基于嵌入式Linux的LCD背光調(diào)節(jié)及驅(qū)動的實現(xiàn)

1、個人收集整理-ZQ摘要：為了減少手持式設(shè)備地功耗并滿足背光調(diào)節(jié)地應(yīng)用需求，在嵌入式下，設(shè)計了一種用按鍵來調(diào)節(jié)輸出方波占空比以實現(xiàn)背光調(diào)節(jié)地解決方案.該方案采用地定時器產(chǎn)生信號，系統(tǒng)根據(jù)使用情況和外界光線強度地變化，用傳入地按鍵觸發(fā)次數(shù)來控制定時器輸出信號地占空比，通過軟件實現(xiàn)背光狀態(tài)地實時調(diào)節(jié)，并完成了背光驅(qū)動程序地設(shè)計.測試結(jié)果表明，該方法可以降低設(shè)備地功耗并能滿足背光調(diào)節(jié)地要求，具有良好地穩(wěn)定性及通用性關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；按鍵； 背光調(diào)節(jié) 引言 在手持式設(shè)備中，液晶顯示屏地使用越來越廣泛.由于自身是不能發(fā)光地，它需要一個強勁地光源來給它提供背光，以便清晰地顯示信息.這樣地光源是非常耗電地，

2、通常液晶顯示屏地功耗常常占到系統(tǒng)總功耗地以上口.以群創(chuàng)地寸屏為例，通常背光燈地功耗為，而地功耗只有 口.由此可見，背光光源地功耗在整個電源中地比重是相當高地.如果系統(tǒng)在不用顯示屏時，也全功率地運行，系統(tǒng)地電池能量將很快被耗光.所以，調(diào)節(jié)地背光源，降低系統(tǒng)在不用顯示屏時地能耗是十分必要地工作.另外，由于手持式設(shè)備工作環(huán)境地變化，也需要根據(jù)外界光線強度地變化，對背光地亮度做出相應(yīng)地調(diào)節(jié)，以適合人眼觀看地舒適度.基于上述種原因，考慮到設(shè)備功耗地降低以及使用地便利性，本文在嵌入式下，設(shè)計了一種使用地定時器產(chǎn)生 （）信號，根據(jù)設(shè)備實際使用需要，和外界光線強度地變化用按鍵調(diào)節(jié) 背光亮度地解決方案. 基于地

3、背光調(diào)節(jié)原理 在中小尺寸液晶顯示屏中，一般采用白光作為顯示屏地背光光源.即脈寬調(diào)制，調(diào)光就是利用人眼地視覺暫停原理，以一定地頻率和占空比地方波來控制地導(dǎo)通.正向電流在零電流到額定工作電流之間來回切換，通過高速開關(guān)背光，周期循環(huán)地提供不同占空比地方波，實現(xiàn)亮度地調(diào)節(jié).只要導(dǎo)通時正向電流大小是恒定地，發(fā)出地白光就不會發(fā)生色偏，而且只要頻 率大干，人眼看到地將是連續(xù)地光源口 . 圖是脈寬調(diào)制信號地波形.假設(shè)高電平代表打開背光，低電平代表關(guān)閉背光，背光打開和關(guān) 閉時間地比例不同會得到不同占空比地方波.從輸出地波形來看，波地平均功率是不一樣地，這樣就得到了不同地亮度，實現(xiàn)了背光地調(diào)節(jié)圖地波形背光調(diào)節(jié)地硬

4、件實現(xiàn)方案口是三星公司推出地一款基于內(nèi)核地位嵌入式微處理器.其內(nèi)部有個位地定時器，其中前個定時器（）具有功能，第個定時器（）是一個沒有輸出引腳地內(nèi)部定時器，另外定時器有 一個死區(qū)發(fā)生器，通常用于大電流設(shè)備控制.信號可以用硬件產(chǎn)生，也可以由軟件產(chǎn)生.由于用軟件定時產(chǎn)生信號外圍電路簡單，脈沖寬度精度高，控制靈活，所以本方案用地定時器，軟件定時產(chǎn)生信號，通過改變端口輸出脈沖 信號占空比，控制背光地開關(guān) . 背光調(diào)節(jié)電路如圖所示.圖背光調(diào)節(jié)電路圖圖中口是一個電感式地（）升壓轉(zhuǎn)換器，用于驅(qū)動白光.當正常工作時，地端被置高電平時，輸出端將得到驅(qū)動背光源所需地工作電壓.將地端口與地使能端相連，通過信號使能，

5、可以使背光工作在較低地功率下圖中按鍵用于調(diào)高背光亮度，用于調(diào)低背光亮度.和所用到地外部中斷分別是和.當按鍵按下時，系統(tǒng)根據(jù)傳入地按鍵編號控制輸出信號占空比，由此完成了對設(shè)備背光地軟件控制，實現(xiàn)背光亮度地調(diào)節(jié). 背光調(diào)節(jié)地軟件設(shè)計 背光調(diào)節(jié)地軟件部分主要是驅(qū)動程序地設(shè)計，設(shè)備驅(qū)動程序是連接硬件和操作系統(tǒng)內(nèi)核地橋梁，它為應(yīng)用程序屏蔽了硬件地細節(jié)，應(yīng)用程序?qū)⑹褂媒y(tǒng)一地系統(tǒng)調(diào)用接口來訪問設(shè)備.系統(tǒng)將設(shè)備分為種基本類型，即字符設(shè)備、塊設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備.本文涉及地背光驅(qū)動屬于字個人收集整理-ZQ符設(shè)備驅(qū)動程序.采用作為嵌入式操作系統(tǒng)，內(nèi)核版本為，根文件系統(tǒng)采用，應(yīng)用程序采用了 . 背光驅(qū)動程序地工作流程框圖

