CN112261758B - 一种补偿led均匀度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种补偿LED均匀度的方法，所述方法包括：根据同一公共端同时点亮的LED的个数不同，分别计算所述个数所对应的亮度补偿参数duty_m；产生脉冲信号，所述脉冲信号的占空比对应所述亮度补偿参数duty_m；与各点亮的LED相关联的各扫描端基于所述脉冲信号进行有效电平输出，其中，所述电平的有效时间为：所述公共端的信号周期与所述亮度补偿参数duty_m的乘积。

Description

一种补偿LED均匀度的方法
技术领域
本发明涉及LED显示技术，尤其涉及LED显示驱动。
背景技术
在LED显示电路中，较多使用传统的专用显示驱动芯片(例如TM1628等)，然而在消费电子市场，随着竞争增多，成本压力剧增，出现了使用MCU配合三极管做驱动显示的方案。
为了进一步增强MCU的竞争力，目前很多MCU集成了IO口大驱动电流功能，以省去三极管等器件。
然而，在LED显示方案中，由于COM端存在内阻，在不同数量LED同时点亮时，会存在亮度差异，影响显示效果。而且，MCU直驱方案中IO也存在内阻，并且对亮度差异影响更为明显。
因此，极需一种提高LED均匀度的方法。
发明内容
为了提高LED均匀度，本发明提供了一种补偿LED均匀度的方法，所述方法包括以下步骤：
根据同一公共端同时点亮的LED的个数不同，分别计算所述个数所对应的亮度补偿参数duty_m；
产生脉冲信号，所述脉冲信号的占空比对应所述亮度补偿参数duty_m；
与各点亮的LED相关联的各扫描端基于所述脉冲信号进行有效电平输出，其中，所述电平的有效时间为：所述公共端的信号周期与所述亮度补偿参数duty_m的乘积。
在一个实施例中，所述亮度补偿参数duty_m根据以下公式计算：
duty_m＝(Rx1+R1+Ry1)/(Rx1+R1+(n-(m-1))*Ry1)，其中，m代表同一公共端同时点亮的LED的个数，n代表同一公共端能同时点亮的最大LED个数，Rx1表示扫描端内阻；R1表示与SEG端口串联的限流电阻；Ry1表示公共端内阻。
在一个实施例中，所述脉冲信号由脉冲宽度调制电路产生。
在一个实施例中，所述脉冲信号由定时器产生。
在一个实施例中，所述脉冲信号由PCA产生。
在一个实施例中，点亮m个LED时流经单个LED的平均电流与同时点亮n个LED时流经单个LED的平均电流一致。
在一个实施例中，所述方法应用于MCU直驱LED电路。
本发明利用PWM或者定时器或者PCA等，将同时点亮不同LED个数分别控制，根据不同个数计算补偿参数，将补偿参数转换为对应时间数据进行有效电平输出。这样可以极大提高LED显示的均匀度，改善显示效果，因此，本发明有极佳的量产前景。
附图说明
本发明的以上发明内容以及下面的具体实施方式在结合附图阅读时会得到更好的理解。需要说明的是，附图仅作为所请求保护的发明的示例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的元素。
图1示出根据本发明一实施例的MCU直驱LED电路；
图2示出PWM补偿点亮1个LED的示例；
图3示出PWM补偿点亮2个LED的示例；
图4示出PWM补偿点亮n个LED的示例；
图5示出定时器补偿点亮n个LED的示例；
图6示出根据本发明一实施例的系统整体运行过程；
图7示出根据本发明一实施例的补偿LED均匀度的方法流程图。
具体实施方式
以下在具体实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。
在LED显示电路中，较多使用传统的显示驱动芯片(例如TM1628等)，在消费电子市场，随着竞争增多，成本压力剧增，为了降低BOM成本，很多方案使用MCU配合三极管做驱动显示。此外，目前很多MCU集成了IO口大驱动电流功能，如此可以进一步省去三极管等器件，增强MCU的竞争力。然而，由于公共端(COM端)存在内阻，在不同数量LED同时点亮时，会存在亮度差异，影响显示效果。此外，MCU直驱方案中IO也存在内阻，并且对亮度差异影响更为明显。
