一種直下式LED背光技術培訓講學

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。一種直下式LED背光技術-說明書摘要為使室內(nèi)的用戶隨時得到準確、可靠的信息，室內(nèi)使用的顯示器必須具有高可靠性。同時，為提高其易讀性和緩解視覺疲勞，顯示器的光強還應能根據(jù)周圍環(huán)境和用戶需求進行調(diào)整，避免用戶在環(huán)境光很強時看不清顯示內(nèi)容，或在環(huán)境光很暗時感到刺眼。目前，LCD（液晶）顯示器已廣泛用于商業(yè)、工業(yè)及軍事等領域。而LED背光源是國家863重點攻關課題，其在穩(wěn)定性、可視性、環(huán)保、發(fā)光效率、色彩飽和度、體積、動態(tài)控制等方面具有明顯優(yōu)勢，正在迅速普及。本實用新型設計了一種將LED背光源運用到顯示器的驅動

2、電路，其中采用了國際上領先的直下式LED背光驅動技術，并將背光模塊分區(qū)，利用CAN總線技術保證有效通訊。電路的設計使顯示器背光模塊的光強能夠根據(jù)環(huán)境光的三原色光強或用戶喜好自動或手動調(diào)節(jié)。該設計能夠更好地滿足室內(nèi)用戶的觀看需求。權利要求書1.傳統(tǒng)的LCD背光源采用的是冷陰極熒光燈（CCFL），色彩還原性差，僅能提供NTSC（NationalTelevisionSystemCommittee）標準中色域的72%；而LED背光源色彩還原性好，可以達到NTSC標準中色域的105%，甚至超過120%，并且壽命長、不含汞。LED背光模組按入射位置一般分為側光式和直下式；按LED種類可分為RGBLED與白

3、光LED。與側光式背光源相比，直下式背光源由于LED分布在面板的后方，亮度分布更均勻。RGBLED背光采用了RGB三原色的LED作為獨立發(fā)光元件，與白光LED相比，具有更好的亮度、對比度和色彩還原性。采用RGBLED作為背光模組，顯示器的色域范圍最高能達到NTSC色域的150%左右，同時，RGBLED背光源支持背光區(qū)域調(diào)整技術，動態(tài)對比度可達到千萬：1級5。通過分析，直下式RGBLED更適合作為座艙環(huán)境下的LCD顯示器背光源。圖1為采用直下式LED背光源的LCD顯示器結構示意圖。圖1采用直下式LED背光源的液晶顯示器頂視圖由于LED光源為點光源，我們需要對其進行光學設計，形成亮度均勻的面光源。

4、另外我們對背光模塊屏幕進行了分塊，每塊區(qū)域采用三片LED驅動集成電路分別對三原色LED的發(fā)光強度進行控制。1.2自動調(diào)節(jié)光強度由于人眼習慣于看受環(huán)境光影響的自然界中的物體，本文設計的背光模塊的亮度模擬在自然界中物體的亮度特性，其中的R、G、B三色LED亮度達到最大值時，顯示屏的白平衡達到最好。電路檢測環(huán)境光的光強，使環(huán)境光經(jīng)三原色傳感器分解成紅、綠、藍信號，其大小分別用xR、xG、xB表示，然后根據(jù)環(huán)境光的強度分別調(diào)節(jié)背光源的三原色光強度。將背光模塊需要發(fā)出的三原色的光強分別用yR、yG、yB表示。使背光模塊需要發(fā)出的三原色光強與環(huán)境光的三原色光強的關系為：式中，i可取R、G、B;bi是環(huán)境光

5、為0時背光源第i種顏色的光強，ki是參照自然界中普通物體在自然光照射下的光強特性而設定的，ki和bi都大于0，其值存儲在單片機中，并可以根據(jù)用戶的需要改變?？刂颇K通過三原色傳感器不斷對環(huán)境光的光強及背光模塊的三原色實際光強進行測量，控制LED驅動集成電路輸出相應的PWM信號，從而實現(xiàn)背光模塊的光強能根據(jù)周圍環(huán)境光的照度自動調(diào)節(jié)。1.3手動調(diào)節(jié)光強度如果用戶對自動調(diào)節(jié)的光強不滿意，可根據(jù)個人喜好手動調(diào)節(jié)背光模塊的光強。背光模塊調(diào)節(jié)前的三原色光強為yi，經(jīng)人工調(diào)節(jié)后的三原色光強為yi，通過yi計算出bi、ki:該二式計算出的bi和ki可能會非常小，針對這種情況，在電路中設置了bmini和kmin

