏背光亮度的方法，其特征在于，步骤5中将合法的显示屏背光亮度进行存储，需存储地址大于代码存储区又不超过存储区边界，且存储时需先按顺序向FLASH锁定和关键码寄存器写入正确的关键码，再进行擦除和写操作。

6.如权利要求3至5任一项所述的通过USB传输控制显示屏背光亮度的方法，其特征在于，所述单片机采用型号为C8051F320。