一种LED矩阵亮度控制系统及方法与流程

一种led矩阵亮度控制系统及方法
技术领域
1.本发明涉及自动控制领域，更具体地涉及一种led矩阵亮度控制系统和方法。


背景技术：

2.随着社会的进步，科技的发展。生活电器需要更多是需要使用控制器控制，在低端产品，基本是使用数码管显示，需要led点亮时，出于低成本开发，会使用扫描驱动。与此同时，led的亮度就变成不能调节。
3.现有技术公开了一种适配器led亮度控制改善线路，如图1所示，其包括：光耦zd1、发光器件led1以及三极管q2；外部输入电压vin经所述发光器件led1与所述三极管q2的集电极相连接，所述光耦zd1连接于所述三极管q2的基极和发射极之间，所述光耦zd1具有预设的恒定电压值，当所述外部输入电压小于恒定电压值时，所述三极管q2不导通，发光器件led1不点亮；当所述外部输入电压大于恒定电压值时，所述三极管q2导通，发光器件led1保持恒定发光。本发明能够确保led亮度在不同激励电压条件下，led的亮度不变，不会因不同激励电压而不同。即在任何激励电压，流经led本体的电流保持不变，使得led的亮度保持恒定的。但现有技术仅仅给出了单个led亮度的调整方法，对于led 矩阵的亮度确定和实时调整，现有技术并未给出很好的解决方案。因此现有技术需要一种在led扫描矩阵中，可以单独调节每个led的亮度的解决方案。
4.上述在背景部分公开的信息仅用于对本发明的背景做进一步的理解，因此它可以包含对于本领域普通技术人员已知的不构成现有技术的信息。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种led矩阵亮度控制系统和方法。通过本发明的方案，可对同一面膜上的不同图标进行单独控制背光的亮度，节省了控制的成本。
6.为此，本发明一方面提供了一种led矩阵亮度控制系统，另一方一种led矩阵亮度控制方法。
7.本发明的第一方面提供了一种led矩阵亮度控制系统，包括：由多个发光二极管组成的led矩阵，开关电路，所述开关电路通过多个共阳电阻与led矩阵相连接，并且所述开口电路与控制器相连接；以及控制器，每个发光二极管通过阴极电阻与控制器相连接，其中所述控制器配置为：通过调整共阳电阻和阴极电阻的电阻值来确定led矩阵中每个发光二极管的光强；并且在预定时间内控制led矩阵中发光二极管低电平的持续时间来实时调整光强。
8.根据本发明的一个实施例，其中所述led矩阵包括n行和m列，所述开关电路由n个三极管构成，每个三极管的集电极通过所述共阳电阻与所述led矩阵的每一行相连接，每个三极管的基极与所述控制器的com端口相连接。
9.根据本发明的一个实施例，其中，所述led矩阵中的m列与所述控制器的m个set端口对应连接，其中每列中每个发光二极管通过阴极电阻与对应的set端口相连接。
10.根据本发明的一个实施例，其中，通过确定流过发光二极管的电流来确定所述光强，第i个发光二极管电流值由以下公式确定：
11.i
di
＝(v
ref
‑
v
di
)/(r
ni
r
di
)
12.其中i
di
为第i个发光二极管的电流值，v
ref
为参考电压值，v
di
是第i个发光二极管的正向导通压降，r
ni
为第i个二极管所在行的共阳电阻的电阻值，r
di
为第i个二极管的阴极电阻的电阻值。
13.根据本发明的一个实施例，其中在预定时间内控制led矩阵中发光二极管低电平的持续时间来实时调整光强包括：通过以下公式来调整第i个发光二极管中的有效电流值来实施调整光强，
[0014][0015]
其中为调整的第i个发光二极管的电流值，t
ni
为第i个发光二极管所在第n行相对应的控制器第n个com端口低电平持续时间，t
mi
为第i个发光二极管所在第m列相对应的控制器第m个set端口低电平持续时间。
[0016]
