一种直下式LED背光技术培训讲学

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。一种直下式LED背光技术-说明书摘要为使室内的用户随时得到准确、可靠的信息，室内使用的显示器必须具有高可靠性。同时，为提高其易读性和缓解视觉疲劳，显示器的光强还应能根据周围环境和用户需求进行调整，避免用户在环境光很强时看不清显示内容，或在环境光很暗时感到刺眼。目前，LCD（液晶）显示器已广泛用于商业、工业及军事等领域。而LED背光源是国家863重点攻关课题，其在稳定性、可视性、环保、发光效率、色彩饱和度、体积、动态控制等方面具有明显优势，正在迅速普及。本实用新型设计了一种将LED背光源运用到显示器的驱动

2、电路，其中采用了国际上领先的直下式LED背光驱动技术，并将背光模块分区，利用CAN总线技术保证有效通讯。电路的设计使显示器背光模块的光强能够根据环境光的三原色光强或用户喜好自动或手动调节。该设计能够更好地满足室内用户的观看需求。权利要求书1.传统的LCD背光源采用的是冷阴极荧光灯（CCFL），色彩还原性差，仅能提供NTSC（NationalTelevisionSystemCommittee）标准中色域的72%；而LED背光源色彩还原性好，可以达到NTSC标准中色域的105%，甚至超过120%，并且寿命长、不含汞。LED背光模组按入射位置一般分为侧光式和直下式；按LED种类可分为RGBLED与白

3、光LED。与侧光式背光源相比，直下式背光源由于LED分布在面板的后方，亮度分布更均匀。RGBLED背光采用了RGB三原色的LED作为独立发光元件，与白光LED相比，具有更好的亮度、对比度和色彩还原性。采用RGBLED作为背光模组，显示器的色域范围最高能达到NTSC色域的150%左右，同时，RGBLED背光源支持背光区域调整技术，动态对比度可达到千万：1级5。通过分析，直下式RGBLED更适合作为座舱环境下的LCD显示器背光源。图1为采用直下式LED背光源的LCD显示器结构示意图。图1采用直下式LED背光源的液晶显示器顶视图由于LED光源为点光源，我们需要对其进行光学设计，形成亮度均匀的面光源。

4、另外我们对背光模块屏幕进行了分块，每块区域采用三片LED驱动集成电路分别对三原色LED的发光强度进行控制。1.2自动调节光强度由于人眼习惯于看受环境光影响的自然界中的物体，本文设计的背光模块的亮度模拟在自然界中物体的亮度特性，其中的R、G、B三色LED亮度达到最大值时，显示屏的白平衡达到最好。电路检测环境光的光强，使环境光经三原色传感器分解成红、绿、蓝信号，其大小分别用xR、xG、xB表示，然后根据环境光的强度分别调节背光源的三原色光强度。将背光模块需要发出的三原色的光强分别用yR、yG、yB表示。使背光模块需要发出的三原色光强与环境光的三原色光强的关系为：式中，i可取R、G、B;bi是环境光

5、为0时背光源第i种颜色的光强，ki是参照自然界中普通物体在自然光照射下的光强特性而设定的，ki和bi都大于0，其值存储在单片机中，并可以根据用户的需要改变。控制模块通过三原色传感器不断对环境光的光强及背光模块的三原色实际光强进行测量，控制LED驱动集成电路输出相应的PWM信号，从而实现背光模块的光强能根据周围环境光的照度自动调节。1.3手动调节光强度如果用户对自动调节的光强不满意，可根据个人喜好手动调节背光模块的光强。背光模块调节前的三原色光强为yi，经人工调节后的三原色光强为yi，通过yi计算出bi、ki:该二式计算出的bi和ki可能会非常小，针对这种情况，在电路中设置了bmini和kmin

6、i。比较bi和bmini，将较大的值作为调整后的bi值存入电路中；比较ki和kmini，将较大的值作为调整后的ki值存入单片机中。从而完成对背光模块光强和环境光强度之间关系的修改。系统初始化时设定bi和ki的初始值为bsi和ksi，并存储到单片机内，用户可以通过按键使bi和ki还原到bsi和ksi。2驱动和检测电路座舱式显示设备主要集中在中尺寸，本文设计的是7寸液晶显示器的背光驱动电路。检测和驱动部分的电路原理图如图2所示。图2检测和驱动部分的原理图电路中采用STC12C5624AD单片机作为控制模块；采用NationalSemiconductor生产的LM2733升压电源，分别驱动红、绿、蓝

