CN109859697B - 一种tft显示屏背光控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种TFT显示屏背光控制系统和方法，包括主控制器，以及与主控制器连接的背光控制单元和显示屏；主控制器，实时将显示屏驱动信号发送至显示屏和背光控制单元；背光控制单元，接收显示屏驱动信号，根据所述显示屏驱动信号判断是否出现显示异常；若出现异常，获取主控制器当前状态，若主控制器处于复位状态，则执行初始化过程背光控制流程；若主控制器处于非复位状态，则执行异常背光控制流程；以及，实时监测主控制器复位状态，当监测到主控制器出现复位时，执行初始化过程背光控制流程。本发明能够及时检测到主控制器复位过程中，以及主控制器正常工作时由于异常情况可能出现的显示问题，进行背光控制。

Description

一种TFT显示屏背光控制系统及方法

技术领域

本发明属于显示控制技术领域，尤其涉及一种TFT显示屏背光控制系统及方法。

背景技术

现有TFT-LCD显示系统上电启动或复位之初，主控制器提供的RGB数据信号、时钟信号、控制信号通常无法稳定输出，造成TFT-LCD显示屏显示异常。另外系统运行过程中，也会因为外部干扰等因素，导致驱动信号出现异常，造成TFT-LCD显示屏显示异常，表现为显示花屏、闪屏等情况。且由于市场上主控制器模块类型太多，运行模式迥异，质量良莠不齐，启动初始化过程中驱动信号异常造成的花屏、闪屏异常现象也尤为突出。现有屏蔽此类显示异常的方法多为简单的上电黑屏延时，无法进行运行过程中的异常显示处理以及多种复位启动后的异常显示处理。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种TFT显示屏背光控制系统及方法，能够及时检测到主控制器复位过程中，以及主控制器正常工作时由于异常情况可能出现的显示问题，进行背光控制。

为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

一种TFT显示屏背光控制系统，包括主控制器，以及与主控制器连接的背光控制单元和显示屏；

主控制器，实时将显示屏驱动信号发送至显示屏和背光控制单元；

背光控制单元，接收显示屏驱动信号，根据所述显示屏驱动信号判断是否出现显示异常；若出现异常，获取主控制器当前状态，若主控制器处于复位状态，则执行初始化过程背光控制流程；若主控制器处于非复位状态，则执行异常背光控制流程；以及，

实时监测主控制器复位状态，当监测到主控制器出现复位时，执行初始化过程背光控制流程。

一个或多个实施例提供了一种TFT显示屏背光控制方法，包括：

背光控制单元上电后，首先进行系统初始化，然后判断是否为看门狗引起的控制单元复位，如不是，则先进行初始化过程背光控制，然后进入正常监控工作状态；如是，则直接进入正常监控工作状态；

正常监控工作状态下，背光控制单元实时获取主控制器提供给显示屏的驱动信号；

根据所述显示屏驱动信号判断是否出现显示异常；若出现异常，获取主控制器当前状态，若主控制器处于复位状态，则执行初始化过程背光控制流程；若主控制器处于非复位状态，则执行异常背光控制流程；

背光控制单元还实时监测主控制器复位状态，当监测到主控制器出现复位时，执行初始化过程背光控制流程。

以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

使用MCU处理器及辅助电路组成TFT-LCD显示屏背光控制单元，作为一个独立的检测控制系统，利用MCU快速复位的特点，在主控制器启动过程中，完成显示屏背光控制工作，待主控制器正常工作后，再释放显示屏背光控制，避免系统上电或复位初始化过程中的显示异常问题。同时，在主控制器正常工作后，背光控制单元会实时监测主控制器对显示屏的驱动信号，一旦出现异常情况，及时干预显示屏背光控制，直到驱动信号正常为止。通过上述措施，能够及时检测到主控制器复位过程中，以及主控制器正常工作时由于异常情况可能出现的显示问题，进行背光控制，解决了多种情形下TFT-LCD显示屏的显示花屏、闪屏等问题。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明一个或多个实施例中背光控制系统框架示意图；

图2为本发明一个或多个实施例中背光控制方法流程图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明提出的总体思路：

