一种采用微处理器的显示效果稳定的lcd的制作方法
专利名称：一种采用微处理器的显示效果稳定的lcd的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及液晶显示器应用技术领域，具体而言是涉及一种采用微处理器的在全工业温度范围(_40°C +85°C)内保持稳定显示效果的LCD(Liquid Crystal Display, 液晶显示器)。
背景技术：
目前，IXD在手机、家电、工业产品等显示领域得到了广泛的应用，其原理是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制液晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。然而液晶分子的活性受环境温度的影响较大，在不同的温度下，液晶分子的偏转角度不同，从而影响显示效果，造成对比度严重下降(高温)或响应速度大大降低(低温)。为了解决这个问题，常用的方法是采用纯硬件电路对IXD的驱动电压进行温度补偿。这种方法虽然简单，而且能够使IXD在高温和低温时的显示效果得到一定改善，但是由于简单硬件电路不能输出LCD在各温度点所需要的最佳电压，所以无法让LCD得到最适宜的补偿。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种在全工业温度范围(_40°C ^+85°C )内保持清晰、稳定的显示效果的IXD。为实现上述目的，本实用新型提供了一种采用微处理器的显示效果稳定的IXD，包括IXD、MCU (Micro Control Unit，微处理器)、电压调节模块和温度检测模块，其中所述温度检测模块的信号输出端与MCU的温度信号接收端相连，所述温度检测模块检测LCD的温度并将温度信号传输给所述MCU ；所述MCU输出的PWM (Pulse Width Modulation，脉宽调制)信号经过电压调节模块调节后与LCD的电源输入端相连；所述电压调节模块包括低通滤波器、误差放大器和输出电路，所述低通滤波器由电阻Rl和电容C组成，所述电阻Rl的A 端与MCU的PWM信号输出端相连，电阻Rl的B端与电容C的一端相连，所述电容C的另一端接地，所述电阻Rl的B端还与电阻R2的一端相连，所述电阻R2的另一端与误差放大器的反向输入端相连，所述误差放大器的正向输入端连接有参考电压Vref (Voltage Reference) 的正端，所述参考电压Vref的负端接地，所述误差放大器的输出端与输出电路的控制输入端相连，所述输出电路的电压输出端通过电阻R4与误差放大器的反向输入端相连，从而形成负反馈，所述误差放大器的反向输入端还与电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端接地，所述电压调节模块的输出电路的电压输出端与所述LCD的电源输入端相连，为LCD提供电能。本实用新型采用的电压调节模块将MCU输出的PWM信号经过低通滤波处理后变为直流控制电压，然后加到误差放大器反向输入端，对直流反馈信号进行干预，达到自动连续改变输出电压的目的，实现对LCD驱动电压的最佳补偿，使LCD的显示效果在全工业温度范围内保持清晰、稳定。[0006]在本实用新型的一种优选实施方式中，温度检测模块为温度传感元件。在本实用新型的另一种优选实施方式中，温度传感元件为热敏电阻。在本实用新型的再一种优选实施方式中，电压调节模块中低通滤波器截止频率小于 5Hz。在本实用新型的一种优选实施方式中，电压调节模块中电阻Rl的阻值范围为 10ΚΩ 51ΚΩο在本实用新型的另一种优选实施方式中，电压调节模块中电阻R2的阻值范围为 50ΚΩ 510ΚΩ。本实用新型具有的有益效果本实用新型利用电压调节模块将MCU输出的PWM信号经过低通滤波处理后变为直流控制电压，然后加到误差放大器反向输入端，对直流反馈信号进行干预，最终达到随温度自动连续改变输出电压的目的，实现对LCD驱动电压的最佳补偿，使LCD的显示效果保持稳定。
