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液晶显示器背光控制系统设计李艳;刘俊杰【期刊名称】《陕西科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(35)2【摘要】Introduce a kind of micro controller STM32F030F4 as main control chip ,using LT3598 as the backlight of LCD driver display backlight control system .Through the BPW21 collection of the brightness of the external environment and the brightness of the dis‐play ,collected by signal feedback to the micro controller A/D ;the relationship between effi‐ciency and LED emission temperature ,drive temperature sensor DS18B20 module using the I2C micro controller ,detection of LED working environment temperature ,feedback to the microcontroller .The micro controller according to the brightness difference and temperature obtained using a control algorithm ,calculate the corresponding control variable ,the corre‐sponding output duty cycle PWM ,output current control LT3598 ,so as to form a closed loop control system ,will eventually reach the display brightness and the brightness of the envi‐ronment consistent goal .%介绍了一种以微控制器S T M 32 F030 F4为主控芯片，以L T 3598为背光源驱动芯片的液晶显示器显示背光控制系统。
第21卷 第5期2006年10月液 晶 与 显 示Chinese Jour nal of L iquid Cry st als and DisplaysVol 121,No 15Oct.,2006文章编号:1007-2780(2006)05-0539-06大尺寸液晶电视用LED 背光源的设计与制作刘敬伟,王 刚,马 丽,张凯亮,张丽蕾,王庆江,万丽芳(京东方科技集团股份有限公司中央研究院,北京 100016,E -mail:liu jingw ei@ )摘 要:设计和制作了一款66cm(26in)液晶电视用LED 背光源。
模拟出LED 的光学分布,以此为基础模拟出L ED 阵列的光强和颜色分布,得到适合的背光源厚度尺寸。
在实际制作中,采用高效的驱动电路对L ED 阵列进行驱动,利用铝制散热片为背光源提供必须的散热。
测试的结果,在整体背光源功耗为150W 时,中心亮度达到13390cd/m 2,均匀度为84.1%,色彩还原性达到N T SC 标准102%,远远超过CCFL 背光源的70%。
关 键 词:LED;背光源;液晶电视中图分类号:T N 312.8;T M 923.01 文献标识码:A收稿日期:2006-07-19;修订日期:2006-07-31基金项目:北京市科委科技计划资助项目(No.D0306006000091)1 引 言由于液晶显示屏本身并不发光,所以为液晶显示器件提供所有光源的背光源扮演着十分重要的角色[1~2]。
虽然,由于成本低廉、技术成熟等原因,冷阴极灯管(CCFL )仍将是未来几年内液晶显示器件(LCD)背光源绝对主要的光源。
但人们也逐渐认识到CCFL 本身存在的若干致命弱点,比如含有对人体有害的汞蒸汽,色彩还原性差等。
因此,随着环保意识的提高以及用户对画面质量越来越高的要求,出现了CCFL 灯管被其他光源所取代的趋势,这些替代者包括发光二极管(LED)、电极外置荧光灯(EEFL)、场致发光平面光源(EL Flat Lam p)和有机电致发光(OLED)[3]等。
