CN201522838U

CN201522838U - 液晶背光温控自动调节装置

Info

Publication number: CN201522838U
Application number: CN2009201884926U
Authority: CN
Inventors: 徐国珍; 石建国; 范翔
Original assignee: Suzhou Electric Factory No1; SUZHOU ELECTRIC GROUP CO Ltd
Current assignee: Suzhou Electric Factory No1; SUZHOU ELECTRIC GROUP CO Ltd
Priority date: 2009-07-29
Filing date: 2009-07-29
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2019-07-29

Abstract

本实用新型公开了一种液晶背光温控自动调节装置，包括对环境温度进行采集的温度采集装置，与温度采集装置连接的中央处理器以及中央处理器控制输出的输出装置，所述中央处理器将接受温度采集装置的环境温度采集数据并输出控制电平信号给输出装置；其特征在于，所述中央处理器与输出装置间设置有脉宽调制电路，所述脉宽调制电路与输出装置电连接控制导通输出装置的LED实现亮度调节。该装置具有在高温或低温环境下进行调节输出装置亮度的功能，提高了输出显示信息的清晰度。

Description

液晶背光温控自动调节装置

技术领域

本实用新型属于LED光源的LCD亮度调节技术领域，具体涉及一种液晶背光温控自动调节装置。

背景技术

LED背光技术应用到显示屏上，就是采用LED(Light Emitting Diode，发光二极管)为背光模组的液晶面板。LED(Light Emitting Diode)，发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。

与使用冷阴极荧光灯为光源的LCD相比，作为LCD显示设备下一代背光源的LED具有亮度高、色域广、反应快、可独立开关并且不含有害物质汞等诸多优势。当液晶显示在户外使用时，因为夏季和冬季环境温差很大对开关的影响较大，温度最高时可以超过70摄氏度，在高温下液晶显示不清晰。而现有技术尚未有根据环境温度对液晶显示进行亮度调节的方法及其装置，本发明由此而来。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种液晶背光温控自动调节装置，该发明解决了现有技术中缺乏对高温等情况下液晶显示不清晰的解决方法等问题。

为了解决现有技术中的这些问题，本实用新型提供的技术方案如下：

一种液晶背光温控自动调节装置，包括对环境温度进行采集的温度采集装置，与温度采集装置连接的中央处理器以及中央处理器控制输出的输出装置，所述中央处理器将接受温度采集装置的环境温度采集数据并输出控制电平信号给输出装置；其特征在于，所述中央处理器与输出装置间设置有脉宽调制电路，所述脉宽调制电路与输出装置电连接控制导通输出装置的LED实现亮度调节。

优选的，所述温度采集装置为设置在装置外侧检测环境温度的数个温度传感器。

优选的，所述温度传感器为单总线温度传感器，所述单总线上挂接数个DS18B20数字化温度传感器，所述传感器包括数字信号I/O端DQ、电源地GND、外接供电电源输入端VDD，所述DQ端连接中央处理器。

优选的，所述中央处理器为AT 89S51芯片，所述AT 89S51芯片包括P0口、P1口和P3口；所述P3.7/RD端子与温度传感器的DQ端子导通。

优选的，所述中央处理器与输出装置间设置输入输出扩展装置，所述输入输出扩展装置选自8155芯片或8255芯片，所述输入输出扩展装置与中央处理器P0口导通。

优选的，所述脉宽调制电路为6N137芯片，所述中央处理器的信号从6N137芯片的脚2输入，发光二极管发光，经片内光通道传到光敏二极管，反向偏置的光敏管光照后导通，经电流-电压转换后送到与门的一个输入端，与门的另一个输入端脚7为使能端，当使能端为高时与门输出高电平，经输出三极管反向后光电隔离器输出低电平到LED中。