本发明的第二方面提供了一种led矩阵亮度控制方法，所述led 矩阵为多个发光二极管组成的矩阵，开关电路通过多个共阳电阻与 led矩阵的每行相连接并与控制器相连接，每个发光二极管通过阴极电阻与控制器相连接，所述方法包括：由控制器通过调整共阳电阻和阴极电阻的电阻值来确定led矩阵中每个发光二极管的光强；并且由控制器在预定时间内控制led矩阵中发光二极管低电平的持续时间来实时调整光强。
[0017]
本发明的方案可用于低成本开发的显示方案。对于同一块面膜上，由于不同的图标大小造成的透光差异，导致图标亮度无法均匀。通过以上的确定和调整过程，可实现对led光强单独的调整，进而实现图标均匀性一致。
附图说明
[0018]
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图进行简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]
图1是根据本发明的现有技术的led亮度控制电路图。
[0020]
图2是根据本发明的一个示例性实施例的led矩阵亮度控制系统框图。
[0021]
图3是根据本发明的一个示例性实施例的3
×
3led矩阵亮度控制系统电路图。
[0022]
图4是根据本发明的一个示例性实施例的3
×
3led矩阵亮度控制系统控制器com端口的时序图。
具体实施例
[0023]
如在本文中所使用的，词语“第一”、“第二”等可以用于描述本发明的示例性实施例中的元件。这些词语只用于区分一个元件与另一元件，并且对应元件的固有特征或顺序等不受该词语的限制。除非另有定义，本文中使用的所有术语(包括技术或科学术语)具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的含意相同的含意。如在常用词典中定义的那些术语被解释为具有与相关技术领域中的上下文含意相同的含意，而不被解释为具有
理想或过于正式的含意，除非在本发明中被明确定义为具有这样的含意。
[0024]
本领域的技术人员将理解的是，本文中描述的且在附图中说明的本发明的装置和方法是非限制性的示例性实施例，并且本发明的范围仅由权利要求书限定。结合一个示例性实施例所说明或描述的特征可与其他实施例的特征组合。这种修改和变化包括在本发明的范围内。
[0025]
下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。在附图中，省略相关已知功能或配置的详细描述，以避免不必要地遮蔽本发明的技术要点。另外，通篇描述中，相同的附图标记始终指代相同的电路、模块或单元，并且为了简洁，省略对相同电路、模块或单元的重复描述。
[0026]
此外，应当理解一个或多个以下方法或其方面可以通过至少一个控制系统、控制单元或控制器执行。术语“控制单元”，“控制器”,
ꢀ“
控制模块”或者“主控模块”可以指代包括存储器和处理器的硬件设备，术语“空调”可以指代类似于空调的设备。存储器或者计算机可读存储介质配置成存储程序指令，而处理器具体配置成执行程序指令以执行将在以下进一步描述的一个或更多进程。而且，应当理解，正如本领域普通技术人员将意识到的，以下方法可以通过包括处理器并结合一个或多个其他部件来执行。
[0027]
图2是根据本发明的一个示例性实施例的led矩阵亮度控制系统框图。
[0028]
如图2所示，控制系统由控制器、开关电路和n
×
m led矩阵组成，其中led矩阵中包含n
×
m个发光二极管，n为led矩阵的行，m为led 矩阵的列。其中，开关矩阵由n个三级管组成，每个三极管的集电极通过所述共阳电阻与所述led矩阵的n行的每一行相连接，每个三极管的基极与控制器的相应的com端口相连接(n个com端口)。其中每个三级管的发射级连接参考电压v
ref
，其中参考电压可以为5v。
[0029]
控制器包括m个set端口，led矩阵中的m列与所述控制器的m个 set端口对应连接，其中每列中每个发光二极管通过阴极电阻与对应的 set端口相连接。例如当m＝3时，n＝3是，共有9个发光二极管，其中每个发光二极管通过对应的阴极电阻与控制器的set端口相连接，在以下的图3中进一步详述说明。
