CN105759479A - 具有通讯功能的液晶加热装置及控制方法 - Google Patents

具有通讯功能的液晶加热装置及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有通讯功能的液晶加热装置及控制方法，包括设于电能表的液晶显示屏内表面上的金属线，设于电能表中的单片机、存储器、温度传感器和加热控制电路；单片机分别与存储器和温度传感器电连接，金属线分别与VCC和加热控制电路电连接，单片机的PWM开关信号输出引脚和金属线加热控制信号TXD引脚均与加热控制电路电连接；本发明具有加热控制精度高，有效保证液晶显示屏的正常显示的特点。

Description

具有通讯功能的液晶加热装置及控制方法
技术领域
本发明涉及液晶显示屏加热技术领域，尤其是涉及一种加热控制精度高，有效保证液晶显示屏的正常显示的具有通讯功能的液晶加热装置及控制方法。
背景技术
液晶显示器由于其质量轻、体积小、有效显示面大等优点而被广泛使用，但是，由于液晶的一些参数在低温条件下发生着很大的变化，导致液晶的反应速度下降，在极低的温度下(-25℃以下)，液晶甚至无法工作，这一弱点严重限制了液晶显示器的应用。
中国专利授权公开号：CN101655621，授权公开日2010年2月24日，公开了一种液晶显示器的加热模块，上述液晶显示器包括第一玻璃面板、第二玻璃面板以及设置于上述第一玻璃面板与上述第二玻璃面板之间的液晶层，上述加热模块包括：温度感测单元，包括第一温度传感器与第二温度传感器，上述第一温度传感器耦接于上述第一玻璃面板，上述第二温度传感器耦接于上述第二玻璃面板，据此上述温度感测单元利用上述第一温度传感器与上述第二温度传感器计算上述液晶层的平均温度，上述温度感测单元并比较上述平均温度与预设温度。该发明存在加热控制精度低的缺点。
发明内容
本发明的发明目的是为了克服现有技术中的液晶显示器的加热模块加热控制精度低的不足，提供了一种加热控制精度高，有效保证液晶显示屏的正常显示的具有通讯功能的液晶加热装置及控制方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种具有通讯功能的液晶加热装置，包括设于电能表的液晶显示屏内表面上的金属线，设于电能表中的单片机、存储器、温度传感器和加热控制电路；单片机分别与存储器和温度传感器电连接，金属线分别与VCC和加热控制电路电连接，单片机的PWM开关信号输出引脚和金属线加热控制信号TXD引脚均与加热控制电路电连接。
本发明的金属丝位于液晶显示屏内表面上，温度传感器检测环境温度T，结合金属丝的阻值RL，电压VCC，环境温度系数TJC，液晶显示屏正常显示所需要达到的温度TN，需要发射的金属线加热控制信号TXD来计算PWM占空比为D；
单片机输出占空比D的PWM开关信号和占空比为d的金属线加热控制信号TXD给加热控制电路；
在PWM开关信号和金属线加热控制信号TXD的控制下，当T＜TN时，金属线通电发热，环境温度上升；
当T＞TN时，单片机输出占空比＜B％的PWM开关信号和占空比为d1的金属线加热控制信号TXD给加热控制电路，环境温度升高微小。
从而使环境温度始终保持在正常工作的温度范围内，确保电能表的正常使用。
作为优选，所述加热控制电路包括电阻R1，三极管Q1和二极管D1；三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极接金属线，三极管Q1的基极通过电阻R1接单片机的PWM开关信号输出引脚，二极管D1的正极与三极管Q1的基极，二极管D1的负极与单片机的金属线加热控制信号TXD引脚电连接。
作为优选，所述温度传感器为贴片式温度传感器。
作为优选，金属线由金属电镀层构成，金属线沿液晶显示屏的边缘延伸，金属线呈长方形。
一种具有通讯功能的液晶加热装置的控制方法，包括如下步骤：
存储器中设有金属线的阻值RL，环境温度系数TJC和环境温度阈值为TN；
(5-1)设定金属线加热控制信号TXD的每个周期中数据1所占时间的百分比为d1，PWM开关信号的频率为金属线加热控制信号TXD的频率的N倍；