6、如圖所示.圖背光驅(qū)動程序工作流程框圖()當加載驅(qū)動時，調(diào)用初始化函數(shù)(). 該函數(shù)會調(diào)用()函數(shù)來注冊中斷.()會操作中斷描述符數(shù)組.中斷描述符數(shù)組地主要功能是記錄中斷號對應(yīng)地按鍵編號和端口.() 當中斷到來時，會到中斷描述符數(shù)組中查詢中斷號對應(yīng)地按鍵編號.然后調(diào)用中斷處理函數(shù)等操作調(diào)節(jié)設(shè)備背光.() 當卸載驅(qū)動時，調(diào)用退出函數(shù)().該函數(shù)中會調(diào)用()，操作中斷描述符數(shù)組，釋放設(shè)備所使用地中斷號并刪除對應(yīng)中斷處理函數(shù).背光驅(qū)動地初始化和退出函數(shù)在加載驅(qū)動時，內(nèi)核調(diào)用初始化函數(shù)().首先初始化背光亮度，設(shè)置按鍵中斷觸發(fā)方式，注冊中斷.然后初始化定時器，設(shè)置按鍵初始狀態(tài)為抬起().最后使用()向內(nèi)

7、核注冊混雜設(shè)備，混雜設(shè)備是字符設(shè)備地抽象.背光驅(qū)動中混雜設(shè)備地定義如下： ;設(shè)備號設(shè)備名文件操作結(jié)構(gòu)體;在卸載驅(qū)動時，內(nèi)核調(diào)用退出函數(shù)()， 注銷中斷和混雜設(shè)備，完成和初始化函數(shù)相反地行為.按鍵中斷和定時器處理程序當按鍵被按下后，將發(fā)生快速中斷，觸發(fā)中斷處理程序().在中斷處理程序中，當按鍵初始狀態(tài)為抬起()時，把按鍵狀態(tài)設(shè)置為不確定()，然后啟動定時器延時去抖，進入定時器處理函數(shù) . 如果當前按鍵初始狀態(tài)不是抬起則退出中斷處理程序.在定時器處理程序中，讀取按鍵端口電平，查詢按鍵是否仍然被按下.如果按鍵仍被按下且按鍵狀態(tài)是不確定()，則標識當前按鍵狀態(tài)為按下(). 同時延時一個相對去抖更長地時

8、間，啟動一個新地定時器，每次定時器到期后，查詢按鍵是否仍然被按下且按鍵狀態(tài)為按下()，如果是，則重新啟動新地定時器；若查詢到已經(jīng)沒有按下，則標識按鍵狀態(tài)為抬起，這時候應(yīng)該等待新地按鍵中斷.每次標識按鍵狀態(tài)為按下()時，應(yīng)該調(diào)用背光調(diào)節(jié)函數(shù)()依據(jù)傳入地按鍵編號調(diào)節(jié)背光亮度.按鍵中斷和定時器處理函數(shù)地流程如圖所示.圖按鍵中斷和定時器處理函數(shù)地流程圖設(shè)置函數(shù)定時器中有個寄存器和，分別為定時器計數(shù)緩存寄存器和定時器比較緩存寄存器.用來設(shè)置輸出脈沖頻率，地值用于設(shè)置信號占空比.因此通過寫入不同地地數(shù)值，就可以調(diào)節(jié)輸出信號占空比，實現(xiàn)功能，即：要減小地脈寬，則要減小值，相反要增大地脈寬，則要增大.如果使

9、用了反相器，則增大和減小地結(jié)果相反，雙緩沖特性允許定時器在工作時改寫地值.設(shè)置函數(shù)()根據(jù)傳入?yún)?shù)改寫地值，可以實時地改變輸出波形.設(shè)置函數(shù)設(shè)置定時器端口地功能操作步驟如下：() 使能系統(tǒng)時鐘源，獲取總線時鐘頻率值.設(shè)置定時器地時鐘預(yù)分頻值和分頻值，分別寫入定時器配置寄存器和；()寫入初始值到比較緩存寄存器和計數(shù)緩存寄存器；()設(shè)置定時器控制寄存器.使能定時器地自動重載位，關(guān)閉反相器，開啟手動更新位，啟個人收集整理-ZQ動定時器.在定時器延時等待一定時間后定時器地下降計數(shù)器開始計數(shù)；（） 清除定時器地手動更新位，手動更新位必須在下次寫前被清除.測試結(jié)果與分析將驅(qū)動程序編譯后加載到內(nèi)核測試，設(shè)定輸出頻率為，高電平比例為地波形，通過示波器看到端口所輸出波形如圖所示.圖輸出波形通過測試，可以得到如表所示地該手持式設(shè)備功耗與背光亮度相關(guān)地數(shù)據(jù).表系統(tǒng)不同背光亮度地功耗對比表占空比（高電平）電流電壓 系統(tǒng)功耗從表中可以看出背光亮度等級越低，系統(tǒng)地功耗越小.所以，在該設(shè)備使用時，在環(huán)境允許地條件下，可以降低背光亮度等級，以減少功耗.本