[0030]
控制器用于根据com端口和set端口的信号来控制每个发光二极管的光强和实施调整光强，其中所述控制器配置为：通过调整共阳电阻和阴极电阻的电阻值来确定led矩阵中每个发光二极管的光强；并且在预定时间内控制led矩阵中发光二极管低电平的持续时间来实时调整光强。
[0031]
图3是根据本发明的一个示例性实施例的3
×
3led矩阵亮度控制系统电路图。
[0032]
如图3所示，led矩阵包括9个发光二级管，通过两个步骤对矩阵led中的每一颗发光二极管进行亮度控制。
[0033]
步骤一：
[0034]
根据图3所示，r5、r10、r15定义为共阳电阻，其中r5为发光二极管d1、d2、d3的共阳电阻，r10为发光二极管d4、d5、d6的共阳电阻，r15为发光二极管d7、d8、d9的共阳电阻。r1、r2、r3、r6、 r7、r8、r11、r12、r13定义为阴极电阻，其分别为d1、d2、d3、d4、 d5、d6、d7、d8、d9的阴极电阻。其中在图3中，com1，com2,com3 是mcu(微控制器)的控制端口，其控制led矩阵的共阳端，q1
‑
q3 是共阳端的控制开关(也即开关电路)，s1
‑
s3(也即set1，set2，set3 端口)是mcu控制端口，其控制led矩阵的共阴端，也即控制led矩阵中的阴级电阻。
[0035]
其中，通过公式i
d1
＝(v
ref
‑
v
d1
)/(r1 r5)决定d1通过的电流，进而使d1呈现想要的光强1(例如280mcd)。而d2的亮度由r2和 r5决定。根据公式i
d2
＝(v
ref
‑
v
d2
)/(r1 r5)调整r2、r5的阻值，从而得到通过d2的电流，进而得到d2的光强2(例如：180mcd)。如此类推，通过调整相应的电阻值，控制通过d3、d4、d5、d6、d7、d8、d9的电流，进而得到所需要的光强。
[0036]
进一步对应于n
×
m led矩阵，通过确定流过发光二极管的电流来确定所述光强，第i个发光二极管电流值由以下公式确定：
[0037]
i
di
＝(v
ref
‑
v
di
)/(r
ni
r
di
)
[0038]
其中i
di
为第i个发光二极管的电流值，v
ref
为参考电压值，v
di
是第i个发光二极管的正向导通压降，r
ni
为第i个二极管所在行的共阳电阻的电阻值，r
di
为第i个二极管的阴极电阻的电阻值。
[0039]
步骤二：
[0040]
由于通过调整共阳电阻和阴级电阻，只能固定每一颗led(发光二极管)的光强。无法对每一颗led进行实时调整。因此通过控制的 set端口输入控制信令，通过软件来对led的亮度实现实施调整。
[0041]
根据本发明的一个或多个实施例，在如图3所示的3
×
3led矩阵控制系统电路图中，图4示出了根据本发明的一个示例性实施例的3
ꢀ×
3led矩阵亮度控制系统控制器com端口的时序图，如图4所示，控制的端口com1的低电平持续时间t1，com2、com3此时为高电平，总周期为t0。在下一个周期com2的低电平持续t2，com1、com3此时为高电平。接着的一个周期，com3的低电平持续t3，com1、com2此时为高电平。按此规律进行循环，控制器的com端口的电平无需改变。
[0042]
根据本发明的一个或多个实施例为了使d1可以实时调整光强，在 com1低电平时，控制s1的低电平持续时间t1，通过以下公式
[0043][0044]
使d1的有效电流值得到控制，实现通过软件的微调。其他led 的微调亮度如此类推。
[0045]
其中，进一步对应于n
×
m led矩阵，在预定时间内控制led矩阵中发光二极管低电平的持续时间来实时调整光强包括：通过以下公式来调整第i个发光二极管中的有效电流值来实施调整光强，
[0046][0047]
其中为调整的第i个发光二极管的电流值，t
ni
为第i个发光二极管所在第n行相对应的控制器第n个com端口低电平持续时间，t
mi