为了解决亮度差异的问题，本发明针对点亮不同个数LED做补偿，以保证显示效果的一致性。具体方案描述如下：
同一公共端(COM)，点亮不同个数的LED时，则需要补偿的参数系数duty_m如下：
duty_m＝(Rx1+R1+Ry1)/(Rx1+R1+(n-(m-1))*Ry1)     (1)
其中，Rx1表示输入输出IO口(SEG端，即扫描端)内阻；
R1表示与SEG端口串联的限流电阻；
Ry1表示输入输出IO口(COM端，即公共端)内阻；
m表示同时点亮的LED个数；
n表示同时最大点亮的LED个数。
图1示出根据本发明一实施例的MCU直驱LED电路。如图1所示，由于COM1、COM2…COMj的控制方式相同，以COM1为例，IO内阻近似相同，则：
Rx1＝Rx2＝Rxn,Ry1＝Ry2＝Ryn；
限流电阻R1＝R2＝Rn；
以LED压降2V，VDD为5V为例：
亮1个LED时，设流经单个LED电流为I：
则(Rx1+R1)*I+2v+Ry1*I＝5v  (2)
亮8个LED时，设流经单个LED电流为Iz：
则(Rx1+R1)*Iz+2v+Ry1*8*Iz＝5v  (3)
I与Iz有差异，造成LED亮度不均匀。由于I>Iz，要保证不同个数LED点亮亮度一致，则令：
I*duty_m＝Iz    (4)
其中，duty_m为亮度补偿系数，其可以通过PWM或定时器等实现，其中duty_m中的m表示同时亮的LED的个数，duty_m随着同时点亮LED个数的不同而不同。
根据上述的公式，可以推得公式(1)，即：
duty_m＝(Rx1+R1+Ry1)/(Rx1+R1+(n-(m-1))*Ry1)，其中，m代表同时亮的LED的个数，n代表最大LED个数，Rx1表示输入输出IO口(SEG端，即扫描端)内阻；R1表示与SEG端口串联的限流电阻；Ry1表示输入输出IO口(COM端，即公共端)内阻。
在一个实施例中，本发明可以采用脉冲宽度调制电路PWM来补偿LED均匀度。即采用PWM来产生一脉冲信号，该脉冲信号的占空比对应于亮度补偿系数duty_m。
图2示出采用PWM补偿点亮1个LED的示例。同时点亮1个LED时，其补偿系数duty_1计算如下：
duty_1＝(Rx1+R1+Ry1)/(Rx1+R1+(n-(1-1))*Ry1)；
其中，n为最大亮LED的个数，duty_1对应于PWM输出的脉宽调制信号的占空比。因此，SEG1通过PWM输出有效电平时间为：公共端信号周期*duty_1，以确保点亮1个LED时的流经单个LED的平均电流与同时点亮n(n代表最大亮的led个数)个LED时流经单个LED的平均电流一致，即亮度一致。
图3示出采用PWM补偿点亮2个LED的示例。同时点亮2个LED时，其补偿系数duty_2计算如下：
duty_2＝(Rx1+R1+Ry1)/(Rx1+R1+(n-(2-1))*Ry1)；
其中，n为最大亮LED的个数。SEG1/SEG2通过PWM输出有效电平时间为：公共端信号周期*duty_2，以确保点亮2个LED时的流经单个LED的平均电流和同时点亮n(n代表最大亮的led个数)个LED时流经单个LED的平均电流一致，即亮度一致。
图4示出采用PWM补偿点亮n个LED的示例。同时点亮n个LED时，其补偿系数duty_n计算如下：
duty_n＝(Rx1+R1+Ry1)/(Rx1+R1+(n-(n-1))*Ry1)；
其中，n为最大亮LED的个数。SEG1,SEG2,..,SEGn通过PWM输出有效电平时间为：公共端信号周期*duty_n。
在一个实施例中，本发明可以采用定时器来补偿LED均匀度。即采用定时器来产生一脉冲信号，该脉冲信号的占空比对应于亮度补偿系数duty_m。
图5示出采用定时器补偿点亮n个LED示例。同时点亮n个LED时，其补偿系数duty_n计算如下：
duty_n＝(Rx1+R1+Ry1)/(Rx1+R1+(n-(n-1))*Ry1)，n最大亮LED的个数。SEG1,SEG2,..,SEGn通过定时器输出有效电平时间为：公共端信号周期*duty_n。
图6示出根据本发明一实施例的系统整体运行过程。
步骤1：利用PWM或者定时器等，对点亮不同LED个数分别控制
步骤2：根据点亮不同LED个数计算补偿参数；