本发明使用MCU处理器及辅助电路组成背光控制单元，实时检测TFT-LCD显示屏驱动信号以及主控制器复位状态，根据检测结果对背光驱动信号进行控制。若显示屏驱动信号异常是主控制器复位导致，则按照初始化过程背光控制流程自动控制背光，若显示异常不是主控制器复位导致，则按照运行中异常背光控制流程自动控制背光，在显示屏驱动信号异常情况消除后，背光控制单元自动取消对显示屏的背光控制。通过上述控制过程，解决TFT-LCD显示屏在系统上电或主控制器复位后初始化阶段以及运行中的显示异常问题，避免TFT-LCD显示屏在系统启动或运行中出现花屏等异常显示。

实施例一

本实施例公开了一种TFT-LCD显示屏背光控制系统，包括主控制器、背光控制单元和TFT-LCD显示屏，所述背光控制单元和主控制器连接，主控制器与所述TFT-LCD显示屏连接。其中，所述背光控制单元的MCU处理器采用带有看门狗功能的单片机，主控制器通常为ARM系列高端处理器，主控制器所用操作系统多为Linux或安卓系统。背光控制单元MCU处理器通过I/O输入引脚与外部复位按键相连；背光控制单元MCU处理器通过串口分别与主控制器串口和外部通讯接口相连。

主控制器，实时发送显示屏驱动信号至TFT-LCD显示屏时，同时发送至背光控制单元；

背光控制单元，接收显示屏驱动信号，根据所述显示屏驱动信号判断是否出现显示异常；若出现异常，获取主控制器当前状态，若主控制器处于复位状态，则执行初始化过程背光控制流程；若主控制器处于非复位状态，则执行异常背光控制流程；以及，实时监测主控制器复位状态，当监测到主控制器出现复位时，执行初始化过程背光控制流程。

其中，背光控制单元根据所述显示屏驱动信号判断是否出现显示异常的方法如下：

接收显示器驱动信号，所述驱动信号包括RGB数据信号、时钟信号、控制信号；

当模拟电压信号幅值、时钟信号频率和各驱动信号间的时序中的一项或多项出现异常时，确定显示驱动信号异常。

背光控制单元MCU处理器实时获取显示屏驱动信号，通过AD转换将模拟电压信号转换为数字信号，检查电压幅值是否在规定范围内，如果因为驱动力不足或外部干扰等，导致驱动信号电压幅值达不到规定范围，则显示屏就无法正确识别主控制器发送的显示数据，导致显示异常。通常情况下，如果驱动信号数量较多，可只检测某一路或几路有典型代表意义的驱动信号；

背光控制单元MCU处理器通过边沿触发计数器，实时测量时钟信号频率，检测其是否在正常频率范围内。如果时钟信号频率偏差较大，说明存在外部干扰或主控制工作异常，则显示屏无法准确接收到主控制器发送的数据，导致显示异常；

背光控制单元MCU处理器实时对各驱动信号彼此间的同步性进行检测，看是否符合TFT-LCD显示屏规定的控制时序。如果数据信号、时钟信号和控制信号间时序不对，则主控制器和显示屏间的数据无法正确传输，导致显示异常。通常情况下，如果驱动信号较多，可以根据TFT-LCD显示屏时序要求特点，只检测有严格时序要求的几路驱动信号间的时序同步情况。

背光控制单元获取主控制器当前状态的方法如下：

检测外部复位按键是否被按下、是否接收到复位指令，以及是否处于上电复位状态，来判断主控制器是否处于复位状态。具体地，当出现以下三种情况中的任一种时，判断主控制器进入复位状态：

(1)由于背光控制单元通过I/O输入引脚与外部复位按键相连，当外部复位按键按下并弹起时，I/O输入引脚会出现一个低脉冲信号，因此，背光控制单元检测I/O输入引脚是否接收到一个完整的低脉冲信号，若接收到，认为外部复位按键被按下，主控制器进入复位状态。