温度传感器检测环境温度T，单片机利用公式计算液晶显示屏需要的发热功率p；
(5-2)单片机利用公式计算PWM开关信号的占空比D；
(5-3)当T＜TN时，单片机输出占空比D的PWM开关信号和占空比为d1的金属线加热控制信号TXD给加热控制电路，金属线通电发热，环境温度上升；
当T＞TN时，单片机输出占空比＜B％的PWM开关信号和占空比为d1的金属线加热控制信号TXD给加热控制电路，环境温度升高微小，环境温度的变化可以忽略。
作为优选，还包括报警灯，报警灯与单片机电连接；在步骤(5-1)之前还包括温度传感器故障检测步骤：
存储器中设有温度传感器的标准温度信号曲线；
(6-1)控制器获得温度传感器的温度信号曲线S(t)，控制器提取S(t)中与各个时间间隔相对应的温度信号值M1，…，Mn；设定温度信号值的序号为i，i＝1，…，n；
(6-2)控制器利用公式计算每个温度信号值Mi的平稳率ratioi；
当S(t)和标准温度信号曲线无交点并且各个温度信号值的ratioi均位于[1-A1，1+A1]范围之外，则控制器控制报警灯闪烁。
作为优选，d1为0.5。
作为优选，金属线加热控制信号TXD的频率为300至115200Hz。
作为优选，N为2到20的整数。
因此，本发明具有如下有益效果：加热控制精度高，有效保证液晶显示屏的正常显示。
附图说明
图1是本发明的金属丝和加热控制电路的一种电路图；
图2是本发明的液晶显示屏不需加热时的一种PWM开关信号、金属线加热控制信号TXD和金属线通电信号的一种对比图；
图3是本发明的液晶显示屏加热时的一种PWM开关信号、金属线加热控制信号TXD和金属线通电信号的一种对比图；
图4是本发明的一种电路图；
图5是本发明的实施例1的一种流程图。
图中：液晶显示屏1、金属线2、单片机3、存储器4、温度传感器5、加热控制电路6、报警灯7。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例1
如图1、图4所示的实施例是一种具有通讯功能的液晶加热装置，包括设于电能表的液晶显示屏1内表面上的金属线2，设于电能表中的单片机3、存储器4、温度传感器5和加热控制电路6；单片机分别与存储器和温度传感器电连接，金属线分别与VCC和加热控制电路电连接，单片机的PWM开关信号输出引脚和金属线加热控制信号TXD引脚均与加热控制电路电连接。金属线由金属电镀层构成，金属线沿液晶显示屏的边缘延伸，金属线呈长方形。
如图1所示，加热控制电路包括电阻R1，三极管Q1和二极管D1；三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极接金属线，三极管Q1的基极通过电阻R1接单片机的PWM开关信号输出引脚，二极管D1的正极与三极管Q1的基极，二极管D1的负极与单片机的金属线加热控制信号TXD引脚电连接。温度传感器为贴片式温度传感器。
如图5所示，一种具有通讯功能的液晶加热装置的控制方法，包括如下步骤：
存储器中设有金属线的阻值RL，环境温度系数TJC和环境温度阈值为TN＝0℃；
步骤100，检测环境温度，计算发热功率
设定金属线加热控制信号TXD的每个周期中数据1所占时间的百分比为d1＝0.5，PWM开关信号的频率为金属线加热控制信号TXD的频率的5倍，TXD的频率为9600Hz；
温度传感器检测环境温度T，单片机利用公式计算液晶显示屏需要的发热功率p；
步骤200，计算占空比D
单片机利用公式计算PWM开关信号的占空比D；
步骤300，金属丝在T＜TN时为液晶显示屏加热
当T＜TN时，单片机输出占空比D的PWM开关信号和占空比为d1的金属线加热控制信号TXD给加热控制电路，金属线通电发热，环境温度上升；
如图3所示的PWM开关信号和占空比为0.5的金属线加热控制信号TXD给加热控制电路；在金属线导通时为液晶显示屏加热。
当T＞TN时，单片机输出占空比＜1.5％的PWM开关信号和占空比为d1的金属线加热控制信号TXD给加热控制电路，环境温度升高微小，环境温度的变化可以忽略。
如图2所示的PWM开关信号和占空比为0.5的金属线加热控制信号TXD给加热控制电路；PWM开关信号极低(占空比1％)，金属丝产生的加热功率只有0.01W，对液晶显示屏的温升仅为0.1摄氏度，可以忽略。
