本發(fā)明涉及一種智能調光LED屏幕。
背景技術：
LED的基本結構是一塊電致發(fā)光的半導體材料芯片，用銀膠或白膠固化到支架上，然后用銀線或金線連接芯片和電路板，然后四周用環(huán)氧樹脂密封，起到保護內部芯線的作用，最后安裝外殼，所以 LED 燈的優(yōu)點就是抗震性能好。但其存在的缺點就是現(xiàn)在市面上的大部分LED屏幕亮光均為固定光源亮度，無論外界環(huán)境的亮度如何變化，LED光源亮度均不會發(fā)生變化，這樣不但在很多不必要的時候造成了浪費，而且在光線相對昏暗時會由于光線亮度過大給人眼造成不舒適的感覺。
技術實現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種智能調光LED屏幕，可根據(jù)環(huán)境光強的變化進行自動亮度調節(jié)，做到了節(jié)約能量、綠色環(huán)保的目的還可以給人眼營造舒適的光線。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：一種智能調光LED屏幕，其特征在于：包括MCU模塊及與所述MCU模塊連接的LED點陣屏幕、數(shù)字光強模塊、按鍵模塊、紅外遙控模塊、液晶顯示模塊和電源模塊；所述數(shù)字光強模塊采集光強數(shù)據(jù)，將所述光強數(shù)據(jù)進行模數(shù)轉換得到電信號，并將所述電信號傳輸給MCU模塊，所述MCU模塊根據(jù)所述電信號進行處理，輸出對應的PWM調制至LED點陣屏幕，所述LED點陣屏幕根據(jù)所述PWM調制進行亮度等級的調節(jié)；所述按鍵模塊通過按鍵實現(xiàn)按鍵模式的啟動、LED點陣屏幕的亮度等級調節(jié)及按鍵模式的退出；所述紅外遙控模塊與紅外遙控器連接，通過紅外遙控器上的按鍵進行遠程的亮度等級調節(jié)；所述液晶顯示模塊用于顯示功能模式及亮度等級。
進一步的，所述數(shù)字光強模塊采集到的光強數(shù)據(jù)與LED點陣屏幕的亮度等級的關系為：
其中，Cmax為MCU模塊預設的光強數(shù)據(jù)最大值，Cmin為MCU模塊預設的光強數(shù)據(jù)最小值，ΔC為亮度等級跨度，C為數(shù)字光強模塊采集到的光強數(shù)據(jù)，A為亮度等級，INT（）為取整函數(shù)。
進一步的，所述亮度等級的調節(jié)通過驅動芯片MAX7219的INTENSITY寄存器的低四位控制脈寬調制器來實現(xiàn)；所述脈寬調制器將段電流平均分為16個階次，最大值為由RSET設置的電流峰值的31/32，最小值為電流峰值的1/32，最小數(shù)據(jù)熄滅時間設置為時鐘周期的1/32。
進一步的，MAX7219通過加在V+和ISET之間的一個外部電阻來控制顯示亮度，段驅動電流是流入ISET端電流的100倍。
進一步的，所述數(shù)字光強模塊為BH1750芯片。
進一步的，所述按鍵模塊包括按鍵S1、按鍵S2、按鍵S3和按鍵S4，所述按鍵S1用于按鍵模式的啟動，按鍵S2用于增大亮度等級，按鍵S3用于減小亮度等級；按鍵S4用于按鍵模式的退出。
進一步的，所述MCU模塊為擁有ARM Cortex-M3內核的STM32F103ZET6單片機。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下有益效果：本發(fā)明可根據(jù)環(huán)境的亮度自行調整屏幕亮度等級的調整，在節(jié)約能量的同時給人眼營造舒適的光線，同時可根據(jù)用戶的需求進行認為干預，通過按鍵模塊或紅外遙控模塊進行人為調整。
附圖說明
圖1是本發(fā)明一實施例的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步說明。
請參照圖1，本發(fā)明提供一種智能調光LED屏幕，其特征在于：包括MCU模塊及與所述MCU模塊連接的LED點陣屏幕、數(shù)字光強模塊、按鍵模塊、紅外遙控模塊、液晶顯示模塊和電源模塊；包括以下三種功能模式：
1、自動模式：所述數(shù)字光強模塊采集光強數(shù)據(jù)，將所述光強數(shù)據(jù)進行模數(shù)轉換得到電信號，并將所述電信號傳輸給MCU模塊，所述MCU模塊根據(jù)所述電信號進行處理，輸出對應的PWM調制至LED點陣屏幕，所述LED點陣屏幕根據(jù)所述PWM調制進行亮度等級的調節(jié)；
2、按鍵模式：所述按鍵模塊通過按鍵實現(xiàn)按鍵模式的啟動、LED點陣屏幕的亮度等級調節(jié)及按鍵模式的退出；
3、紅外模式：所述紅外遙控模塊與紅外遙控器連接，通過紅外遙控器上的按鍵進行遠程的亮度等級調節(jié)；
所述液晶顯示模塊搭載LCD12864，用于顯示功能模式及亮度等級，使得人機交互的界面更加人性化。所述電源模塊為其余模塊進行供電，具有12V DC、5V DC和3.3V DC三檔電壓輸出。
進一步的，所述數(shù)字光強模塊采集到的光強數(shù)據(jù)與LED點陣屏幕的亮度等級的關系為：