为第i个发光二极管所在第m列相对应的控制器第m个set端口低电平持续时间。
[0048]
本发明的方案可用于低成本开发的显示方案。对于同一块面膜上，由于不同的图标大小造成的透光差异，导致图标亮度无法均匀。通过以上两个步骤，可实现对led光强单独的调整，进而实现图标均匀性一致。
[0049]
其中led矩阵中每课led的光强指的d
i
通过的电流i
di
，产生光的强度，在实际操作中，设定值需要查对应的led规格书来参考。
[0050]
根据本发明的一个或多个实施例，本发明还提供了一种led矩阵亮度控制方法，所述led矩阵为多个发光二极管组成的矩阵，开关电路通过多个共阳电阻与led矩阵的每行相连接并与控制器相连接，每个发光二极管通过阴极电阻与控制器相连接，所述方法包括：
[0051]
s1：由控制器通过调整共阳电阻和阴极电阻的电阻值来确定led 矩阵中每个发光二极管的光强；并且
[0052]
s2：由控制器在预定时间内控制led矩阵中发光二极管低电平的持续时间来实时调整光强。
[0053]
根据本发明的一个或多个实施例，本发明还提供一种非暂时性计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，当所述程序指令被一个或多个处理器执行时，所述一个或多个处理器用于实现如上所示的本发明各个实施例中的方法或流程。根据本发明的一个实施例，本发明的空调睡眠模式控制方法作为程序储存在可读取存储介质中，也可保存在u盘、移动硬盘、光盘、硬盘等记录介质。
[0054]
根据本发明的一个或多个实施例，本发明可以由处理器来执行，其包括一个或多个处理器以及存储有程序指令的非暂时性计算机可读存储介质，当所述一个或多个处理器执行所述程序指令时，所述一个或多个处理器用于实现如上所示的本发明各个实施例中的方法或流程。
[0055]
根据本发明的一个或多个实施例，本发明的控制方法可以使用存储在非暂时性计算机和/或机器可读介质(例如硬盘驱动器、闪存、只读存储器、光盘、数字多功能磁盘、高速缓存、随机存取存储器和/或任何其他存储设备或存储磁盘)上的编码的指令(例如，计算机和/或机器可读指令)来实现如本发明以上所述控制方法的处理，在非暂时性计算机和/ 或机器可读介质中存储任何时间期间(例如，延长的时间段、永久的、短暂的实例、临时缓存和/或信息高速缓存)的信息。如本文所使用的，术语“非暂时性计算机可读介质”被明确定义为包括任何类型的计算机可读存储设备和/或存储盘，并且排除传播信号并排除传输介质。
[0056]
根据本发明的一个或多个实施例，控制系统或控制模块可以包含一个或多个处理器也可以在内部包含有非暂时性计算机可读介质。具体地，在本发明的控制装置中(主控系统或控制模块)可以包括微控制器mcu，其布置在空调中，用于睡眠模式控制的空调的各种操作和实施多种功能。本发明控制方案的处理器可以诸如但不限于一个或多个单核或多核处理器。(一个或多个)处理器可包括通用处理器和专用处理器(例如，图形处理器、应用处理器等)的任何组合。处理器可与其耦接和/或可包括计存储器/存储装置，并且可被配置为执行存储在存储器/存储装置中的指令，以实现在本发明中控制器上运行的各种应用和/或操作系统。
[0057]
作为本发明示例的上文涉及的附图和本发明的详细描述，用于解释本发明，但不限制权利要求中描述的本发明的含义或范围。因此，本领域技术人员可以很容易地从上面的描述中实现修改。此外，本领域技术人员可以删除一些本文描述的组成元件而不使性能劣化，或者可以添加其它的组成元件以提高性能。此外，本领域技术人员可以根据工艺或设备的环境来改变本文描述的方法的步骤的顺序。因此，本发明的范围不应该由上文描述的实施例来确定，而是由权利要求及其等同形式来确定。
[0058]
尽管本发明结合目前被认为是可实现的实施例已经进行了描述，但是应当理解本
发明并不限于所公开的实施例，而相反的，意在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同配置。