图1是本实用新型的采用微处理器的显示效果稳定的LCD结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图对本实用新型进一步详细说明。如图1所示，采用微处理器的显示效果稳定的IXD包括IXD、MCU、电压调节模块和温度检测模块，其中所述温度检测模块的信号输出端与MCU的温度信号接收端相连，所述温度检测模块检测LCD的温度并将温度信号传输给所述MCU ；所述MCU输出的PWM信号经过电压调节模块调节后与LCD的电压输入端相连；所述电压调节模块包括低通滤波器、误差放大器和输出电路，所述低通滤波器由电阻Rl和电容C组成，所述电阻Rl的A端与MCU 的PWM信号输出端相连，电阻Rl的B端与电容C的一端相连，所述电容C的另一端接地，所述电阻Rl的B端还与电阻R2的一端相连，所述电阻R2的另一端与误差放大器的反向输入端相连，所述误差放大器的正向输入端连接有参考电压Vref的正端，所述参考电压Vref的负端接地，所述误差放大器的输出端与输出电路的控制输入端相连，所述输出电路的电压输出端通过电阻R4与误差放大器的反向输入端相连，从而形成负反馈，所述误差放大器的反向输入端还与电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端接地，所述电压调节模块的输出电路的电压输出端与所述LCD的电源输入端相连，为LCD提供电能。在本实用新型的一种优选实施方式中，温度检测模块为温度传感元件，在根据本实用新型的一种更加优选的实施方式中，温度传感元件为热敏电阻。在本实施方式中，电压调节模块的误差放大器可以为但不限于任何实现误差放大功能的器件，具体可以是分离元件放大器、独立的集成运算放大器，还可以是集成在普通可调型直流稳压集成电路之中的专用误差放大器。本实用新型电压调节模块中一阶RC低通滤波器的结构为现有技术，其截止频率应小于5Hz，电阻Rl的阻值范围为IOK Ω飞IK Ω，电容C的取值可根据下述公式计算1/(2 Π XR1XC)彡 5 Hz。电阻R2通常取Rl的5 10倍，在本实施方式中，电阻R2的阻值范围为 50ΚΩ 510ΚΩ。电阻R3和电阻R4的取值主要取决于所需的输出电压范围，具体可根据如下的输出电压公式进行计算和设计 Vout=Vref+R4 X [Vref/R3- (Duty X Vp-Vref) /R2]，其中，Duty 为 MCU 输出的 PWM 信号的占空比，0彡Duty ( 100%，Vp为PWM信号高电平的电压值，在计算时设定R2 >> R1。 温度检测模块实时检测IXD的表面温度并将温度信号传输给所述MCU，MCU根据温度信号输出相应占空比的PWM信号到电压调节模块。本实用新型通过调整MCU输出的PWM 信号的占空比Duty，不需要手工调节硬件电路就能实现对电压调节模块输出电压Vout的连续调节，从而提高了电压调节模块的响应速度和自动化程度，为用户带来了方便。在本实用新型的采用微处理器的显示效果稳定的IXD工作时，温度检测模块检测 LCD的温度，并将LCD温度升高的信号传输给MCU。当环境温度变高时，MCU通过提高输出 PWM信号的占空比，从而使电压调节模块向LCD输出的电压降低，最终降低了液晶分子的活性，从而达到补偿和稳定LCD显示效果的目的。温度下降时的处理方向则完全相反。表1是本实用新型IXD的最佳工作电压Vout与环境温度T的关系表，由于采用不同材料、不同工艺制作的LCD具有不同的最佳工作电压Vout值，本专利只列举了本实施方式中的LCD的最佳工作电压Vout与环境温度T的关系，若有类似专利只作数值的改变则仍在本专利的保护范围内。从表中可见，为了使LCD在各温度点都达到最佳的显示效果，不仅 LCD的工作电压需要随环境温度的改变而改变，而且在不同的温度点，使LCD达到最佳显示效果的最佳电压值Vout是唯一确定的，其与温度T的关系也是非线性的，采用简单纯硬件电路不可能对LCD进行最佳的温度补偿，而本实用新型LCD的工作电压采用微处理器控制， 能够实现最佳的温度补偿。表1 IXD的最佳工作电压Vout与环境温度T的关系表。
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权利要求1.一种采用微处理器的显示效果稳定的IXD，包括IXD、MCU、电压调节模块和温度检测模块，其特征在于所述温度检测模块的信号输出端与MCU的温度信号接收端相连，所述温度检测模块检测LCD的表面温度并将温度信号传输给所述MCU ；所述MCU输出的PWM信号经过电压调节模块调节后与LCD的电源输入端相连；所述电压调节模块包括低通滤波器、误差放大器和输出电路，所述低通滤波器由电阻Rl和电容C组成，所述电阻Rl的A端与MCU 的PWM信号输出端相连，电阻Rl的B端与电容C的一端相连，所述电容C的另一端接地，所述电阻Rl的B端还与电阻R2的一端相连，所述电阻R2的另一端与误差放大器的反向输入端相连，所述误差放大器的正向输入端连接有参考电压Vref的正端，所述参考电压Vref的负端接地，所述误差放大器的输出端与输出电路的控制输入端相连，所述输出电路的电压输出端通过电阻R4与误差放大器的反向输入端相连，从而形成负反馈，所述误差放大器的反向输入端还与电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端接地，所述电压调节模块的输出电路的电压输出端与所述LCD的电源输入端相连，为LCD提供电能。
