基于脈寬調(diào)制的LED顯示屏灰度的實(shí)現(xiàn)方法

脈寬調(diào)制就是通過控制LED的發(fā)光時(shí)間來實(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為例來說明此方法，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，這種方式在時(shí)間上的開銷實(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為例來說明此方法，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;以此類推，D0為l/2048個(gè)時(shí)鐘周期。需要說明的是，這里所說的時(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)間上的開銷很小，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)間開銷的話，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。