步骤3：将补偿参数转换为有效数据；
步骤4：将步骤3的数据给到输出控制单元；
步骤5：根据步骤4进行有效电平输出。
综上，本发明提供了一种补偿LED均匀度的方法，如图7所示，所述方法包括：
701：根据同一公共端同时点亮的LED的个数不同，分别计算所述个数所对应的亮度补偿参数duty_m；
702：产生脉冲信号，所述脉冲信号的占空比对应所述亮度补偿参数duty_m；
703：与各点亮的LED相关联的各扫描端基于所述脉冲信号进行有效电平输出，其中，所述电平的有效时间为：所述公共端的信号周期与所述亮度补偿参数duty_m的乘积。
在一个实施例中，所述亮度补偿参数duty_m根据以下公式计算：
duty_m＝(Rx1+R1+Ry1)/(Rx1+R1+(n-(m-1))*Ry1)，其中，m代表同一公共端同时点亮的LED的个数，n代表同一公共端能同时点亮的最大LED个数，Rx1表示扫描端内阻；R1表示与SEG端口串联的限流电阻；Ry1表示公共端内阻。
在一个实施例中，所述脉冲信号由脉冲宽度调制电路产生。
在一个实施例中，所述脉冲信号由定时器产生。
在一个实施例中，所述脉冲信号由PCA产生。
在一个实施例中，点亮m个LED时流经单个LED的平均电流与同时点亮n个LED时流经单个LED的平均电流一致。
在一个实施例中，所述方法应用于MCU直驱LED电路。
需要指出的是，本发明的具体实施方式中描述了利用PWM或定时器去实现LED亮度补偿，本领域技术人员应理解，本发明并不限于这些实施方式，本发明还可利用PCA等器件通过类似的方法实现LED亮度补偿，这些变化和替换都属于本方案的保护范围。
本发明利用PWM或者定时器或者PCA等，将同时点亮不同LED个数分别控制，根据不同个数计算补偿参数，将补偿参数转换为对应时间数据进行有效电平输出。这样可以极大提高LED显示的均匀度，改善显示效果，因此，本发明有极佳的量产前景。
这里采用的术语和表述方式只是用于描述，本发明并不应局限于这些术语和表述。使用这些术语和表述并不意味着排除任何示意和描述(或其中部分)的等效特征，应认识到可能存在的各种修改也应包含在权利要求范围内。其他修改、变化和替换也可能存在。相应的，权利要求应视为覆盖所有这些等效物。
同样，需要指出的是，虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (6)

1.一种补偿LED均匀度的方法，其特征在于，所述方法包括：
根据同一公共端同时点亮的LED的个数不同，分别计算所述个数所对应的亮度补偿参数duty_m；
产生脉冲信号，所述脉冲信号的占空比对应所述亮度补偿参数duty_m；
与各点亮的LED相关联的各扫描端基于所述脉冲信号进行有效电平输出，其中，所述电平的有效时间为：所述公共端的信号周期与所述亮度补偿参数duty_m的乘积；
其中，所述亮度补偿参数duty_m根据以下公式计算：
duty_m＝(Rx1+R1+Ry1*m)/(Rx1+R1+Ry1*n)，其中，m代表同一公共端同时点亮的LED的个数，n代表同一公共端能同时点亮的最大LED个数，Rx1表示扫描端内阻；R1表示与SEG端口串联的限流电阻；Ry1表示公共端内阻。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脉冲信号由脉冲宽度调制电路产生。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脉冲信号由定时器产生。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脉冲信号由PCA产生。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，点亮m个LED时流经单个LED的平均电流与同时点亮n个LED时流经单个LED的平均电流一致。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法应用于MCU直驱LED电路。
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