MAX44009环境光传感器LCD背光亮度的控制应用2

2012-09-12 17:12:52来源: 互联网 关键字:MAX44009  光传感器  LCD背光
背光控制:调节显示屏亮度

  该控制方案的第二部分是调节显示屏的背光亮度。这可通过多种方式实现,具体取决于设备中的显示屏模块。有两种最简单的方式,一种是借助脉冲宽度调制(PWM)方案的直接调节方式,另一种是采用显示屏控制器的间接调节方式。

  许多显示屏模块如今都配有一个集成控制器,用户可以通过向控制器发送串行命令,直接设置背光亮度。如果显示屏模块未配备集成控制器,还可安装一个简单的背光控制执行器,控制显示屏后面用于背光照明的白光LED灯的输入电流。实现这种控制的一种简单办法是:直接给LED串联一个场效应晶体管(FET),使用PWM信号快速打开、关闭FET (图5)。然而,也可以利用单一芯片(用于LED控制的MAX1698升压转换器)准确、可靠地调节(图6),请参考应用笔记3866“Low-power PWM output controls LED brightness”,获取详细信息。

  

 

  图5. 简单的PMW控制电路

  

 

  图6. 基于MAX1698的LED亮度调节器

  背光控制:建立连接

  最后一步就是在传感器和执行器之间建立连接,通过微控制器实现。有人可能首先要问:“环境光强如何映射到背光亮度?”事实上,有些文献专门介绍了相关方案。其中一种映射方式是,Microsoft®针对运行Windows® 7¹操作系统的计算机提出的。图7所示曲线是由Microsoft提供的,它可以将环境光强度映射到显示屏亮度(以全部亮度的百分比表示)。

  

 

  图7. 将环境光强映射为最佳显示屏亮度的曲线示例

  这种特殊曲线可以用以下函数表示:

  

Eq01.

 

  如果设备采用的是已集成亮度控制功能的LCD控制芯片,就可通过向芯片发送指令,轻松设置背光亮度。如果设备采用的是PWM直接控制亮度,则要考虑如何将比例信号映射至显示屏亮度。

  在MAX1698示例中,根据其产品说明书的介绍,可以将驱动电流映射为电压。通过这个示例,我们可以假设LED电流强度几乎与其电流呈线性关系。这样,我们就可以在上述等式中乘上一个系数,计算出PWM所映射的有效电压,该电压再被映射至LED电流,最后转化成显示屏亮度。

  方案实施

  最好不要从一个亮度级直接跳转到另一个亮度级,而是平滑上调和下调背光亮度,确保不同亮度等级之间无缝过渡。为了达到这一目的,最好采用带有固定或不同亮度步长、可逐步调节亮度的定时中断,也可采用带有可控制LED输入电流的PWM值的定时中断,或者是能够发送到显示屏控制器的串行指令的定时中断。图8提供了这种算法的一个示例。

  

 

  图8. 步进式亮度调节的算法示例

  另一个问题是,系统响应环境光强变化的速度。我们应尽量避免过快地改变亮度等级。这是因为光强的瞬间变化(譬如一扇窗户打开或瞬间有一束光扫过)可能导致背光亮度发生不必要的变化,这往往会造成用户感觉不适。并且,较长的响应时间还有助于减少微控制器对光传感器的检测次数,从而可以释放一定的微控制器资源。

  最初级的方法就是每隔一两秒钟检查一次光传感器,然后相应地调整背光亮度。更好的方法是,只有光线强度偏离特定范围一定时间后,才对背光亮度进行调节。譬如,如果正常光强是200lux,我们可能只会在光强降到180lux以下或升至220lux以上,而且持续时间超过数秒的情况下才调节亮度。幸运的是,MAX9635和MAX44009都集成了中断引脚和阈值寄存器,可轻松实现这个目的。请参考应用笔记4786“MAX9635环境光传感器的接口程序”,获取更多详细信息。

关键字:MAX44009  光传感器  LCD背光

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/0912/article_16759.html
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