液晶显示屏背光自动调节控制系统设计

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1、第1期(总第158期)机械工程与自动化No．12010年2月MECHANICALENGINEERING＆AUT0MAT10NFeb．文章编号：1672—6413(2010)01—0145—03液晶显示屏背光自动调节控制系统设计刘军，邱选兵，魏计林，杨东星(1．太原科技大学物理系，山西太原030024；2．晋西机器工业集团，山西太原030024)摘要：介绍了一种液晶显示屏自动调光控制系统，当环境光强发生变化后自动调节液晶显示器的背景光强，使液晶显示器亮度与环境光亮度比值达到最佳，使用者不易产生视觉疲劳。同时介绍了

2、该系统的工作原理、硬件组成和程序控制。实验表明该系统很好地实现了动态调节液晶显示器背景光强的要求，可以广泛应用于采用液晶显示器的产品中。关键词：液晶显示器；背光调节；控制系统中图分类号：TP273文献标识码：A0引言光强度，从而调节LCD屏的亮度。为实现环境光强变如今液晶显示器(IiquidCrystalDisplay，简称化后LCD能够自动调节到最佳亮度，利用光电传感器ICD)在日常生活中的应用越来越广泛，尤其是电脑的动态采集环境光强，由C8051F350对信号进行处理后显示器、液晶电视和智能化仪器的观察屏的

3、广泛普及输出CCFI的控制电压，以达到自动调光的目的L3]。使得ICD随处可见。当LCD所处的环境光强发生变2硬件设计化时，如果I．CD的亮度不能随之进行相应的变化容易ICD背光控制系统主要由信号采集与调理、使人产生视觉疲劳，这种情况如果发生在一些重要场C8051F35o主控部分、控制信号的放大和通信接口4合，比如飞机或军用，会对人民的生命财产和国家的部分构成，系统框图见图1。采用C8o51F35o作为系安全构成威胁[1]，所以根据环境光强变化自动改变统的主控芯片，通过实时采集环境光强和背景照明光LCD的亮度具

4、有重要的研究价值。强，实现LCD亮度的动态调节。通信部分则采用当LCD的亮度与环境光强比值为适当值时，使用RS232接口方式，主要完成系统参数的设置以及固件者看到的屏幕内容最清晰而且此时不容易产生视觉疲程序的系统升级(ISP)。劳嘲。如何保证LCD背景照明光强的自动调节并保持与环境光强比值不变是亟待解决的问题。本文介绍了一种以C8051F35O单片机为主控芯片的背景光控制系统，可实时采集环境光强和背景照明光强，自动调节背景照明强度，使LCD的亮度与环境光强的对比度达到最佳。1LCD背光控制原理LCD背景照明目前

5、主要采用冷阴极荧光灯管(CCFI)，少数开始采用自光LED，本文介绍的调光系统可同时应用于这两种背光照明方式。由于CCFI技术比较成熟，是背景照明的主要光源，本文以CCFI图1LCD背光控制系统框图为例介绍系统原理。CCFI背光照明技术是将线光源2．1光强信号采集与调理转变为亮度均匀的面光源，发光强度由DC／AC逆变系统采用的光电传感器在0lx~50000lx范围的器控制，改变逆变器的控制电压可以改变CCFI的发照度下产生0mV～412mV的电压，C8051F350的A／※山西省科学技术发展计划项目(20070

6、32052)收稿日期：2009—05—12；修回日期：2009—08—21作者简介：刘军(1983一)，男，山东泰安人，在读硕士研究生。·146·机械工程与自动化2010年第1期D输入电压范围为0V～3．3V，因此通过LM324对由MATIAB数学软件拟合出CCFI控制电压与亮度信号进行放大调理，其放大电路见图2。为实现将的关系表达式为嘲：0mV~412mV的电压放大到0V～3．3V的范围，设U一一10．9958+3．5861B一0．2336B。+计放大倍数为8，放大倍数计算公式为：0．0043B。。⋯⋯⋯⋯⋯

7、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(2)其中：为控制电压值；B为对应的亮度值。一十惫。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯㈩R13选10k{2电阻，．R选择80kQ电阻。LM324由4个独立重放组成。为了提高采集光强的准确度，分别用2个光电传感器采集CCFI光强，2个采集环境光强，对这4路分别放大后直接输入到C8051F350的高精度AD转换通道O～3进行A／D化处理。图3LM358放大电路表1控制电压与CCFL亮度的对照表电压(V)亮度(×10rcd／m)电压(V)亮度(×107cd／m)O22．83．217．50．222．63．417．20

8、。422．03．616．9O．621．43．816．60．821．14．016．3图2LM324放大电路1．02O．74．2l5．92．2主控部分L22O．34．415．5主控芯片采用了美国SiliconLaboratories公司的1．42O．14．615．11．619．74．814．6混合信号ISPFLASH微控制器C8O51F350，其内部1．8l9．55．014．2有一个全差分