(2)背光控制单元通过串口分别与主控制器串口及外部通讯接口相连，因为背光控制单元MCU处理器串口为TTL信号，而外部设备串口为RS232信号，所以外部RS232信号通过信号转换电路转换为TTL信号后与MCU相连。当外部设备向主控制器发送“reboot”复位指令时，背光控制单元同时也收到此指令，则确定主控制器进入命令复位状态。

(3)当整个系统上电时，背光控制单元MCU处理器和主控制器同时进入上电复位状态，MCU处理器结合状态寄存器中复位标志的状态，确定主控制器是否进入上电复位状态。具体地，所述背光控制单元MCU处理器开始工作后，首先进行系统初始化，然后检测状态寄存器中看门狗复位标志，当看门狗复位标志有效时，则判断为自身看门狗复位，主控制器并没有进入复位状态，只有当看门狗复位标志无效时，才确定系统为上电复位状态。

所述初始化背光控制流程为：背光控制单元首先关闭显示屏背光，当监测数据使能信号DE出现上升沿后，此时点亮背光，用于显示启动LOGO界面。通过定时器延时到引导系统切换操作系统前，再次关闭背光，然后通过定时器再次延时到操作系统工作后，重新点亮背光，进入正常显示状态。

所述异常背光控制流程为：背光控制单元首先关闭显示屏背光，然后每隔2秒钟点亮背光0.5秒，用于进一步提示操作人员及时进行人工干预，排除干扰或故障。当监测数据使能信号DE出现上升沿，且此后连续16个低脉冲宽度都小于1秒，则点亮背光，进入正常显示状态。

实施例二

本实施例提供了一种TFT-LCD显示屏背光控制方法，使用带有看门狗功能的MCU处理器及辅助电路组成TFT-LCD显示屏背光控制单元，当检测到TFT-LCD显示屏驱动信号异常时，背光控制单元结合主控制器复位状态，完成对TFT-LCD显示屏背光的自动控制。具体包括：

背光控制单元上电后，首先进行系统初始化，然后判断是否为看门狗引起的控制单元MCU复位，如不是，则先进行初始化过程背光控制，然后进入正常监控工作状态；如是，则直接进入正常监控工作状态；

正常工作后，背光控制单元实时获取主控制器提供给TFT-LCD显示屏的驱动信号并判断是否异常；

如果显示驱动信号异常，则背光控制单元根据主控制器复位状态，判断是否因为主控制器复位导致的显示异常，因为复位和干扰等其他原因导致的显示异常所呈现的显示异常现象不一样，驱动信号时序逻辑也不一样，所以需要区别对待。如果是因为主控制器复位导致的显示异常，需按照初始化过程背光控制流程自动控制背光，如果不是复位引起的显示异常，则认为是故障或干扰等导致的显示异常，需按照运行中异常背光控制流程自动控制背光；

所述背光控制单元还实时监测主控制器复位状态，如果出现系统复位，无论显示屏是否显示驱动信号异常，也会按照初始化过程背光控制流程自动控制背光。因为系统的复位不会立即引起显示异常，会有一定的时间延迟，所以必须在显示屏显示异常前，进行背光控制。

在显示屏驱动信号异常情况消除后，背光控制单元取消对显示屏的背光控制，并重新进入显示驱动信号异常监控状态。

其中，所述TFT-LCD显示屏背光控制单元采用一个独立的MCU处理器，同时因为控制单元本身没有人机界面，所以MCU须具有看门狗功能，才能确保背光控制单元始终处于正常工作状态。

所述背光控制单元实时获取主控制器提供给TFT-LCD显示屏的驱动信号，这些驱动信号包括RGB数据信号、时钟信号、控制信号，并判断这些驱动信号是否异常。所述背光控制单元实时监测并判断驱动信号是否异常，具体方法包括：

(1)背光控制单元MCU处理器通过I/O口引脚获取显示屏驱动信号，通过AD转换将模拟电压信号转换为数字信号，检查电压幅值是否在规定范围内，如果因为驱动力不足或外部干扰等导致驱动信号电压达不到规定幅值范围，则显示屏就无法正确识别主控制器发送的数据；

