CN203118409U

CN203118409U - 一种自适光亮度调节的led显示系统

Info

Publication number: CN203118409U
Application number: CN2012205297580U
Authority: CN
Inventors: 张秀再; 陈金立; 孙心宇; 梅永; 王洋
Original assignee: Nanjing University of Information Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Information Science and Technology
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2012-10-17
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2022-10-17

Abstract

本实用新型公开了一种自适光亮度调节的LED显示系统，包括背景光亮度监测电路，复位与振荡电路，单片机控制电路，行扫描与驱动电路、列扫描与驱动电路，LED点阵显示电路。本实用新型通过由光敏电阻构成环境光照亮度检测电路，并将检测信号转换成数字信号传输给单片机，由单片机计算环境光照亮度并根据环境光照亮度，通过PWM技术控制LED显示屏亮度，使得达到较好的显示效果。该系统能够根据环境光亮度的变化而自动实现自适应光亮度调节，该技术的优势主要是能够提供品质高的光亮度，应用简单，效率高。

Description

一种自适光亮度调节的LED显示系统

技术领域

本实用新型涉及一种LED显示系统，特别涉及一种自适光亮度调节的LED显示系统。

背景技术

LED显示屏是集光电子技术、计算机技术、微电子技术、信息处理技术于一体的高技术产品，它不但可以用来显示文字而且可以显示计算机屏幕同步的图形。它凭借自身的超大画面、超强视觉、灵活多变的显示方式等优势迅速成为目前国际上使用最广泛的显示系统。LED是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，其大概的结构就是由很多个通常是红色的小灯组成，靠灯的亮灭来显示字符。用来显示文字、图形、图象、动画、视频、录相信号等各种信息的显示屏幕。LED显示屏主要分为图文显示屏和视频显示屏两大类，它们都是由LED点阵块组成。图文显示屏可根据需求与计算机同步显示汉字、英文文本和图形；视频显示屏通过微型计算机进行控制，图文、图像并茂，在室外显示时可以同步、清晰的播放各种信息，还可显示二维、三维动画、录相、电视节目和现场实况。LED显示屏可以显示变化的数字、文字图形及图像；不仅可以用于室内环境还可以用于室外环境，与具备投影仪、电视墙、液晶显示屏相比优势明显。LED之所以受到广泛重视并且得到迅速的发展，是与它本身所具备的这些优点分不开的。这些优点归纳综合起来就是：亮度高、功耗小、工作电压低、生存的年限长。

目前的LED显示控制系统，没有考虑背景光亮度的变化会对其显示效果的影响因素，其显示亮度并不根据环境亮度而变化。这样容易造成环境光亮度较暗时，LED显示光亮度较强让人略有炫目的感觉；而当环境光亮度较亮时，LED显示效果不明显，影响显示效果。因此，设计一种能够根据环境光强度变化而自动调整LED显示光强度的控制器就非常必要。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述问题，提供一种自适光亮度调节的LED显示系统。

为达到上述目的，本实用新型采用的方法是：一种自适光亮度调节的LED显示系统，包括背景光亮度监测电路，复位与振荡电路，单片机控制电路，行扫描与驱动电路、列扫描与驱动电路，LED点阵显示电路，所述的背景光亮度监测电路，复位与振荡电路、行扫描与驱动电路、列扫描与驱动电路分别与所述的单片机控制器相连，所述的行扫描与驱动电路、列扫描与驱动电路通过LED点阵显示电路相连接。

作为本实用新型的一种改进，所述的背景光亮检测电路包括一个环境光亮度检测电路和一个AD转换电路。

作为本实用新型的一种改进，所述的行扫描与驱动电路与列扫描与驱动电路共用一个驱动电路。

作为本实用新型的一种改进，所述的背景光亮检测电路为一个光敏电阻器构成的电路。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过由光敏电阻构成环境光照亮度检测电路，并将检测信号转换成数字信号传输给单片机，由单片机计算环境光照亮度并根据环境光照亮度，通过PWM技术控制LED显示屏亮度，使得达到较好的显示效果。该系统能够根据环境光亮度的变化而自动实现自适应光亮度调节，该技术的优势主要是能够提供品质高的光亮度，应用简单，效率高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2 环境光亮度检测电路图；

图3 AD转换电路图；

图4 列扫描电路；

图5 行扫描电路；

图6 行、列驱动电路；

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做具体的说明。

如图1所述的一种自适光亮度调节的LED显示系统，包括背景光亮度监测电路，复位与振荡电路，单片机控制电路，行扫描与驱动电路、列扫描与驱动电路，LED点阵显示电路。所述的背景光亮度监测电路，复位与振荡电路、行扫描与驱动电路、列扫描与驱动电路分别与所述的单片机控制器相连，所述的行扫描与驱动电路、列扫描与驱动电路通过LED点阵显示电路相连接。所述的包括一个环境光亮度检测电路和一个AD转换电路。所述的行扫描与驱动电路与列扫描与驱动电路共用一个驱动电路。

如图2为环境光亮度检测电路图，背景光亮检测电路为一个光敏电阻器构成的电路。光敏电阻器是一种利用半导体的光电效应制成的电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；当采集的光变强时电阻减小，采集的光变弱时电阻增大。通过光敏电阻构成的电路完成对环境光亮度的检测，电路加凸透镜的目的是提高光敏电阻的检测灵敏度。