6、i。比較bi和bmini，將較大的值作為調(diào)整后的bi值存入電路中；比較ki和kmini，將較大的值作為調(diào)整后的ki值存入單片機中。從而完成對背光模塊光強和環(huán)境光強度之間關系的修改。系統(tǒng)初始化時設定bi和ki的初始值為bsi和ksi，并存儲到單片機內(nèi)，用戶可以通過按鍵使bi和ki還原到bsi和ksi。2驅動和檢測電路座艙式顯示設備主要集中在中尺寸，本文設計的是7寸液晶顯示器的背光驅動電路。檢測和驅動部分的電路原理圖如圖2所示。圖2檢測和驅動部分的原理圖電路中采用STC12C5624AD單片機作為控制模塊；采用NationalSemiconductor生產(chǎn)的LM2733升壓電源，分別驅動紅、綠、藍

7、三色LED;以LM20作為溫度傳感器，隨時檢測LED的溫度，保證LED正常工作；選用光敏二極管MCS3AS作為三原色傳感器，將光信號轉換為紅、綠、藍的三原色的電信號；通過按鍵控制是否復位到初始值及手動調(diào)光。為提高系統(tǒng)的可靠性，將液晶的背光模塊分為9個區(qū)域。同時，為濾除50Hz、60Hz干擾信號，本電路對環(huán)境光及背光模塊的光強信號進行采樣時，采用1s采樣600個點求平均值的方法。3通訊模塊為保證通訊的可靠性，本設計采用CAN總線通訊。CAN網(wǎng)絡是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行通訊網(wǎng)絡，其總線規(guī)范已被ISO國際標準化組織制定為國際標準，并被公認為是最有前途的現(xiàn)場總線之一。由于其設計成本低、

8、通訊可靠性高，廣泛應用于控制系統(tǒng)中各檢測和執(zhí)行機構之間的數(shù)據(jù)通信。將單片機、三原色傳感器、溫度傳感器、LED驅動集成電路作為一個節(jié)點，采用SJA1000和TJA1040作為節(jié)點的通訊器件。節(jié)點單片機將背光信息和環(huán)境光信息發(fā)送到CAN總線上，同時也能夠接收到CAN總線上的信息。本設計采用的傳輸速率為500kbps。說明書一種手持式智能導航終端技術領域本實用新型涉及手持式智能設備，尤其涉及一種手持式智能導航終端。背景技術面對手持式智能設備的快速升級，主控處理器所負荷的功能越來越多，功耗也越來越大，加上系統(tǒng)功能復雜，電源負荷變化不定，使得低功耗的電源管理設計越來越被重視。此外，目前國內(nèi)外在定位導航應

9、用領域中，GPS系統(tǒng)占有90以上的市場份額。GPS的定位原理是：采用分布在2萬余公里高空中6個軌道上的24顆衛(wèi)星不間斷的向地球發(fā)送信息，接收機接收信號并經(jīng)解算而得到所在位置等導航信息。GPS技術作為一種星際無線電導航系統(tǒng)確實具有許多優(yōu)點，但是經(jīng)過二十多年的應用，人們已認識到GPS系統(tǒng)也還存在一些弱點，尤其是在高樓林立的大城市中存在明顯的盲區(qū)。比如在高架道路下面，在高樓較密集且路面較窄的道路上，在隧道、地下車庫等一切有遮擋的區(qū)域，甚至在樹木茂盛的林下地面上，都是GPS系統(tǒng)的盲區(qū)，定位很困難甚至無法定位。而且，隨著社會的發(fā)展和進步，人們對于手持式產(chǎn)品的功能與性能的要求不斷提高，對時尚的要求也在升級