ＬＥＤ背光照明系统的设计方案选项ＬＥＤ背光照明系统的设计方案选项ＬＥＤ正成为中小型彩色显示器背光照照明应用的主流器件。
ＬＥＤ的选择是决定显示子系统设计最佳性价比的关键因素。
此外，ＬＥＤ驱动ＩＣ能与较低成本的ＬＥＤ协同工作，通过多种方法提升现有ＬＥＤ的性能。
除亮度控制外，这些驱动ＩＣ还能实现精确的亮度匹配。
或允许使用一系列具备不同ＶＦ特性的ＬＥＤ。
本文介绍各种基于ＬＥＤ的背光照明设计方案选项，以及在考虑成本因素和各种设计方法利弊的前提下，如何优化系统性能。
1.LED驱动电路设计人员为便携应用选择ＬＥＤ驱动电路时，一般考虑成本和性能因素。
系统设计的一个约束条件是可用电池功率和电压，其它约束条件还包括功能特性，例如针对环境光线作出调整及建立ＬＥＤ的架构。
ＬＥＤ可根据不问参数进行筛分，包括正向电压及特定正向电流时的色度和亮度。
举例说，白光ＬＥＤ的正向电压范围通常为３．５～４Ｖ，典型工作电流为１５～２０ｍＡ。
当多个ＬＥＤ在一个背光照明设备应用时，这些ＬＥＤ通常都会进行匹配，以产生均匀的亮度。
因此，ＬＥＤ制造商所提供经“差异筛选”或匹配的ＬＥＤ，在某个特定电压范围内其ＶＦ或其它参数都是匹配的。
这些ＶＦ差异通常为３．５～３．６５Ｖ、３．６５～３．８Ｖ，以及３．８～４．０Ｖ，飞兆半异体最新产品的指定电压为３Ｖ。
低ＶＦＬＥＤ小型显示器设备应用，至于较大的彩色显示器通常需要较高的亮度，一般采用中等至高ＶＦ值的ＬＥＤ。
一般来说，ＬＥＤ的ＶＦ值是系统设计的重要变数。
因为由普通电池供电的便携产品如蜂窝电话所使用单一的锂离子电池，其电压范围为２．７～４．２Ｖ。
如果将系统对电池工作电压的要求设计为不低于３Ｖ，设计人员就可以直接使用低至３Ｖ且未经稳压的电池电压来驱动ＬＥＤ。
其它经区配的差异级别包括发光强度和色度。
色度决定显示的颜色，大多与执行设计所使用的半导体工艺有关。
电气工作条件对色度的影响很小。
对于发光强度而言，筛选工艺可测量在给定正向操作电流下的发光强度。
基于RGB三色LED光源照明的DLP投影系统光路设计一、本文概述随着显示技术的不断发展，数字光处理（DLP）投影系统因其高画质、高亮度和长寿命等优点，在会议、教育、娱乐等多个领域得到了广泛应用。
RGB三色LED光源作为新型投影光源，具有色彩鲜艳、节能环保、寿命长等特点，逐渐成为DLP投影系统的发展趋势。
本文旨在探讨基于RGB三色LED光源照明的DLP投影系统的光路设计，通过对光路设计的原理、方法以及优化策略的深入分析，为提升DLP投影系统的性能提供理论支持和实践指导。
本文将首先介绍DLP投影系统的基本原理和RGB三色LED光源的特点，阐述RGB LED光源在DLP投影系统中的应用优势。
随后，将详细介绍光路设计的核心要素，包括光源选择、光路布局、光学元件的选取与配置等，并针对这些要素提出优化策略，以提高投影系统的光能利用率、色彩还原度和均匀性。
本文还将讨论光路设计中可能遇到的问题和解决方案，为实际工程应用提供参考。
通过本文的研究，期望能够为基于RGB三色LED光源的DLP投影系统的光路设计提供理论依据和实践指导，推动DLP投影技术在显示领域的进一步发展和应用。
二、RGB LED光源的基本原理与特性RGB LED光源，即红绿蓝三色发光二极管光源，是现代显示技术中的重要组成部分，尤其在数字光处理（DLP）投影系统中发挥着关键作用。
RGB LED光源的基本原理基于半导体发光二极管的物理效应，当电流通过半导体材料时，电子与空穴复合释放出能量，表现为光的形式发出。
RGB LED分别采用能够发出红、绿、蓝三种基色光的半导体材料制成，通过控制电流大小，可以调整每种颜色光的亮度。
RGB LED光源具有多种显著特性。
其颜色表现力丰富，通过红、绿、蓝三基色的不同组合与亮度调节，可以混合出几乎所有人眼可见的颜色，实现全彩显示。
LED光源具有快速响应的特性，可以在微秒级别内实现亮度的变化，非常适用于动态图像的显示。
LED光源还具有长寿命、低功耗、高可靠性等优点，能够在长时间连续工作的情况下保持稳定的光输出和色彩表现。
西安邮电大学专业课程设计报告书院系名称：电子工程学院学生姓名：学号：专业名称：光电子技术系班级：实习时间：2013-10-08——2013-10-18一．课程设计题目基于51单片机的RGB背光系统二．任务和要求1.收集资料并绘制51单片机的最小系统原理图，熟悉单片机开发环境KEIL C51和C语言编程。
2.查阅资料了解I2C总线协议。
3.参照LED驱动芯片NCP5623和串口通信芯片MAX232数据手册绘制总电路图。