实施例2
实施例2包括实施例1的所有结构和步骤部分，实施例2还包括如图4所示的报警灯7，报警灯与单片机电连接；在实施例1的步骤100之前还包括温度传感器故障检测步骤：
存储器中设有温度传感器的标准温度信号曲线；
步骤90，控制器获得温度传感器的温度信号曲线S(t)，控制器提取S(t)中与各个时间间隔相对应的温度信号值M1，…，Mn；设定温度信号值的序号为i，i＝1，…，n；
步骤92，控制器利用公式计算每个温度信号值Mi的平稳率ratioi；
当S(t)和标准温度信号曲线无交点并且各个温度信号值的ratioi均位于[1-A1，1+A1]范围之外，则控制器控制报警灯闪烁，工作人员看到报警信息后，会及时更换温度传感器。其中，A1为0.1。
应理解，本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种具有通讯功能的液晶加热装置，其特征是，包括设于电能表的液晶显示屏(1)内表面上的金属线(2)，设于电能表中的单片机(3)、存储器(4)、温度传感器(5)和加热控制电路(6)；单片机分别与存储器和温度传感器电连接，金属线分别与VCC和加热控制电路电连接，单片机的PWM开关信号输出引脚和金属线加热控制信号TXD引脚均与加热控制电路电连接。
2.根据权利要求1所述的具有通讯功能的液晶加热装置，其特征是，所述加热控制电路包括电阻R1，三极管Q1和二极管D1；三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极接金属线，三极管Q1的基极通过电阻R1接单片机的PWM开关信号输出引脚，二极管D1的正极与三极管Q1的基极，二极管D1的负极与单片机的金属线加热控制信号TXD引脚电连接。
3.根据权利要求1所述的具有通讯功能的液晶加热装置，其特征是，所述温度传感器为贴片式温度传感器。
4.根据权利要求1或2或3所述的具有通讯功能的液晶加热装置，其特征是，金属线由金属电镀层构成，金属线沿液晶显示屏的边缘延伸，金属线呈长方形。
5.一种基于权利要求1所述的具有通讯功能的液晶加热装置的控制方法，其特征是，包括如下步骤：
存储器中设有金属线的阻值RL，环境温度系数TJC和环境温度阈值为TN；
(5-1)设定金属线加热控制信号TXD的每个周期中数据1所占时间的百分比为d1，PWM开关信号的频率为金属线加热控制信号TXD的频率的N倍；
温度传感器检测环境温度T，单片机利用公式计算液晶显示屏需要的发热功率p；
(5-2)单片机利用公式计算PWM开关信号的占空比D；
(5-3)当T＜TN时，单片机输出占空比D的PWM开关信号和占空比为d1的金属线加热控制信号TXD给加热控制电路，金属线通电发热，环境温度上升；
当T＞TN时，单片机输出占空比＜B％的PWM开关信号和占空比为d1的金属线加热控制信号TXD给加热控制电路，环境温度升高微小。
6.根据权利要求5所述的具有通讯功能的液晶加热装置的控制方法，还包括报警灯(7)，报警灯与单片机电连接；其特征是，在步骤(5-1)之前还包括温度传感器故障检测步骤：
存储器中设有温度传感器的标准温度信号曲线；
(6-1)控制器获得温度传感器的温度信号曲线S(t)，控制器提取S(t)中与各个时间间隔相对应的温度信号值M1，…，Mn；设定温度信号值的序号为i，i＝1，…，n；
(6-2)控制器利用公式计算每个温度信号值Mi的平稳率ratioi；
当S(t)和标准温度信号曲线无交点并且各个温度信号值的ratioi均位于[1-A1，1+A1]范围之外，则控制器控制报警灯闪烁。
7.根据权利要求5所述的具有通讯功能的液晶加热装置的控制方法，其特征是，d1为0.5。
8.根据权利要求5或6或7所述的具有通讯功能的液晶加热装置的控制方法，其特征是，金属线加热控制信号TXD的频率为300至115200Hz。
9.根据权利要求5或6或7所述的具有通讯功能的液晶加热装置的控制方法，其特征是，N为2到20的整数。
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