10、。因此，現(xiàn)有的手持式智能導航終端已逐漸無法滿足人們越來越多的要求了。實用新型內(nèi)容本實用新型目的是提供一種可實現(xiàn)快速定位、節(jié)能、同時兼具時尚性的新型節(jié)能的手持式智能終端。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種手持式智能導航終端，包括：主控處理器、炫彩音樂燈、GPS接收模塊、RF通信模塊、藍牙模塊、電源管理模塊、輸入接口、以及輸出接口，其中，所述GPS接收模塊通過UART接口與所述主控處理器連接，所述RF通信模塊通過RF接口與所述主控處理器雙向連接，所述藍牙模塊通過PCM接口和UART接口與主控處理器雙向連接，所述炫彩音樂燈由所述主控處理器的GPIO接口控制；所述電源管理模塊為主控處理器、炫彩音樂燈、

11、GPS接收模塊、RF通信模塊、藍牙模塊提供穩(wěn)定可靠的電源供應;所述主控處理器根據(jù)檢測到的RF通信模塊以及所述輸入接口的輸入信息來決定產(chǎn)生各種控制信息并輸送給所述RF通信模塊以及所述輸出接口來實現(xiàn)導航和語音通信的功能。優(yōu)選地，所述的炫彩音樂燈是AOT公司的RGB三色燈AOT-1615RGB43A-Z0-N-3-HM、變色燈AOT-1615RYG42A-N1-N-3-M。優(yōu)選地，所述的GPS接收模塊是u-blox5代LEA-5H模塊。優(yōu)選地，所述的RF通信模塊是MTK公司的RF通信模塊MT6139。優(yōu)選地，所述的電源管理模塊是Richtek公司的電源管理芯片組，所述電源管理芯片組包括RT9193-

12、18PB、RT9011-MGPJ6、RP1202-30PB、RT9193-33PB、RT9362APQV、RT9361APE、RT9365PQW。優(yōu)選地，所述的主控處理器包括MTK公司的處理器MT6225，所述的MTK公司的處理器MT6225包括UART1接口、UART2接口、PCM接口和FM接口、存儲器接口、電源管理接口、GPIO接口、USB接口、音頻接口、SIM卡接口、按鍵鍵盤接口、MMC接口、照相機接口、JTAG接口，所述的UART1接口連接所述GPS接收模塊的UART接口并與所述主控處理器MT6225雙向連接，所述RF接口連接所述RF通信模塊的RF接口并與所述主控處理器MT6225雙向

13、連接，所述PCM接口和UART2接口連接所述藍牙模塊的PCM接口和UART接口并與所述主控處理器MT6225雙向連接。優(yōu)選地，所述輸入接口和輸出接口包括存儲器、MMC卡座、顯示屏、耳機插座、揚聲器、麥克風、SIM卡座、攝像頭、鍵盤背光燈、按鍵鍵盤、USB連接器。優(yōu)選地，所述顯示屏是觸摸式顯示屏。優(yōu)選地，所述的SIM卡座包括P-TWO公司的ASC06X-A0G15。優(yōu)選地，所述的藍牙模塊是臺達公司的藍牙模塊DFCM-MGC3。優(yōu)選地，所述的存儲器包括Inter公司的PF38F4050。優(yōu)選地，所述的MMC卡座包括P-TWO公司的ATF081-A0K06。優(yōu)選地，所述的耳機插座包括P-TWO公司（

14、立昌科技有限公司）的AJ305R-A0G11。優(yōu)選地，所述的鍵盤背光燈包括AOT公司的AOT-1206BL01O-N1-N-3-M。優(yōu)選地，所述的按鍵鍵盤包括ALPS公司（阿爾卑斯電子科技有限公司）的側鍵SKRELGE010、滑輪鍵SLLB510100。本實用新型的手持智能導航終端由于采用GSM900和DCS1800網(wǎng)絡與GPS結合，從而同時實現(xiàn)了語音通信和A-GPS快速定位。此外，由于采用了Richtek的低功耗電源管理芯片組，使得待機時間大大延長。而且，通過采用AOT公司的RGB三色燈和變色燈的音樂炫彩燈光，在主控處理器的控制下，可以隨著音樂的變化發(fā)出各種炫彩的燈光，使得該導航終端的時尚性