优选的，所述中央处理器上还连接有输入装置，通过输入装置手动控制亮度调节。

优选的，所述输入装置为键盘，所述输出装置为LED背光的LCD显示设备。

本发明采用由温度采集、中央处理器和背光LED组成的液晶背光温控自动调节装置，中央处理器可以根据温度采集部分传感器采集到的温度数据控制LED的亮度，当温度升高时LED的亮度降低，反之当温度降低时LED的亮度增加。用中央处理器控制和调节LED亮度的方法可以采用脉宽调制法(PWM法)。

温度传感器采用Dallas半导体公司的数字化温度传感器DSI8B20。该传感器支持“一线总线”接口，可方便地进行多点温度测量，还可以程序设定9～12位的分辨率，最高精度为±0.0625℃，分辨率设定及用户设定的报警温度存储在E2PROM中，掉电后依然保存。该产品支持3～5.5V的电压范围，因其体积小使系统设计更灵活、方便。DSI8B20的管脚排列如图3所示，其中DQ为数字信号输入/输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端。

DSI8B20内部结构主要由4部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DSI8B20的地址序列码。光刻ROM的作用是使每一个DSI8B20都各不相同，这样就可以实现1根总线上挂接多个DSI8B20的目的。

以51单片机为控制核心，整个系统硬件部分包括温度检测部分、控制执行部分、显示及键盘系统及最小系统基本电路。系统利用单片机获得温度传感器数据并与系统设计值进行比较，根据比较结果分别控制执行系统。

本实用新型优点是：

1.本发明的技术方案中通过温度传感器检测环境温度，根据环境温度的高低调节LCD的亮度，使其在高温等情况下仍能显示清晰，方便辨别。

2.本发明优选技术方案采用单片机AT 89S51芯片来控制处理温控亮度调节过程，通过编程等手段将控制程序存储到芯片的存储器中来进行调节。脉宽调制电路的实现采用6N137芯片来完成，可以根据温度的高低实现不同脉宽的高低电平输出，从而实现亮度调节。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本发明实施例液晶背光温控自动调节装置的原理结构图；

图2为本发明实施例液晶背光温控自动调节装置的结构示意图；

图3为为本发明实施例液晶背光温控自动调节装置的脉宽调制电路图；

图4为本发明实施例液晶背光温控自动调节装置的脉宽调制占空比；

图5为液晶背光温控自动调节装置的控制处理流程图。

具体实施方式

为了更详尽的表述上述发明的技术方案，以下本发明人列举出具体的实施例来说明技术效果；需要强调的是，这些实施例用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。

实施例如图1～5所示，该液晶背光温控自动调节装置，包括对环境温度进行采集的温度采集装置，与温度采集装置连接的中央处理器以及中央处理器控制输出的输出装置、与中央处理器连接输入的输入装置，所述中央处理器将接受温度采集装置的环境温度采集数据并输出控制电平信号给输出装置；所述中央处理器与输出装置间设置有脉宽调制电路，所述脉宽调制电路与输出装置电连接控制导通输出装置的LED实现亮度调节。

温度采集装置为设置在装置外侧检测环境温度的数个温度传感器，所述温度传感器为单总线温度传感器，所述单总线上挂接数个DS18B20数字化温度传感器，所述传感器包括数字信号I/O端DQ、电源地GND、外接供电电源输入端VDD，所述DQ端连接中央处理器。

中央处理器为AT 89S51芯片，所述AT 89S51芯片包括P0口、P1口和P3口；所述P3.7/RD端子与温度传感器的DQ端子导通。所述中央处理器与输出装置间设置输入输出扩展装置，所述输入输出扩展装置选自8155芯片或8255芯片，所述输入输出扩展装置与中央处理器P0口导通。

脉宽调制电路为6N137芯片，所述中央处理器的信号从6N137芯片的脚2输入，发光二极管发光，经片内光通道传到光敏二极管，反向偏置的光敏管光照后导通，经电流-电压转换后送到与门的一个输入端，与门的另一个输入端脚7为使能端，当使能端为高时与门输出高电平，经输出三极管反向后光电隔离器输出低电平到LED中。

