系統的整合測試

• 目的:

調PWM發各種光、光回授功能。

• 程序:

1. 建立一新軟體專案，其中只包含作業系統程式與10bit A/D驅動程式。

2. PWM=0~100% Duty (頻率 設定500HZ) 調整使LED發不同階層的光。

3. 顏色感測模組讀到RGB (Count 數值) 透過 6.3節顏色感測回授控制方式。

4. 驗證結果表 6.1所示與無回授控制時RGB(Count 數值)圖 6.6所示、有回授控 制時RGB(Count 數值) 圖 6.7所示。

• 注意事項:

PWM輸出訊號之Duty與A/D有一定水準的準確度。

圖 6.5 實際整體的系統

表 6.1 RGB DUTY (%) 比例調顏色

R DUTY(%) G DUTY(%) B DUTY(%)

紅 100 0 0

橙 90 50 10

黃 100 100 0

綠 0 100 0

藍 0 0 100

白 100 100 100

黑 0 0 0

色光之混合，是將各色光之能量相加，因而眼睛所感受到的是一個加成的光譜，

由MCU端送出PWM(RGB DUTY%比如表6.1所示給LED驅動IC調整陣列LED模組 發光顏色與光強度。

色光三原色：紅(R)、綠(G)、藍(B) R+G→Yellow

R+B→Magenta G+B→Cyan R+G+B→白光

• 回授前後的量測結果比較(duty=65)

(a)

(b)

圖 6.6 (a)DUTY =65時無光回授系統(b)轉成比值(613-Y)/613

(a)

(b)

圖 6.7 (a)DUTY = 65時有光回授系統 (b)轉成比值(613-Y)/613

第 七 章 結論

由於LED會受到溫度變化與長時間點滅的影響，會產生各個不同的亮度以及色 溫的衰減，因此針對做為背光源的LED維持其穩定光輸出特性的穩定，所以使用光 回授補償方式。

LED背光源系統實作方面整合了五項模組其MCU控制模組、LED陣列模組、

LED(RGB)驅動模組、顏色與溫度感測模組等，整體控制功能為可使LED陣列模組 發各種顏色光如表6.1、LED光亮度輝階的調整與光回授補償功能的完成此功能可 由無光回授補償時如圖6.6 與加上光回授補償後如圖6.7做比較得知背板溫度上升 而LED光亮度不變，表示這迴授控制系統達到了原先我們所預期的結果且可控制在 任何想要的色溫，以及在不同色溫下保持在固定的亮度。

此系統硬體部份優點為Al-MCPCB增加善熱面積並有效阻隔熱往迴轉、電路控 制簡單接線少、準確性高電流誤差小、成本低廉元件少，且MBI1816三顆driver 就 可控制多LED陣列。

未來研究方向

(1)脈寬調變(PWM)方式來做為RGB三色順序循環點亮，降低LED的消耗功率 、增 加其使用壽命、減低LED發熱，缺點總光強輸出亮度會減至原來的1/3，其方法每 個LED點亮 2ms 關掉4ms 如此可以讓LED減低發熱並利用冷發光還沒消失前再次 激發其他LED來維持混光效果，我們利用人眼視覺暫留現象來達成全彩的顯示，由 於人眼視覺暫留石間大於60Hz(16.67ms)，因此只要彩用RGB三色LED快速先後切 換(180Hz) ，混色後對人眼就能產生白光的映像，這種加色法稱連續加色法光源 (Field sequential color ;FSC)，而最後為背光源與液晶同步的結合其困難度是在於液 晶的反應速度較慢。

(2)LED的光回授補償得到了明顯有效的色溫穩定性，目前此系統功能上還有很大 的改善空間，如控制架構上方法改變與模擬。

參 考 文 獻

[1] Cosmic Inc., “C Cross Compiler User’s Guide for Motorola MC68HC12,Version 4.5”, 2002