2.如权利要求1所述的一种采用微处理器的显示效果稳定的LCD，其特征在于所述温度检测模块为温度传感元件。
3.如权利要求2所述的一种采用微处理器的显示效果稳定的LCD，其特征在于所述温度传感元件为热敏电阻。
4.如权利要求1所述的一种采用微处理器的显示效果稳定的LCD，其特征在于所述电压调节模块中低通滤波器截止频率小于5Hz。
5.如权利要求1所述的一种采用微处理器的显示效果稳定的LCD，其特征在于所述电压调节模块中电阻Rl的阻值范围为IOK Ω飞IK Ω。
6.如权利要求1所述的一种采用微处理器的显示效果稳定的LCD，其特征在于所述电压调节模块中电阻R2的阻值范围为50ΚΩ飞10ΚΩ。
专利摘要本实用新型公开了一种采用微处理器的显示效果稳定的LCD，包括LCD、MCU、电压调节模块和温度检测模块。温度检测模块实时检测LCD的表面温度并将温度信号传输给所述MCU，MCU根据温度信号输出相应占空比的PWM信号到电压调节模块，电压调节模块的输出电压与LCD的电源输入端相连。本实用新型利用电压调节模块将MCU输出的PWM信号经过低通滤波处理后变为直流控制电压，然后加到误差放大器反向输入端，对直流反馈信号进行干预，最终达到随温度自动连续改变LCD电源电压的目的，实现对LCD驱动电压的最佳补偿，从而使LCD的显示效果在很宽的温度范围内保持稳定。
文档编号G09G3/36GK202142278SQ201120224830
公开日2012年2月8日 申请日期2011年6月29日 优先权日2011年6月29日
发明者刘德锋, 张长伟, 颜云华 申请人:重庆徐港电子有限公司
技术领域：
本实用新型涉及液晶显示器应用技术领域，具体而言是涉及一种采用微处理器的在全工业温度范围(_40°C +85°C)内保持稳定显示效果的LCD(Liquid Crystal Display, 液晶显示器)。
背景技术：
目前，IXD在手机、家电、工业产品等显示领域得到了广泛的应用，其原理是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制液晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。然而液晶分子的活性受环境温度的影响较大，在不同的温度下，液晶分子的偏转角度不同，从而影响显示效果，造成对比度严重下降(高温)或响应速度大大降低(低温)。为了解决这个问题，常用的方法是采用纯硬件电路对IXD的驱动电压进行温度补偿。这种方法虽然简单，而且能够使IXD在高温和低温时的显示效果得到一定改善，但是由于简单硬件电路不能输出LCD在各温度点所需要的最佳电压，所以无法让LCD得到最适宜的补偿。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种在全工业温度范围(_40°C ^+85°C )内保持清晰、稳定的显示效果的IXD。为实现上述目的，本实用新型提供了一种采用微处理器的显示效果稳定的IXD，包括IXD、MCU (Micro Control Unit，微处理器)、电压调节模块和温度检测模块，其中所述温度检测模块的信号输出端与MCU的温度信号接收端相连，所述温度检测模块检测LCD的温度并将温度信号传输给所述MCU ；所述MCU输出的PWM (Pulse Width Modulation，脉宽调制)信号经过电压调节模块调节后与LCD的电源输入端相连；所述电压调节模块包括低通滤波器、误差放大器和输出电路，所述低通滤波器由电阻Rl和电容C组成，所述电阻Rl的A 端与MCU的PWM信号输出端相连，电阻Rl的B端与电容C的一端相连，所述电容C的另一端接地，所述电阻Rl的B端还与电阻R2的一端相连，所述电阻R2的另一端与误差放大器的反向输入端相连，所述误差放大器的正向输入端连接有参考电压Vref (Voltage Reference) 的正端，所述参考电压Vref的负端接地，所述误差放大器的输出端与输出电路的控制输入端相连，所述输出电路的电压输出端通过电阻R4与误差放大器的反向输入端相连，从而形成负反馈，所述误差放大器的反向输入端还与电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端接地，所述电压调节模块的输出电路的电压输出端与所述LCD的电源输入端相连，为LCD提供电能。