7、三色LED;以LM20作为温度传感器，随时检测LED的温度，保证LED正常工作；选用光敏二极管MCS3AS作为三原色传感器，将光信号转换为红、绿、蓝的三原色的电信号；通过按键控制是否复位到初始值及手动调光。为提高系统的可靠性，将液晶的背光模块分为9个区域。同时，为滤除50Hz、60Hz干扰信号，本电路对环境光及背光模块的光强信号进行采样时，采用1s采样600个点求平均值的方法。3通讯模块为保证通讯的可靠性，本设计采用CAN总线通讯。CAN网络是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通讯网络，其总线规范已被ISO国际标准化组织制定为国际标准，并被公认为是最有前途的现场总线之一。由于其设计成本低、

8、通讯可靠性高，广泛应用于控制系统中各检测和执行机构之间的数据通信。将单片机、三原色传感器、温度传感器、LED驱动集成电路作为一个节点，采用SJA1000和TJA1040作为节点的通讯器件。节点单片机将背光信息和环境光信息发送到CAN总线上，同时也能够接收到CAN总线上的信息。本设计采用的传输速率为500kbps。说明书一种手持式智能导航终端技术领域本实用新型涉及手持式智能设备，尤其涉及一种手持式智能导航终端。背景技术面对手持式智能设备的快速升级，主控处理器所负荷的功能越来越多，功耗也越来越大，加上系统功能复杂，电源负荷变化不定，使得低功耗的电源管理设计越来越被重视。此外，目前国内外在定位导航应

9、用领域中，GPS系统占有90以上的市场份额。GPS的定位原理是：采用分布在2万余公里高空中6个轨道上的24颗卫星不间断的向地球发送信息，接收机接收信号并经解算而得到所在位置等导航信息。GPS技术作为一种星际无线电导航系统确实具有许多优点，但是经过二十多年的应用，人们已认识到GPS系统也还存在一些弱点，尤其是在高楼林立的大城市中存在明显的盲区。比如在高架道路下面，在高楼较密集且路面较窄的道路上，在隧道、地下车库等一切有遮挡的区域，甚至在树木茂盛的林下地面上，都是GPS系统的盲区，定位很困难甚至无法定位。而且，随着社会的发展和进步，人们对于手持式产品的功能与性能的要求不断提高，对时尚的要求也在升级

10、。因此，现有的手持式智能导航终端已逐渐无法满足人们越来越多的要求了。实用新型内容本实用新型目的是提供一种可实现快速定位、节能、同时兼具时尚性的新型节能的手持式智能终端。为实现上述目的，本实用新型提供一种手持式智能导航终端，包括：主控处理器、炫彩音乐灯、GPS接收模块、RF通信模块、蓝牙模块、电源管理模块、输入接口、以及输出接口，其中，所述GPS接收模块通过UART接口与所述主控处理器连接，所述RF通信模块通过RF接口与所述主控处理器双向连接，所述蓝牙模块通过PCM接口和UART接口与主控处理器双向连接，所述炫彩音乐灯由所述主控处理器的GPIO接口控制；所述电源管理模块为主控处理器、炫彩音乐灯、

11、GPS接收模块、RF通信模块、蓝牙模块提供稳定可靠的电源供应;所述主控处理器根据检测到的RF通信模块以及所述输入接口的输入信息来决定产生各种控制信息并输送给所述RF通信模块以及所述输出接口来实现导航和语音通信的功能。优选地，所述的炫彩音乐灯是AOT公司的RGB三色灯AOT-1615RGB43A-Z0-N-3-HM、变色灯AOT-1615RYG42A-N1-N-3-M。优选地，所述的GPS接收模块是u-blox5代LEA-5H模块。优选地，所述的RF通信模块是MTK公司的RF通信模块MT6139。优选地，所述的电源管理模块是Richtek公司的电源管理芯片组，所述电源管理芯片组包括RT9193-

12、18PB、RT9011-MGPJ6、RP1202-30PB、RT9193-33PB、RT9362APQV、RT9361APE、RT9365PQW。优选地，所述的主控处理器包括MTK公司的处理器MT6225，所述的MTK公司的处理器MT6225包括UART1接口、UART2接口、PCM接口和FM接口、存储器接口、电源管理接口、GPIO接口、USB接口、音频接口、SIM卡接口、按键键盘接口、MMC接口、照相机接口、JTAG接口，所述的UART1接口连接所述GPS接收模块的UART接口并与所述主控处理器MT6225双向连接，所述RF接口连接所述RF通信模块的RF接口并与所述主控处理器MT6225双向