4.根据电路图在面包板上连接电路并测试。
5.画出软件流程图并在KEIL C51开发环境上编写源代码并调试。
6.利用STC—ISP下载软件将调试好的代码烧录到单片机中，在面包板观察LED 亮暗变化，然后通过改动源代码实现LED现象的不同功能。
7.分析总结此次课程设计过程中遇到了问题及解决办法和心得体会并撰写设计报告。
三．总设计方案硬件设计：采用单片机作为LED的控制核心器件，选用NCP5623实现LED背光源的静态显示。
单片机主要实现的功能是通过I2C协议控制NCP5623芯片，NCP5623根据单片机发送的命令调节3种颜色的LED的亮度从而达到背光的效果。
NCP5623是安森美半导体推出的高能效3路输出LED驱动器，带有I2C接口，并且内置渐进调光功能，3路LED可独立控制，总LED电流可达90mA，并且是一种无铅器件。
软件设计：NCP5623是接收单片机的命令而产生动作，单片机给NCP5623芯片发送指令是通过I2C总线，两者之间通过I2C协议进行通信。
（I2C总线是PHLIPS 公司推出的一种串行总线，是具备多主机系统所需的包括总线裁决和高低速器件同步功能高性能串行总线。
I2C总线只有两根双向信号线，一根是数据线SDA，另一根是时钟线SCL）。
NCP5623能实现的功能如下表：I2C Address COMMANDBits[7:0] Operation Note该表的$70代表NCP5623的I 2C 器件写地址对于NCP5623来讲没有读操作。
LED背光源的设计与调光技术LED（Light Emitting Diode）是一种半导体光源，具有节能高效、寿命长、体积小等优势，在各个行业得到了广泛应用。
而LED背光源则是将LED灯用于液晶显示器的背光照明系统中，能够提供均匀亮度和高对比度的照明效果。
本文将详细探讨LED背光源的设计原则和调光技术。
LED背光源设计的原则主要包括：1. 选择合适的LED类型和数量：根据显示器的尺寸和要求，选择合适的LED 类型（如白光LED）和数量，确保背光亮度和颜色的一致性。
2. 合理布置LED灯珠：背光源应布置在整个显示面板的背后，以实现均匀的光照。
采用等间距布置LED灯珠并合理设计散热系统，可以提高显示器对比度和降低能耗。
3. 选择合适的反射材料：使用合适的反射材料，如镀膜玻璃或镀膜聚碳酸酯，以增加LED背光源的反射效果，提高发光效率和均匀性。
4. 优化光学设计：通过采用光学模拟软件对光学系统进行仿真和优化，选择最佳的光学结构和光学材料，提高LED背光源的效果。
5. 考虑电路设计：合理设计驱动电路，提高驱动效率和稳定性，同时避免因电路问题导致的颜色偏差和亮度不均匀等问题。
LED背光源的调光技术主要包括以下几种：1. PWM调光：PWM（Pulse Width Modulation）调光是通过改变电源给LED灯的占空比来控制LED的亮度。
通过不断交替地开关电源电压来实现灯光的闪烁，闪烁频率越高，亮度越高。
这种调光技术具有调节范围广、亮度可调性好等优点。
2. 线性调光：线性调光是通过改变LED驱动电压或电流来实现亮度的调节。
通过改变电流或电压大小来改变LED的亮度，从而实现调光的效果。
线性调光技术操作简单，可靠性较高。
3. 自适应调光：自适应调光是根据环境光的亮度，通过传感器自动调整背光源的亮度。
通过感知环境光的强度，自动调整LED背光源的亮度，既能够节约能源，又能够提供良好的视觉效果。
4. 色温调光：色温调光是通过改变LED灯的色温来实现亮度的调节。
一种基于单片机的RGB LED 背光源的设计方案
0 引言
液晶显示器（LCD）是光调制器件，自身并不发光，所以为了可以清楚地看
到透射式液晶显示器的显示内容，需要给液晶屏匹配一个背光源。
目前的背光
模组一般使用冷阴极管（CCFL）为光源，包含了红、绿、蓝等各色光的频率。
CCFL 因辉度高、成本低廉、技术成熟等优点被广泛的运用在平板显示器上。
随着发光二极管（LED）亮度的改善，LED 背光模组显示出CCFL 无法比拟的优点，如色彩还原性好、寿命长、不含汞、有利于环境保护，这些使其成为LCD 背光模组中的研究热点。
LED 背光模组的设计主要包括光学结构设计，
驱动电路设计以及程序设计，显示性能主要表现在亮度、色度、均匀性等方面。
本文将从驱动电路和软件设计的角度进行阐述，讲述了设计所采用的元器件、
硬件原理及其软件编程，详细地探讨了RGB LED 背光源的设计方案。
1 硬件设计
本设计采用单片机作为LED 的控制核心器件，选用NCP 5623 实现LED 背光源的静态显示。
