基于一種通過(guò)控制LED的發(fā)光時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)灰度調(diào)節(jié)的方法設(shè)計(jì)

脈寬調(diào)制就是通過(guò)控制led的發(fā)光時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)灰度，LED的光電響應(yīng)速度比較快，可以達(dá)到幾十兆。因此，我們可以利用控制電路高速點(diǎn)亮和熄滅LED，得到精細(xì)的灰度等級(jí)。這樣，驅(qū)動(dòng)LED的電流就成了一系列脈沖，而脈沖的寬度受圖像數(shù)據(jù)的調(diào)制，因此叫脈寬調(diào)制。這種方式控制成本低、控制精度高、線性好，現(xiàn)已被廣泛采用。

1、權(quán)值點(diǎn)亮法

以校正后的12位圖像數(shù)據(jù)D11？D0為例來(lái)說(shuō)明此方法，首先將并行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行，然后輪流輸出點(diǎn)亮LED燈。當(dāng)輸出最高位D11時(shí)，需點(diǎn)亮（或熄滅）LED燈2 048個(gè)時(shí)鐘周期（D11為高電平時(shí)點(diǎn)亮LED燈，D11為低電平時(shí)則熄滅LED燈）；當(dāng)輸出D10時(shí)．需1 024個(gè)時(shí)鐘周期；以此類(lèi)推，輸出D0時(shí)只需一個(gè)時(shí)鐘周期。這樣，需4 096個(gè)時(shí)鐘周期才能完成一個(gè)像素點(diǎn)的灰度形成。顯而易見(jiàn)，這種方式在時(shí)間上的開(kāi)銷(xiāo)實(shí)在太大了，實(shí)踐中一般不采用此法。

2、權(quán)值熄滅法

仍以校正后的12位圖像數(shù)據(jù)D1 1？D0為例來(lái)說(shuō)明此方法，首先仍將并行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行，然后輪流輸出點(diǎn)亮LED燈。但此法只需12個(gè)時(shí)鐘周期就可以完成一個(gè)像素點(diǎn)的灰度形成。此法定義輸出D11時(shí)需點(diǎn)亮（或熄滅）LED燈1個(gè)時(shí)鐘周期；那么，DIO就是1/2個(gè)時(shí)鐘周期；D9是1，4個(gè)時(shí)鐘周期；以此類(lèi)推，D0為l/2048個(gè)時(shí)鐘周期。需要說(shuō)明的是，這里所說(shuō)的時(shí)鐘是指輸出到LED顯示屏上的LED驅(qū)動(dòng)器的鎖定時(shí)鐘（LAT），一般在1 000—3 000Hz左右（主控芯片內(nèi)部時(shí)鐘一般在100 MHz以上）。每輸出一位圖像數(shù)據(jù)并鎖定在屏上的同時(shí)，主控芯片輸出一個(gè)叫“消隱脈沖”的信號(hào)（OE），一般定義OE為高電平時(shí)熄滅LED．OE為低電平時(shí)點(diǎn)亮LED。OE脈沖的寬度要精確控制，輸出D11時(shí)，OE輸出1個(gè)時(shí)鐘周期：輸出DO時(shí)，OE輸出1/2 048個(gè)時(shí)鐘周期。這種方式雖然在時(shí)間上的開(kāi)銷(xiāo)很小，但大大犧牲了顯示屏的亮度．假如圖像數(shù)據(jù)為全亮（即D11？ D0全為1）時(shí)，顯示屏的亮度僅為權(quán)值點(diǎn)亮法的17％ （近視值），算式如下：

亮度百分比=l/12（1+1/2+1/4+1/8+1/16+1/32+1/64+1/128+1/256+1/512+1/1 024+1/2 048）=17％

顯然，這樣的亮度是不能被接受的。

3、混合法

為了既提高屏的亮度，又不浪費(fèi)太多的時(shí)間，可以將兩種方法混合使用。比如，我們可以使D11重復(fù)8次，D10重復(fù)4次，D9重復(fù)2次，D8輸出1次，從D7開(kāi)始，OE的脈寬減半，到D0輸出時(shí)，OE的脈寬為1/256。此法需23個(gè)時(shí)鐘周期完成一個(gè)像素點(diǎn)的灰度形成。比權(quán)值點(diǎn)亮法4 096個(gè)時(shí)鐘周期少很多，而屏的亮度可達(dá)權(quán)值點(diǎn)亮法的70％ （近似值），算式如下：

亮度百分比=1/23（8+4+2+1+1/2+1/4+l/8+1/16+1/32+1/64+1/128+l/256）=70％

一般來(lái)講，這樣的亮度應(yīng)該可以接受了。若還想提高亮度的話，可以將D11重復(fù)16次或更多；反之．想減少時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)的話，可以將D11的重復(fù)再減少一點(diǎn)。二者不可兼得，需綜合考慮。
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