其中，Cmax為MCU模塊預設的光強數(shù)據(jù)最大值，Cmin為MCU模塊預設的光強數(shù)據(jù)最小值，ΔC為亮度等級跨度，C為數(shù)字光強模塊采集到的光強數(shù)據(jù)，A為亮度等級，INT（）為取整函數(shù)。即MCU模塊將亮度等級分為0-14這15個等級，分別對應15個光強區(qū)間，當數(shù)字光強模塊采集到光強數(shù)據(jù)后，將之與15個光強區(qū)間進行對比，并將LED點陣屏幕亮度等級調整為光強數(shù)據(jù)所處的光強區(qū)間對應的亮度等級。
進一步的，所述亮度等級的調節(jié)通過驅動芯片MAX7219/MAX7221的INTENSITY寄存器的低四位控制脈寬調制器來實現(xiàn)；INTENSITY寄存器把亮度分為15個等級（0x00~0x0f）,通過判定光強數(shù)據(jù)的大小來確定LED點陣屏的亮度等級，從而實現(xiàn)調節(jié)。所述脈寬調制器將段電流平均分為16個階次，最大值為由RSET設置的電流峰值的31/32，最小值為電流峰值的1/32（ MAX7221為15/16到1/16），最小數(shù)據(jù)熄滅時間設置為時鐘周期的1/32。
進一步的，MAX7219通過加在V+和ISET之間的一個外部電阻來控制顯示亮度，段驅動電流是流入ISET端電流的100倍。這個電阻可以是固定的，也可以是可變電阻，通過前面板來控制以選擇合適的亮度。其最小值為9.53KΩ ， 它設定段電流為40mA。
進一步的，所述數(shù)字光強模塊為BH1750芯片。
進一步的，所述按鍵模塊包括按鍵S1、按鍵S2、按鍵S3和按鍵S4，所述按鍵S1用于按鍵模式的啟動，按鍵S2用于增大亮度等級，按鍵S3用于減小亮度等級；按鍵S4用于按鍵模式的退出。
進一步的，所述MCU模塊為擁有ARM Cortex-M3內核的STM32F103ZET6單片機。
進一步的，所述紅外遙控器通過開機鍵進入紅外控制模式，通過按鍵“+”或“-”進行整體亮度的調節(jié)，通過返回鍵可退出紅外控制模式，總體方案與按鍵模塊類似，區(qū)別為用過無線遙控實現(xiàn)了遠程的操控。
為了讓一般技術人員更好的理解本發(fā)明的技術方案，以下結合具體調整方法對本發(fā)明進一步介紹。
步驟S1：當智能調光LED屏幕時，LCD12864的軟件設計部分首先對系統(tǒng)進行初始化；完成系統(tǒng)初始化后進行對LCD12864的初始化；初始化后再進行對相關指令的編寫和修改，即寫指令以及寫數(shù)據(jù)；最后再完成LCD12864的換頁顯示；LCD12864的軟件設計部分結束；
步驟S2：本智能調光LED屏幕的具體的控制流程是先進行對各模塊的初始化，初始化后系統(tǒng)自動進入自適應調光模式，此后可通過按鍵的S1鍵進入按鍵模式以及紅外遙控器的開機鍵進入紅外控制模式。按鍵模式是由S1進入按鍵調光模式，通過按S2或S3進行整體亮度的調節(jié)，通過S4鍵可退出按鍵模式；紅外模式是通過開機鍵進入紅外控制模式，通過按鍵“+”或“-”進行整體亮度的調節(jié)，通過返回鍵可退出紅外控制模式。退出按鍵模式以及紅外控制模式后系統(tǒng)會再次重新進入各模塊初始化，再次進入自適應調光模式；
步驟S3：能實現(xiàn)外界光強數(shù)據(jù)采集以及處理，并將處理結果傳輸給MAX7219進行驅動點陣屏幕，從而實現(xiàn)亮度自適應調節(jié)；
步驟S4：按鍵模塊能正常調節(jié)亮度等級，共能調節(jié)15個不同的亮度等級；紅外遙控能在一米內實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸控制，共有15個不同的亮度等級。
步驟S5：通過光強模塊BH1750把模擬量轉化為數(shù)字量，得到光強數(shù)據(jù)，判斷光線數(shù)值的大小，來調節(jié)LED點陣屏的光暗。比如，當光強模塊采集到的光強數(shù)值為0時，則LED點陣屏亮度最暗，而LED點陣屏的光亮則是通過驅動芯片MAX7219的INTENSITY寄存器來調節(jié)的，INTENSITY寄存器把亮度分為15個等級（0x00~0x0f）,通過判定光線數(shù)值的大小來確定LED點陣屏的亮度等級，從而實現(xiàn)調節(jié)。
步驟S6：MAX7219/MAX7221通過加在V+和ISET之間的一個外部電阻來控制顯示亮度。段驅動電流一般是流入ISET端電流的100倍。這個電阻可以是固定的，也可以是可變電阻，通過前面板來控制以選擇合適的亮度。其最小值為9.53KΩ ， 它設定段電流為40mA。顯示亮度也可以通過亮度寄存器來控制。數(shù)字控制顯示亮度是通過亮度寄存器的低四位來控制的脈寬調制器來控制。調制器將段電流平均分為16個階次，最大值為由RSET設置的最大電流的31/32，最小值為電流峰值的1/32（ MAX7221為15/16到1/16）。最小數(shù)據(jù)熄滅時間設置為時鐘周期的1/32。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。