中央处理器上可以通过输入装置手动控制亮度调节，所述输入装置为键盘，所述输出装置为LED背光的LCD显示设备。

脉宽调制的占空比如图4所示，其值为规则方波中高电平的脉宽与一个周期内整体脉宽比值；即T1/T。当环境温度增高时，PWM值增加，而占空比减小，使得LED等渐暗；当环境温度降低时，PWM值减小，则占空比增加，LED灯渐亮。当环境温度增加或降低到某一阈值时，可以采用蜂鸣器进行报警。

本实施例的控制处理过程如图5所示，包括：

单片机启动后，先进行系统初始化，单片机从时钟电路中读取时间，判断时间表值与当前控制状态是否一致？当时间表值与当前控制状态相同时，从温度传感器中获取温度数据，将获取的环境温度与设定的温度值进行比较，将比较结果传输给控制装置，通过控制装置将温度信息传输给LCD显示信息。当时间表值与当前控制状态不一致时，通过控制装置将当前控制状态信息传输给输出装置进行显示。输出装置显示后，又进入下一步循环，进行读取时钟电路时间和温度信息。

当然，进行亮度调节时，键盘可以中断。键盘按钮操作中断控制装置的处理，可以在输出装置中显示设定值，并可以通过键盘按钮进行设置参数值等操作，设置后中断返回到控制装置继续进行温度检测和亮度调节过程中。

控制装置内部可以通过编程器编程来完成。一般可以通过预设温度值和预设PWM值，通过环境温度与预设温度值的差值，来调节PWM值，通过修改PWM值来达到调节亮度的目的。

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种液晶背光温控自动调节装置，包括对环境温度进行采集的温度采集装置，与温度采集装置连接的中央处理器以及中央处理器控制输出的输出装置，所述中央处理器将接受温度采集装置的环境温度采集数据并输出控制电平信号给输出装置；其特征在于，所述中央处理器与输出装置间设置有脉宽调制电路，所述脉宽调制电路与输出装置电连接控制导通输出装置的LED实现亮度调节。

2.根据权利要求1所述的液晶背光温控自动调节装置，其特征在于所述温度采集装置为设置在装置外侧检测环境温度的数个温度传感器。

3.根据权利要求2所述的液晶背光温控自动调节装置，其特征在于所述温度传感器为单总线温度传感器，所述单总线上挂接数个DS18B20数字化温度传感器，所述传感器包括数字信号I/O端DQ、电源地GND、外接供电电源输入端VDD，所述DQ端连接中央处理器。

4.根据权利要求1所述的液晶背光温控自动调节装置，其特征在于所述中央处理器为AT 89S51芯片，所述AT 89S51芯片包括P0口、P1口和P3口；所述P3.7/RD端子与温度传感器的DQ端子导通。

5.根据权利要求1所述的液晶背光温控自动调节装置，其特征在于所述中央处理器与输出装置间设置输入输出扩展装置，所述输入输出扩展装置选自8155芯片或8255芯片，所述输入输出扩展装置与中央处理器P0口导通。

6.根据权利要求1所述的液晶背光温控自动调节装置，其特征在于所述脉宽调制电路为6N137芯片，所述中央处理器的信号从6N137芯片的脚2输入，发光二极管发光，经片内光通道传到光敏二极管，反向偏置的光敏管光照后导通，经电流-电压转换后送到与门的一个输入端，与门的另一个输入端脚7为使能端，当使能端为高时与门输出高电平，经输出三极管反向后光电隔离器输出低电平到LED中。

7.根据权利要求1所述的液晶背光温控自动调节装置，其特征在于所述中央处理器上还连接有输入装置，通过输入装置手动控制亮度调节。

8.根据权利要求7所述的液晶背光温控自动调节装置，其特征在于所述输入装置为键盘，所述输出装置为LED背光的LCD显示设备。