本实用新型采用的电压调节模块将MCU输出的PWM信号经过低通滤波处理后变为直流控制电压，然后加到误差放大器反向输入端，对直流反馈信号进行干预，达到自动连续改变输出电压的目的，实现对LCD驱动电压的最佳补偿，使LCD的显示效果在全工业温度范围内保持清晰、稳定。[0006]在本实用新型的一种优选实施方式中，温度检测模块为温度传感元件。在本实用新型的另一种优选实施方式中，温度传感元件为热敏电阻。在本实用新型的再一种优选实施方式中，电压调节模块中低通滤波器截止频率小于 5Hz。在本实用新型的一种优选实施方式中，电压调节模块中电阻Rl的阻值范围为 10ΚΩ 51ΚΩο在本实用新型的另一种优选实施方式中，电压调节模块中电阻R2的阻值范围为 50ΚΩ 510ΚΩ。本实用新型具有的有益效果本实用新型利用电压调节模块将MCU输出的PWM信号经过低通滤波处理后变为直流控制电压，然后加到误差放大器反向输入端，对直流反馈信号进行干预，最终达到随温度自动连续改变输出电压的目的，实现对LCD驱动电压的最佳补偿，使LCD的显示效果保持稳定。
图1是本实用新型的采用微处理器的显示效果稳定的LCD结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图对本实用新型进一步详细说明。如图1所示，采用微处理器的显示效果稳定的IXD包括IXD、MCU、电压调节模块和温度检测模块，其中所述温度检测模块的信号输出端与MCU的温度信号接收端相连，所述温度检测模块检测LCD的温度并将温度信号传输给所述MCU ；所述MCU输出的PWM信号经过电压调节模块调节后与LCD的电压输入端相连；所述电压调节模块包括低通滤波器、误差放大器和输出电路，所述低通滤波器由电阻Rl和电容C组成，所述电阻Rl的A端与MCU 的PWM信号输出端相连，电阻Rl的B端与电容C的一端相连，所述电容C的另一端接地，所述电阻Rl的B端还与电阻R2的一端相连，所述电阻R2的另一端与误差放大器的反向输入端相连，所述误差放大器的正向输入端连接有参考电压Vref的正端，所述参考电压Vref的负端接地，所述误差放大器的输出端与输出电路的控制输入端相连，所述输出电路的电压输出端通过电阻R4与误差放大器的反向输入端相连，从而形成负反馈，所述误差放大器的反向输入端还与电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端接地，所述电压调节模块的输出电路的电压输出端与所述LCD的电源输入端相连，为LCD提供电能。在本实用新型的一种优选实施方式中，温度检测模块为温度传感元件，在根据本实用新型的一种更加优选的实施方式中，温度传感元件为热敏电阻。在本实施方式中，电压调节模块的误差放大器可以为但不限于任何实现误差放大功能的器件，具体可以是分离元件放大器、独立的集成运算放大器，还可以是集成在普通可调型直流稳压集成电路之中的专用误差放大器。本实用新型电压调节模块中一阶RC低通滤波器的结构为现有技术，其截止频率应小于5Hz，电阻Rl的阻值范围为IOK Ω飞IK Ω，电容C的取值可根据下述公式计算1/(2 Π XR1XC)彡 5 Hz。电阻R2通常取Rl的5 10倍，在本实施方式中，电阻R2的阻值范围为 50ΚΩ 510ΚΩ。电阻R3和电阻R4的取值主要取决于所需的输出电压范围，具体可根据如下的输出电压公式进行计算和设计 Vout=Vref+R4 X [Vref/R3- (Duty X Vp-Vref) /R2]，其中，Duty 为 MCU 输出的 PWM 信号的占空比，0彡Duty ( 100%，Vp为PWM信号高电平的电压值，在计算时设定R2 >> R1。 温度检测模块实时检测IXD的表面温度并将温度信号传输给所述MCU，MCU根据温度信号输出相应占空比的PWM信号到电压调节模块。