(2)背光控制单元MCU处理器通过边沿触发计数器，测量时钟信号频率是否符合正常周期频率。如果时钟信号频率偏差较大，说明存在外部干扰或主控制器工作异常。

(3)背光控制单元MCU处理器对各驱动信号彼此间的同步性进行检测，看是否符合TFT-LCD显示屏规定的控制时序。如果数据信号、时钟信号和控制信号间控制时序不对，也会导致主控制器和显示屏间的数据无法正确传输。

当上述某一项或多项监测出现异常时，则确定显示屏驱动信号异常。

进一步地，所述背光控制单元还实时监测主控制器复位状态，包括上电复位、命令复位、按键复位，如下：

背光控制单元MCU处理器通过I/O口引脚与复位按键相连，通过实时监测I/O口引脚电压变化情况，来判断是否有复位按键按下，当检测到复位按键按下并弹起时，确定主控制器也进入了按键复位状态；

背光控制单元MCU处理器串口经过TTL-RS232电平转换后，与外部设备及主控制器串口相连，当检测到外部设备发送“reboot”复位指令时，则确定主控制器进入了命令复位状态。背光控制单元只接收命令，不对外发送任何指令，所以不会给原系统带来干扰和影响；

背光控制单元MCU处理器自身带有看门狗功能，当MCU处理器复位后，检测状态寄存器中看门狗复位标志，当看门狗复位标志有效时，则判断为自身看门狗复位，主控制器并没有进入复位状态，只有当看门狗复位标志无效时，才确定系统为上电复位状态，主控制器进入上电复位状态。

进一步的，根据显示屏显示异常出现的时机，背光控制单元对背光的控制可分为初始化过程背光控制和运行中背光控制两种方式。

因为主控制器复位阶段的驱动信号控制逻辑和信号干扰时的驱动信号控制逻辑不一样，显示屏异常现象的表现也不一致，所以背光控制单元需要根据异常显示出现的时机，分别进行控制。

当显示屏显示异常出现在主控制器复位阶段时，根据主控制器复位的驱动信号特点，按照初始化过程背光控制流程进行背光控制。背光控制单元首先关闭显示屏背光，避免此时驱动信号不稳定、驱动力不足引起的显示异常，当监测数据使能信号DE出现上升沿后，确定引导系统启动完成，此时点亮背光，用于显示启动LOGO界面。通过定时器延时到引导系统切换操作系统前，再次关闭背光，然后通过定时器再次延时到操作系统工作后，重新点亮背光，进入正常显示状态。

当显示屏显示异常出现在非主控制器复位状态时，按照运行中异常背光控制流程进行背光控制。背光控制单元首先关闭显示屏背光，然后每隔2秒钟点亮背光0.5秒。当监测数据使能信号DE出现上升沿，且此后连续16个低脉冲宽度都小于1秒，则点亮背光，进入正常显示状态。

本发明使用MCU处理器及辅助电路组成TFT-LCD显示屏背光控制单元，作为一个独立的检测控制系统，利用MCU快速复位的特点，在主控制器启动过程中，完成显示屏背光控制工作，待主控制器正常工作后，再释放显示屏背光控制，避免系统上电或复位初始化过程中的显示异常问题。同时，在主控制器正常工作后，背光控制单元会实时监测主控制器对显示屏的驱动信号，一旦出现异常情况，及时干预显示屏背光控制，直到驱动信号正常为止。通过上述措施，解决TFT-LCD显示屏的显示花屏、闪屏等问题。

本领域技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种TFT显示屏背光控制系统，其特征在于，包括主控制器，以及与主控制器连接的背光控制单元和显示屏；

主控制器，实时将显示屏驱动信号发送至显示屏和背光控制单元；

背光控制单元，接收显示屏驱动信号，根据所述显示屏驱动信号判断是否出现显示异常；若出现异常，获取主控制器当前状态，若主控制器处于复位状态，则执行初始化背光控制流程；若主控制器处于非复位状态，则执行异常背光控制流程；以及，