[2] Motorola Inc., “HCS12 V1.5 Core User Guide Version 1.2”, 17 Aug. 2000 [3] Motorola Inc., “CRG Block User Guide V03.08”,11 Mar. 2002

[4] Joachim Krucken, “START12 D-family Compatibility Considerations (EB386/D)”, Motorola Inc., 2001

[5] Gordon Doughman, “Using Cosmic Software’s M68HC12 Compiler for MC9S12DP256 Software Development (AN2213/D)”, Motorola Inc.,2001

[6] Stuart Robb, “HCS12 NVM Guidelines”,AN2400/D, Rev.1, Motorola Inc., Mar. 2003 [7] Motorola Inc., “MSCAN Block User Guide V02.14”,18 Sep. 2002

[8] Motorola Inc., “MC9S12DT128B Device User Guide V01.09”,31 October 2002 [9] Motorola Inc., “CRG Block User Guide V03.08”,11 Mar. 2002

[10] Motorola Inc., “ECT_16B8C Block User Guide V03.08＂,18 Jul. 2002

[11] Motorola Inc., “HCS12 Serial communications Interface(SCI) Block Guide V02.05”,10 Oct. 2001

[12] Motorola Inc., “SPI Block User Guide V02.06＂,06 Mar. 2002

[13] Motorola Inc., “HCS12 Inter-Integrated Circuit(IIC) Block Guide V02.06”,18 Aug. 2002 [14] Motorola Inc., “ATD_10B8C Block User Guide V02.08＂,16 Aug. 2002

[15] Motorola Inc., “FTS128K Block Guide V01.03＂,11 Mar. 2002 [16] Motorola Inc., “EETS2K Block User Guide V01.03＂,09 Jul. 2002 [17] Motorola Inc., “PWM_8B8C Block User Guide V01.16＂,14 Mar. 2002

[18] Stuart Robb, “CAN Bit Timing Requirements＂, AN1798, Rev.4, Motorola Inc., 1999 [19] Motorola Inc., “PIM_9DTB128 Port Integration Module (PIM) Block User Guide V01.03”,

2 Aug. 2002

[21] MathWorks Inc., ＂Stateflow User＇s Guide, Version 4＂, Sep., 2000

[22] MathWorks Inc., ＂Real-Time Workshop User＇s Guide, Version 3＂, July, 2002

[23] MathWorks Inc., ＂Real-Time Workshop Embedded Coder User＇s Guide, Version 3”, July, 2002

[24] Cosmic Inc., “ZAP Simulator Configuration for Motorola＇s 68HC12＂, Ver. 3.2, Oct.

2001

[25] Cosmic Inc., “ ZAP Cable12/Multi-link Debugger Configuration for Motorola ＇ s68HC12”, Ver. 3.5, July 2002

[26] Armand Perduijn, Sjef de Krijger, John Claseesns, Noboru Kaito, Takaaki Yagi , S.T. Hsu , Masayuki Sakakibara, Tsutomu lto, Shinsuke Okada , “ Light Output Feedback Solution for RGB Backlight Applications ” ,SID 00 DIGEST ．3.

[27] C.Harbers and G.Harbers, “LCD Backlight with High Luminescent Colored Light Emitting Diodes”,Proc.LS-9,2001.

[28] S.Muthu,”Effective Modeling of CIE xy Coordinates for Red Green and Blue LEDs for White LED Light Control ”,US Patent Dischosure#71121.

[29] Jun-ichi Hirakate, Akira Shingal, Yoshinori Tanaka and klkuo Ono,”Super-TFT-LCD for Moving Picture Images with the Blink Backlight System”,SID 01 DIGEST．993.

[30] Raimund Zach “Color Stabilization of RGB LEDs in an LED Backlight Example”, /www.osram-os.com/,2004.

[31] Wolfgang Aberle and Markus Hofmann ,”Driving LEDs with a PIC Microcontroller” , /www.osram-os.com/, 2003.