15、得到了提升。附圖說明圖1是本實用新型的手持式智能導航終端結構框圖。圖2是圖1中的手持式智能導航終端的一個實施例的GPS接收模塊的結構框圖。圖3是圖1中的手持式智能導航終端的一個實施例的電源管理模塊的結構框圖。圖4是圖1中的手持式智能導航終端的一個實施例的主控處理器的結構框圖。圖5是圖1中的手持式智能導航終端的一個實施例的炫彩音樂燈的原理結構框圖。具體實施方式以下將結合附圖對本實用新型的較佳實施例進行詳細說明，以便更清楚理解本實用新型的目的、特點和優(yōu)點。應理解的是，附圖所示的實施例并不是對本實用新型范圍的限制，而只是為了說明本實用新型技術方案的實質(zhì)精神。如圖1所示，手持式智能導航終端包括：主控處

16、理器、炫彩音樂燈、GPS接收模塊、RF通信模塊、藍牙模塊、電源管理模塊、存儲器、MMC卡座、顯示屏、耳機插座、揚聲器、麥克風、SIM卡座、攝像頭、鍵盤背光燈、按鍵鍵盤、USB連接器。其中，GPS接收模塊通過UART接口與主控處理器連接，RF通信模塊通過RF接口與主控處理器雙向連接，藍牙模塊通過PCM接口和UART接口與主控處理器雙向連接；主控處理器根據(jù)檢測到的RF通信模塊以及諸如麥克風的其它輸入接口的輸入信息來決定產(chǎn)生各種控制信息并輸送給RF通信模塊以及諸如揚聲器的其它輸出接口，從而實現(xiàn)導航和語音通信的功能。此外，語音通信系統(tǒng)可在GSM900和DCS1800之間可以自由切換，自動選擇最佳信道進

17、行通話，接通率得到了提高。顯示屏較佳地為觸摸式型液晶顯示屏。導航終端通過GPS模塊接收GPS衛(wèi)星定位信號實現(xiàn)導航功能，GPS模塊的型號例如采用u-blox公司新開發(fā)的第五代產(chǎn)品GPS接收模塊LEA-5H，其具有50個通道100多萬相關器并且具有-160dBm的接收靈敏度，基本上解決了GPS系統(tǒng)出現(xiàn)的一些盲區(qū)問題。參見圖2，GPS模塊依次包括天線的阻抗匹配網(wǎng)絡、低噪聲放大器（LNA）、IF濾波器、GPS/Galileo引擎、ARM7CPU，這些模塊分別用以接收GPS衛(wèi)星信號，并通過阻抗匹配、低噪聲放大、濾波、解調(diào)、解碼和運算處理。此外還包括ROM、RAM、外部接口、以及電源管理模塊。GPS接收模

18、塊接收到的GPS定位信息經(jīng)過處理后轉變?yōu)镹EMA0183格式，然后通過外部接口中的UART串口與主控處理器連接，由主控處理器把NEMA0183數(shù)據(jù)處理后和GIS數(shù)據(jù)進行動態(tài)連接，顯示在觸摸式液晶顯示屏上。其中UART接口為三線雙向接口。參見圖3，電源管理模塊采用Richtek公司的低功耗電源管理芯片組，使得該電源管理模塊可以低功耗輸出各種不同的電壓，為主控處理器、GPS接收模塊、RF通信模塊、藍牙模塊等提供穩(wěn)定可靠的電源供應，以滿足本實用新型的手持式智能導航終端的要求。圖4示出本實用新型的手持式智能導航終端的主控處理器。如圖所示，主控處理器是采用MTK公司（臺灣聯(lián)發(fā)科技股份有限公司）的32位微處理器芯片MT6225為核心的電路板。主控處理器主要完成NEMA0183、GIS、語音信號的基帶處理功能，同時也處理與定位相關的電子地圖背景的顯示和操作，還可用于處理用戶介面、人機對話等。主控處理器包括：UART1接口、UART2接口、PCM接口和FM接口、存儲器接口、電源管理接口、GPIO接口、