家电产品显示控制方案设计研究

　　这篇方案设计类论文发表了家电产品显示控制方案设计研究，家电产品的设计方案关系到我们使用的效果，合理的控制电路方案可以实现产品界面亮度可调的效果，解决了硬件资源不足和家电产品因微处理器资源不足导致显示界面效果单一的限制。

　　关键词：方案设计类论文,单片机,驱动芯片,PWM控制

　　引言

　　在产品同质化越趋严重的市场上，家用电器为了增加产品的附加值，与竞品拉开差异，通常会在操作显示界面上作一些炫丽的显示效果，通过界面上LED灯的不同明亮程度来显示特定的效果。然而，家电产品由于微处理器本身资源的限制，只能做少部分LED的亮度调整。如果让整个操作显示都带有独立的亮度调整，将变得非常困难，需要增加专用的显示驱动芯片及复杂的级连电路来实现。但这种方式成本高，不适合应用在家电产品上。本方案通过微处理器与一个普通的显示驱动芯片组成简单的电路搭配，通过软件控制微处理器实现特殊的扫描方式，不仅实现整个显示界面各LED独立的亮度控制，还可以扩展成数码屏或数码管与LED共同运用的场合。

　　1设计原理

　　一般家用电器上的显示，都由LED通过排列组合成不同的图形，再通过面板上各种印刷的图案显示出来。而LED的亮度，一般由输入的电流大小来决定。通过控制流过LED的电流大小，即可实现LED的亮度调整，如图1所示。由于家用电器的微处理器资源有限，普通的I/O口只能实现高、低电平的转换，只有特殊的几个I/O口才有控制不同级别电平的能力。在调整LED个数较多的应用上，显得力不从心。通过外设增加一个PWM的驱动芯片，此芯片与微处理器通过通信协议方式相连，微处理器可以通过扩展的PWM驱动芯片，输出多路可控控不同级别电平能力的驱动信号，可以满足显示界面全屏亮度可调的效果。

　　2硬件电路设计

　　硬件电路方案设计如图2所示，控制方案由单片机和PWM驱动芯片组成，显示为LED矩阵，由m列与n行组成，m和n为大于1的自然数，LED可组合为数码管或数码屏。驱动芯片输出列信号，每列的占空比可独立调节，其显示的行驱动由单片机I/O口直接输出。单片机与驱动芯片采用串行通信方式，单片机控制驱动芯片每路输出的PWM占空比，即列信号SegPWM1~SegPWMx，单片机输出的行信号驱动三极管Q1~Qx来实现大电流的供给，x为大于1的自然数。

　　为开发出更适合于家用电器产品的设计方案，解决所有LED亮度单独调节问题，本方案采用LED矩阵的显示方式，行驱动用单片机I/O口独立控制，并通过三极管Q1~Qx共x路驱动，单片机行驱动信号每次只开通一个三极管，依次扫描，当开通三极管的同时，单片机通过通信协议，输出列扫描信息到驱动芯片，驱动芯片按接收到的信息，送出列PWM扫描信号，实现了此行各个LED灯亮度都可调节的效果。具体实施例如下：1)COM1~COMx全部输出高电平，此时三极管截止，关闭所有显示;2)单片机控制驱动芯片输出SegPWM1~SegPWMx信号，针对第1行的LED灯分别送出PWM，然后COM1输出低电平，此时Q1开通，第1行每个灯分别显示不同亮度;3)微处理器单片机控制延时一段时间delay(x);4)COM1~COMx全部输出高电平，关闭所有显示;5)单片机控制驱动芯片输出SegPWM1~SegPWMx信号，针对第2行的LED灯分别送出PWM，然后COM2输出低电平，此时Q2开通，第2行每个LED灯分别显示不同亮度;6)微处理器单片机控制延时一段时间delay(x);依次直到COMx输出低电平后，再重复循环，驱动信号如图3所示。

　　本设计方案可运用在所有家用电器显示界面上。除LED灯外，数码屏或数码管通常应用到显示界面上，由于数码屏或数码管也是由LED灯组合而成，其效果与本设计方案相同，也可以通过微处理器单片机通过I/O与驱动芯片PWM控制组合，调节其亮度级别。LED灯与数码屏或数码管的硬件电路原理图如图4所示。

　　3结论

　　本文介绍了一种家电产品显示控制方案的设计，通过微处理器单片机与扩展驱动芯片组合控制，使用单片机的I/O口配搭驱动芯片的PWM信号，实现整个显示界面所有LED灯的亮度调节。此方案也适用于数码屏或数码管与LED的组合显示，使整个显示界面实现明暗不一的亮度调节，形成丰富多变的界面显示，在成本较优的情况下，解决了硬件资源不足的问题，提升了家电产品的竞争力。

　　参考文献

　　[1]张慧熙,安康,王琦晖,等.亮度可调大功率白光LED驱动电路设计[J].杭州师范大学学报：自然科学版,2013,12(5):429-432.

　　[2]谭浩强.C程序设计：第三版[M].北京：清华大学出版社,2005.

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　　[4]夏靖波，王航，陈雅蓉.嵌入式系统原理与开发[M].西安：西安电子科技大学出版社,2006.

　　作者：李信合 单位：佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司

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文章名称： 家电产品显示控制方案设计研究

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