单片机主要实现的功能是通过I2C 协议控制NCP 5623 芯片，NCP 5623 根据单片机发送的命令调节3 种颜色的LED 的亮度从而达到背光的效果。
NCP 5623 是安森美半导体日前推出的高能效3 路输出LED 驱动器，带有I2C 接口，并且内置渐进调光功能，3 路LED 可独立控制，总LED 电流9
可达0mA,并且是一种无铅器件。
该器件特别适用于驱动手机和MP3 播放器等便携产品中的3 色RGB（红、绿、蓝）LED 装饰光和增强型LCD 背光。
硬件结构图如图1 所示。
图1 三原色LED 驱动硬件结构图。
专业课程设计报告书院系名称：学生姓名：学号专业名称：班级：实习时间：1．课程设计题目。
利用单片机控制GRB三原色背光系统2．任务和要求。
（1）收集资料和熟悉相关内容——包括单片机最小系统设计，I2C总线协议，用grb三原色led实现背光的概念，单片机c语言编程和开发环境。
（2）连接调试stc89c52单片机最小系统，可以运行简单的程序。
焊接和连接ncp5623，并将其最小系统一起连接。
（3）进一步熟悉开发环境，编写程序，调试整个系统，实现资料上所列的几个功能，也就是使三种颜色的灯组合成不同的颜色来变化，同时形成不同的花色。
（4）撰写课程设计报告要遵守一定的规范和要求，即课程设计报告书写工整、语句通顺、数据准确、图表清晰。
3. 总体方案的选择。
硬件部分：根据设计的电路图，再面包板上连接好电路，得到完整的电路系统。
软件部分：在软件Keil uVision2环境下调试程序，最终实现I2C协议及LED 控制部分。
模块化分3部分：MAX232EJE电路、STC89C52电路以及NCP5623电路。
总的设计系统如下图：4. 单元电路的设计。
4.1 MAX232EJE电路经过设计与计算得到所需要的器件如下：6个100pf电容、MAX232EJE一个、数据传输端口、USB端口电路图如下：4.2 STC89C52电路经过设计与计算得到所需要的器件如下：晶振一个、2个30pf电容、8.2k电阻一个、STC89C52一个、10uf电容电路图如下：4.3 NCP5623电路经过设计与计算得到所需要的器件如下：2个1uf/6.3V电容、红绿蓝三个灯62k电阻一个、NCP5623一个电路图如下：5. 画总体电路图。
根据各部分之间的关系得到总的电路图如下：6. 软件部分。
6.1 I2C协议I2C协议的总程序程序图如下：（1）起动总线函数与结束总线函数在I2C总线上每传输一位数据，都有一个时钟脉冲相对应，其逻辑“0”和“1”的信号电平取决于该点的正端电源VDD的电压。
基于背光驱动控制的液晶显示技术进展随着科技的不断进步和发展，液晶显示技术在各个领域得到了广泛的应用。
而背光驱动控制作为液晶显示技术中的重要环节，也经历了不断的创新与进步。
本文将介绍基于背光驱动控制的液晶显示技术的进展，包括LED背光、动态背光调节以及局部背光控制等方面的内容。
一、LED背光技术LED（Light Emitting Diode）背光技术是当前主流的液晶显示器背光技术。
相比传统的冷阴极荧光灯（CCFL）背光技术，LED背光技术具有能耗低、寿命长、亮度高等优势。
LED背光技术分为直下式和边缘式两种。
直下式LED背光将LED灯分布在整个显示器背光板中，能够提供更均匀的背光亮度；而边缘式LED背光则将LED灯布置在显示器的侧边，通过光导板使光线均匀地投射到整个屏幕。
随着LED技术的不断发展，LED背光逐渐成为液晶显示器的主流背光技术。
二、动态背光调节技术动态背光调节技术是一种通过调节背光亮度来提高图像质量和节省能源的技术。
传统的液晶显示器背光亮度固定，无法根据显示内容的亮暗变化进行调节，容易产生黑色畸变和动态对比度不足的问题。
而动态背光调节技术可以根据图像的亮暗程度自动调节背光亮度，提高显示器的对比度和色彩表现力。
此外，动态背光调节技术还可以根据环境光线的变化来自动调节背光亮度，进一步优化显示效果。
三、局部背光控制技术局部背光控制技术是一种将显示器背光划分为多个独立的区域，并对每个区域的背光进行单独控制的技术。
传统的液晶显示器背光无法实现对局部区域的精确控制，容易造成图像的漏光和对比度不足。
而局部背光控制技术可以根据图像的内容，对不同区域的背光进行适当的调节，提高对比度和黑色纯度，减少漏光现象的发生。
该技术在HDR（High Dynamic Range）显示技术中得到广泛应用，可以提供更逼真、更细腻的画面效果。
四、总结基于背光驱动控制的液晶显示技术在LED背光、动态背光调节和局部背光控制等方面取得了显著的进展。
