這篇方案設計類論文發表了家電產品顯示控制方案設計研究，家電產品的設計方案關系到我們使用的效果，合理的控制電路方案可以實現產品界面亮度可調的效果，解決了硬件資源不足和家電產品因微處理器資源不足導致顯示界面效果單一的限制。
關鍵詞：方案設計類論文,單片機,驅動芯片,PWM控制
引言
在產品同質化越趨嚴重的市場上，家用電器為了增加產品的附加值，與競品拉開差異，通常會在操作顯示界面上作一些炫麗的顯示效果，通過界面上LED燈的不同明亮程度來顯示特定的效果。然而，家電產品由于微處理器本身資源的限制，只能做少部分LED的亮度調整。如果讓整個操作顯示都帶有獨立的亮度調整，將變得非常困難，需要增加專用的顯示驅動芯片及復雜的級連電路來實現。但這種方式成本高，不適合應用在家電產品上。本方案通過微處理器與一個普通的顯示驅動芯片組成簡單的電路搭配，通過軟件控制微處理器實現特殊的掃描方式，不僅實現整個顯示界面各LED獨立的亮度控制，還可以擴展成數碼屏或數碼管與LED共同運用的場合。
1設計原理
一般家用電器上的顯示，都由LED通過排列組合成不同的圖形，再通過面板上各種印刷的圖案顯示出來。而LED的亮度，一般由輸入的電流大小來決定。通過控制流過LED的電流大小，即可實現LED的亮度調整，如圖1所示。由于家用電器的微處理器資源有限，普通的I/O口只能實現高、低電平的轉換，只有特殊的幾個I/O口才有控制不同級別電平的能力。在調整LED個數較多的應用上，顯得力不從心。通過外設增加一個PWM的驅動芯片，此芯片與微處理器通過通信協議方式相連，微處理器可以通過擴展的PWM驅動芯片，輸出多路可控控不同級別電平能力的驅動信號，可以滿足顯示界面全屏亮度可調的效果。
2硬件電路設計
硬件電路方案設計如圖2所示，控制方案由單片機和PWM驅動芯片組成，顯示為LED矩陣，由m列與n行組成，m和n為大于1的自然數，LED可組合為數碼管或數碼屏。驅動芯片輸出列信號，每列的占空比可獨立調節，其顯示的行驅動由單片機I/O口直接輸出。單片機與驅動芯片采用串行通信方式，單片機控制驅動芯片每路輸出的PWM占空比，即列信號SegPWM1~SegPWMx，單片機輸出的行信號驅動三極管Q1~Qx來實現大電流的供給，x為大于1的自然數。
為開發出更適合于家用電器產品的設計方案，解決所有LED亮度單獨調節問題，本方案采用LED矩陣的顯示方式，行驅動用單片機I/O口獨立控制，并通過三極管Q1~Qx共x路驅動，單片機行驅動信號每次只開通一個三極管，依次掃描，當開通三極管的同時，單片機通過通信協議，輸出列掃描信息到驅動芯片，驅動芯片按接收到的信息，送出列PWM掃描信號，實現了此行各個LED燈亮度都可調節的效果。具體實施例如下：1)COM1~COMx全部輸出高電平，此時三極管截止，關閉所有顯示;2)單片機控制驅動芯片輸出SegPWM1~SegPWMx信號，針對第1行的LED燈分別送出PWM，然后COM1輸出低電平，此時Q1開通，第1行每個燈分別顯示不同亮度;3)微處理器單片機控制延時一段時間delay(x);4)COM1~COMx全部輸出高電平，關閉所有顯示;5)單片機控制驅動芯片輸出SegPWM1~SegPWMx信號，針對第2行的LED燈分別送出PWM，然后COM2輸出低電平，此時Q2開通，第2行每個LED燈分別顯示不同亮度;6)微處理器單片機控制延時一段時間delay(x);依次直到COMx輸出低電平后，再重復循環，驅動信號如圖3所示。
本設計方案可運用在所有家用電器顯示界面上。除LED燈外，數碼屏或數碼管通常應用到顯示界面上，由于數碼屏或數碼管也是由LED燈組合而成，其效果與本設計方案相同，也可以通過微處理器單片機通過I/O與驅動芯片PWM控制組合，調節其亮度級別。LED燈與數碼屏或數碼管的硬件電路原理圖如圖4所示。
3結論
本文介紹了一種家電產品顯示控制方案的設計，通過微處理器單片機與擴展驅動芯片組合控制，使用單片機的I/O口配搭驅動芯片的PWM信號，實現整個顯示界面所有LED燈的亮度調節。此方案也適用于數碼屏或數碼管與LED的組合顯示，使整個顯示界面實現明暗不一的亮度調節，形成豐富多變的界面顯示，在成本較優的情況下，解決了硬件資源不足的問題，提升了家電產品的競爭力。
參考文獻
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作者：李信合 單位：佛山市順德區美的電熱電器制造有限公司