13、连接，所述PCM接口和UART2接口连接所述蓝牙模块的PCM接口和UART接口并与所述主控处理器MT6225双向连接。优选地，所述输入接口和输出接口包括存储器、MMC卡座、显示屏、耳机插座、扬声器、麦克风、SIM卡座、摄像头、键盘背光灯、按键键盘、USB连接器。优选地，所述显示屏是触摸式显示屏。优选地，所述的SIM卡座包括P-TWO公司的ASC06X-A0G15。优选地，所述的蓝牙模块是台达公司的蓝牙模块DFCM-MGC3。优选地，所述的存储器包括Inter公司的PF38F4050。优选地，所述的MMC卡座包括P-TWO公司的ATF081-A0K06。优选地，所述的耳机插座包括P-TWO公司（

14、立昌科技有限公司）的AJ305R-A0G11。优选地，所述的键盘背光灯包括AOT公司的AOT-1206BL01O-N1-N-3-M。优选地，所述的按键键盘包括ALPS公司（阿尔卑斯电子科技有限公司）的侧键SKRELGE010、滑轮键SLLB510100。本实用新型的手持智能导航终端由于采用GSM900和DCS1800网络与GPS结合，从而同时实现了语音通信和A-GPS快速定位。此外，由于采用了Richtek的低功耗电源管理芯片组，使得待机时间大大延长。而且，通过采用AOT公司的RGB三色灯和变色灯的音乐炫彩灯光，在主控处理器的控制下，可以随着音乐的变化发出各种炫彩的灯光，使得该导航终端的时尚性

15、得到了提升。附图说明图1是本实用新型的手持式智能导航终端结构框图。图2是图1中的手持式智能导航终端的一个实施例的GPS接收模块的结构框图。图3是图1中的手持式智能导航终端的一个实施例的电源管理模块的结构框图。图4是图1中的手持式智能导航终端的一个实施例的主控处理器的结构框图。图5是图1中的手持式智能导航终端的一个实施例的炫彩音乐灯的原理结构框图。具体实施方式以下将结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本实用新型的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本实用新型范围的限制，而只是为了说明本实用新型技术方案的实质精神。如图1所示，手持式智能导航终端包括：主控处

16、理器、炫彩音乐灯、GPS接收模块、RF通信模块、蓝牙模块、电源管理模块、存储器、MMC卡座、显示屏、耳机插座、扬声器、麦克风、SIM卡座、摄像头、键盘背光灯、按键键盘、USB连接器。其中，GPS接收模块通过UART接口与主控处理器连接，RF通信模块通过RF接口与主控处理器双向连接，蓝牙模块通过PCM接口和UART接口与主控处理器双向连接；主控处理器根据检测到的RF通信模块以及诸如麦克风的其它输入接口的输入信息来决定产生各种控制信息并输送给RF通信模块以及诸如扬声器的其它输出接口，从而实现导航和语音通信的功能。此外，语音通信系统可在GSM900和DCS1800之间可以自由切换，自动选择最佳信道进

17、行通话，接通率得到了提高。显示屏较佳地为触摸式型液晶显示屏。导航终端通过GPS模块接收GPS卫星定位信号实现导航功能，GPS模块的型号例如采用u-blox公司新开发的第五代产品GPS接收模块LEA-5H，其具有50个通道100多万相关器并且具有-160dBm的接收灵敏度，基本上解决了GPS系统出现的一些盲区问题。参见图2，GPS模块依次包括天线的阻抗匹配网络、低噪声放大器（LNA）、IF滤波器、GPS/Galileo引擎、ARM7CPU，这些模块分别用以接收GPS卫星信号，并通过阻抗匹配、低噪声放大、滤波、解调、解码和运算处理。此外还包括ROM、RAM、外部接口、以及电源管理模块。GPS接收模

18、块接收到的GPS定位信息经过处理后转变为NEMA0183格式，然后通过外部接口中的UART串口与主控处理器连接，由主控处理器把NEMA0183数据处理后和GIS数据进行动态连接，显示在触摸式液晶显示屏上。其中UART接口为三线双向接口。参见图3，电源管理模块采用Richtek公司的低功耗电源管理芯片组，使得该电源管理模块可以低功耗输出各种不同的电压，为主控处理器、GPS接收模块、RF通信模块、蓝牙模块等提供稳定可靠的电源供应，以满足本实用新型的手持式智能导航终端的要求。图4示出本实用新型的手持式智能导航终端的主控处理器。如图所示，主控处理器是采用MTK公司（台湾联发科技股份有限公司）的32位微处理器芯片MT6225为核心的电路板。主控处理器主要完成NEMA0183、GIS、语音信号的基带处理功能，同时也处理与定位相关的电子地图背景的显示和操作，还可用于处理用户介面、人机对话等。主控处理器包括：UART1接口、UART2接口、PCM接口和FM接口、存储器接口、电源管理接口、GPIO接口、