本实用新型通过调整MCU输出的PWM 信号的占空比Duty，不需要手工调节硬件电路就能实现对电压调节模块输出电压Vout的连续调节，从而提高了电压调节模块的响应速度和自动化程度，为用户带来了方便。在本实用新型的采用微处理器的显示效果稳定的IXD工作时，温度检测模块检测 LCD的温度，并将LCD温度升高的信号传输给MCU。当环境温度变高时，MCU通过提高输出 PWM信号的占空比，从而使电压调节模块向LCD输出的电压降低，最终降低了液晶分子的活性，从而达到补偿和稳定LCD显示效果的目的。温度下降时的处理方向则完全相反。表1是本实用新型IXD的最佳工作电压Vout与环境温度T的关系表，由于采用不同材料、不同工艺制作的LCD具有不同的最佳工作电压Vout值，本专利只列举了本实施方式中的LCD的最佳工作电压Vout与环境温度T的关系，若有类似专利只作数值的改变则仍在本专利的保护范围内。从表中可见，为了使LCD在各温度点都达到最佳的显示效果，不仅 LCD的工作电压需要随环境温度的改变而改变，而且在不同的温度点，使LCD达到最佳显示效果的最佳电压值Vout是唯一确定的，其与温度T的关系也是非线性的，采用简单纯硬件电路不可能对LCD进行最佳的温度补偿，而本实用新型LCD的工作电压采用微处理器控制， 能够实现最佳的温度补偿。表1 IXD的最佳工作电压Vout与环境温度T的关系表。
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权利要求1.一种采用微处理器的显示效果稳定的IXD，包括IXD、MCU、电压调节模块和温度检测模块，其特征在于所述温度检测模块的信号输出端与MCU的温度信号接收端相连，所述温度检测模块检测LCD的表面温度并将温度信号传输给所述MCU ；所述MCU输出的PWM信号经过电压调节模块调节后与LCD的电源输入端相连；所述电压调节模块包括低通滤波器、误差放大器和输出电路，所述低通滤波器由电阻Rl和电容C组成，所述电阻Rl的A端与MCU 的PWM信号输出端相连，电阻Rl的B端与电容C的一端相连，所述电容C的另一端接地，所述电阻Rl的B端还与电阻R2的一端相连，所述电阻R2的另一端与误差放大器的反向输入端相连，所述误差放大器的正向输入端连接有参考电压Vref的正端，所述参考电压Vref的负端接地，所述误差放大器的输出端与输出电路的控制输入端相连，所述输出电路的电压输出端通过电阻R4与误差放大器的反向输入端相连，从而形成负反馈，所述误差放大器的反向输入端还与电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端接地，所述电压调节模块的输出电路的电压输出端与所述LCD的电源输入端相连，为LCD提供电能。
2.如权利要求1所述的一种采用微处理器的显示效果稳定的LCD，其特征在于所述温度检测模块为温度传感元件。
3.如权利要求2所述的一种采用微处理器的显示效果稳定的LCD，其特征在于所述温度传感元件为热敏电阻。
4.如权利要求1所述的一种采用微处理器的显示效果稳定的LCD，其特征在于所述电压调节模块中低通滤波器截止频率小于5Hz。
5.如权利要求1所述的一种采用微处理器的显示效果稳定的LCD，其特征在于所述电压调节模块中电阻Rl的阻值范围为IOK Ω飞IK Ω。
6.如权利要求1所述的一种采用微处理器的显示效果稳定的LCD，其特征在于所述电压调节模块中电阻R2的阻值范围为50ΚΩ飞10ΚΩ。
专利摘要本实用新型公开了一种采用微处理器的显示效果稳定的LCD，包括LCD、MCU、电压调节模块和温度检测模块。温度检测模块实时检测LCD的表面温度并将温度信号传输给所述MCU，MCU根据温度信号输出相应占空比的PWM信号到电压调节模块，电压调节模块的输出电压与LCD的电源输入端相连。本实用新型利用电压调节模块将MCU输出的PWM信号经过低通滤波处理后变为直流控制电压，然后加到误差放大器反向输入端，对直流反馈信号进行干预，最终达到随温度自动连续改变LCD电源电压的目的，实现对LCD驱动电压的最佳补偿，从而使LCD的显示效果在很宽的温度范围内保持稳定。
文档编号G09G3/36GK202142278SQ201120224830
公开日2012年2月8日 申请日期2011年6月29日 优先权日2011年6月29日
发明者刘德锋, 张长伟, 颜云华 申请人:重庆徐港电子有限公司
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