图3为AD转换电路图，ADC0809的参考电压设置成+5V，时钟信号通过单片机P3.3口利用定时器中断输出。光敏电阻的对地电压从端与ADC0809的端相连，可以实现将对应光照强度的模拟电压由AD转换器转换成数字量传输给单片机处理。

LED显示采用动态扫描方式，简单地说就是逐行轮流点亮，这样扫描驱动电路就可以实现多行的同名列共用一套驱动器。采用该扫描方式进行显示时，每行有一个驱动器，各行的同名列共用一个列驱动器。显示数据通常存储在单片机的存储器中，按8个字节一位的形式顺序排放。显示过程中要把每一行中各列的数据传送到与其相应的列驱动器上，显示数据的传输采用串行传输的方法，控制电路可只采用一根信号线，数据按顺序一位一位传往列驱动器，只有在一行的各列数据都已传送到位的情况下，该行的各列数据才会并行地进行显示。这样，对于一行的显示过程就可以分解成两部分，第一部分为列数据准备（传输），第二部分为列数据显示。对于串行传输方式来说，列数据准备可能需要相当长的时间，在确定了行扫描周期的情况下，留给行扫描的时间的变化可以实现控制LED的亮度。即由单片机根据环境光亮度，软件实现PWM技术对脉冲宽度控制从而实现控制LED的发光亮度。

如图4所示，采用该扫描方式来进行显示的时候，每列都要有一个自己的列驱动器，而各列的同名行则共用一个列驱动器。开始工作时根据列译码器给出的列选通信号，从第一行开始，按照顺序依次对各列进行扫描。根据各行锁存的数据，判断相应的列驱动器是否应该接通该列与电源的另一端，接通的列，就在该行该列点亮相对应LED，未接通行的所对应的LED就熄灭。当结束一列的扫描持续时间后，下一列又以相同的方式进行显示。全部各列扫描都完成一遍后，又从第一列开始进入到下一个周期的扫描。只要一个扫描周期时间比人眼 1/25 秒的暂留时间短，就感觉不出闪烁。列选通信号来源于单片机按照时序要求所给出的二进制行号，为在一列显示时间内保持列号的稳定，列号采用译码器方案，保证同一时刻选通一条列线，达到显示的稳定性。图中译码电路采用74HC154,该集成模块为4线-16线译码器，有四个地址输入（A0-A3）、两个选通输入（STs、STb）和十六个输出（Y0-Y15）。当STs和STb均为低电平时器件被选通，A0-A3可确定Y0-Y15中的一个以低电平呈现，当STs或STb为高电平时，Y0-Y15均为高电平。当单片机给出扫描的列号时，该行经过74HC154译码后输出为高电平。

如图5所示，显示数据存按 8bit 一个字节的形式顺序排放，显示时把一列中各行的数据都传送到相应的行驱动器中。系统采用串行传输的方法，首先，单片机从存储器中读出 8bit 并行数据进行并串转换，按顺序一位一位的输出给行驱动器。与此同时，行驱动器中每一行都把当前数据传向后一行，并从前一行接收新数据，当一列的各行数据都已经传输到位，这一列的各行才能并行的进行显示。硬件具体采用8位锁存器作行驱动芯片74LS373，将两个74LS373与单片机其需P2口相连，为8个行数据端口传送数据。可以显示本行数据的同时，传送下一行的行数据，即达到重叠处理的目的。

如图6所示，驱动采用的是三极管PNP8550作为放大电路。8550采用共阳集电级接法，为电压跟随器，对电流进行放大。

本实用新型的工作原理为：

单片机作为整个技术方案的控制部分，完成的主要工作是环境光亮度监测、计算并控制LED发光亮度。首先，通过光敏电阻测量环境的光强度变化，并将环境光亮度转换成相应的电信号并通过ADC0809将模拟信号转换为数字信号送到单片机，单片机根据监测的环境光照强度，采用PWM（脉宽调制）技术使LED的驱动器不断的进行开关，系统根据监测数据提供不同宽、窄的数位式脉冲，便可以轻易的实现改变输出的电流，这样便可调节 LED的亮度。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作任何其他形式的限制，而依据本实用新型的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims

1.一种自适光亮度调节的LED显示系统，其特征在于：包括背景光亮度监测电路，复位与振荡电路，单片机控制电路，行扫描与驱动电路、列扫描与驱动电路，LED点阵显示电路，所述的背景光亮度监测电路，复位与振荡电路、行扫描与驱动电路、列扫描与驱动电路分别与所述的单片机控制器相连，所述的行扫描与驱动电路、列扫描与驱动电路通过LED点阵显示电路相连接。

2.根据权利要求1所述的一种自适光亮度调节的LED显示系统，其特征在于：所述的背景光亮检测电路包括一个环境光亮度检测电路和一个AD转换电路。

3.根据权利要求1或2所述的一种自适光亮度调节的LED显示系统，其特征在于：所述的行扫描与驱动电路与列扫描与驱动电路共用一个驱动电路。

4.根据权利要求2所述的一种自适光亮度调节的LED显示系统，其特征在于：所述的背景光亮检测电路为一个光敏电阻器构成的电路。