实时监测主控制器复位状态，当监测到主控制器出现复位时，执行初始化背光控制流程；

所述显示屏驱动信号包括RGB数据信号、时钟信号、控制信号；根据所述显示屏驱动信号判断是否出现显示异常的方法为：

背光控制单元获取显示屏驱动信号，经AD转换后，如其中一路或多路信号电压幅值不在规定范围内，则判断为显示异常；或

检测时钟信号频率，如不在规定频率范围内，则判断为显示异常；或

对各驱动信号彼此间的同步性进行检测，如不符合TFT显示屏规定的时序要求，则判断为显示异常；

所述初始化背光控制流程为：

背光控制单元首先关闭显示屏背光，当监测数据使能信号出现上升沿时，点亮背光，在引导系统切换操作系统前，再次关闭背光，待操作系统工作后，重新点亮背光，进入正常显示状态；

所述异常背光控制流程为：

背光控制单元首先关闭显示屏背光，然后根据预设规则对背光进行控制，用于提醒用户进行人工干预，直到监测数据使能信号出现上升沿，且此后设定数量的连续多个低脉冲宽度都小于设定时间，则点亮背光，进入正常显示状态。

2.如权利要求1所述的一种TFT显示屏背光控制系统，其特征在于，背光控制单元还连接外部复位按键和外部通信接口，并实时获取主控制器复位状态。

3.如权利要求2所述的一种TFT显示屏背光控制系统，其特征在于，背光控制单元实时获取主控制器复位状态，包括上电复位、命令复位、按键复位，具体方法为：

背光控制单元与外部复位按键相连，当监测到外部复位按键按下时，则判断主控制器进入按键复位状态；

背光控制单元与外部通信接口相连，当检测到外部设备发送复位指令时，则判断主控制器进入命令复位状态；

背光控制单元MCU处理器复位后，检测状态寄存器中看门狗复位标志，如看门狗复位标志无效，则判断设备为上电复位，主控制器进入上电复位状态。

4.一种TFT显示屏背光控制方法，其特征在于，包括：

背光控制单元上电后，首先进行系统初始化，然后判断是否为看门狗引起的控制单元复位，如不是，则先进行初始化背光控制流程，然后进入正常监控工作状态；如是，则直接进入正常监控工作状态；

正常监控工作状态下，背光控制单元实时获取主控制器提供给显示屏的驱动信号；

根据所述显示屏驱动信号判断是否出现显示异常；若出现异常，获取主控制器当前状态，若主控制器处于复位状态，则执行初始化背光控制流程；若主控制器处于非复位状态，则执行异常背光控制流程；

背光控制单元还实时监测主控制器复位状态，当监测到主控制器出现复位时，执行初始化背光控制流程；

所述显示屏驱动信号包括RGB数据信号、时钟信号、控制信号；根据所述显示屏驱动信号判断是否出现显示异常的方法为：

背光控制单元获取显示屏驱动信号，经AD转换后，如其中一路或多路信号电压幅值不在规定范围内，则判断为显示异常；或

检测时钟信号频率，如不在规定频率范围内，则判断为显示异常；或

对各驱动信号彼此间的同步性进行检测，如不符合TFT显示屏规定的时序要求，则判断为显示异常；

所述初始化背光控制流程为：背光控制单元首先关闭显示屏背光，当监测数据使能信号出现上升沿时，点亮背光，在引导系统切换操作系统前，再次关闭背光，待操作系统工作后，重新点亮背光，进入正常显示状态；

所述异常背光控制流程为：背光控制单元首先关闭显示屏背光，然后根据预设规则对背光进行控制，用于提醒用户进行人工干预，直到监测数据使能信号出现上升沿，且此后设定数量的连续多个低脉冲宽度都小于设定时间，则点亮背光，进入正常显示状态。

5.如权利要求4所述的一种TFT显示屏背光控制方法，其特征在于，背光控制单元实时获取主控制器复位状态，包括上电复位、命令复位、按键复位，具体方法为：

背光控制单元与外部复位按键相连，当监测到外部复位按键按下时，则判断主控制器进入按键复位状态；

背光控制单元与外部通信接口相连，当检测到外部设备发送复位指令时，则判断主控制器进入命令复位状态；

背光控制单元MCU处理器复位后，检测状态寄存器中看门狗复位标志，如看门狗复位标志无效，则判断设备为上电复位，主控制器进入上电复位状态。