LED点阵显示屏的制作方法

本实用新型涉及显示屏技术领域，特别是涉及一种LED点阵显示屏。

背景技术：

LED点阵显示屏通过LED(发光二极管)组成，以灯珠亮灭来显示文字、图片、动画、视频等，是各部分组件都模块化的显示器件，通常由显示模块、控制系统及电源系统组成。LED点阵显示屏制作简单，安装方便，被广泛应用于各种公共场合，如汽车报站器、广告屏以及公告牌等。

现有的LED点阵屏的显示亮度为固定光源亮度，无论环境光强怎么变化，LED点阵屏的亮度都不会改变。现有的LED点阵屏，在白天光强较大时，LED点阵屏上的图案看不清，而在晚上光强较暗时，LED点阵屏上的图案亮度刺眼，给用户带来困扰，而且不能合理利用电能。

技术实现要素：

鉴于上述状况，有必要针对现有技术中，LED点阵屏的亮度无法合理利用电能的问题，提出一种LED点阵显示屏。

一种LED点阵显示屏，包括LED显示屏、控制器和与所述LED显示屏及控制器连接的电源，所述LED点阵显示屏还包括与所述控制器连接的光敏传感器，所述光敏传感器用于检测环境光强，并将检测的光强信号发送至所述控制器，所述控制器包括：

比较模块，所述比较模块的输入端与所述光敏传感器连接，用于接收所述光敏传感器发送的光强信号，并将所述光强信号与第一阈值和第二阈值进行比较，当所述环境光强小于第一阈值时，输出第一控制信号，当所述环境光强小于或等于第一阈值，且大于或等于第二阈值时，输出第二控制信号，当所述环境光强大于第二阈值时，输出第三控制信号，所述第一阈值小于所述第二阈值；

切换控制模块，所述切换控制模块与所述比较模块的输出端以及所述电源 连接，用于当所述比较模块输出的第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号分别控制所述LED显示屏的输入电压为第一输入电压、第二输入电压和第三输入电压，所述第一输入电压、第二输入电压依次增大。

上述LED点阵显示屏，还包括分别与所述控制器连接的驱动电路、光电信号检测模块和按键控制模块，所述驱动电路和所述光电信号检测模块分别与所述LED显示屏连接，所述驱动电路包括列驱动电路和行驱动电路，所述列驱动电路和行驱动电路分别包括两个串联连接的译码器，所述行驱动电路和所述列驱动电路分别通过两个所述译码器形成5-32线译码器。

上述LED点阵显示屏，其中，所述光电信号检测模块包括一光敏三极管、三极管和运算放大器，所述三极管的基极与所述光敏三极管的发射极连接，所述三极管的发射极连接一固定电阻的一端，所述固定电阻的另一端连接一可变电阻的一定片引脚，所述可变电阻的另一定片引脚连接外部电源，所述可变电阻的动片引脚与所述运算放大器的反相输入端连接，所述三极管的集电极连接所述运算放大器的同相输入端，所述三极管的发射极和所述固定电阻均接地。

上述LED点阵显示屏，其中，所述可变电阻与所述固定电阻并联一接地的电容。

上述LED点阵显示屏，其中，所述三极管的发射极还连接一接地的稳压管。

上述LED点阵显示屏，其中，所述译码器采用74HC154译码器。

本实施例通过温度传感器感应环境光照强度，并将检测的光强信号转换为数字信号发送至控制器，控制器根据数字信号控制LED显示屏的输入电压，从而控制LED显示屏的亮度。当环境光照较强，即大于第二阈值时，增大LED显示屏的输入电压，从而使LED显示屏的亮度增大，使该LED显示屏的图案在光照较强时也可清楚显示。当环境光照较弱，即小于第一阈值时，降低LED显示屏的输入电压，避免不必要的电量浪费。本实施例能够根据环境光强调节LED显示屏的亮度，合理利用电能，达到节能的目的。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例中的LED点阵显示屏的结构示意图；

图2为本实用新型第一实施例中的控制器的结构示意图；

图3为本实用新型第二实施例中光电信号检测模块的结构示意图。

主要元件符号说明

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供该实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，为本实用新型第一实施例中的LED点阵显示屏，包括LED显示屏10、电源20、光电信号检测模块30、按键控制模块40、控制器50、驱动电路、光敏传感器70。所述LED显示屏10与所述电源20连接，该电源20用于给所述LED显示屏10供电。所述控制器50与所述光电信号检测模块30、按键控制模块40、驱动电路、光敏传感器70和电源20连接。光电信号检测模块30与LED显示屏10连接。

所述驱动电路包括列驱动电路61和行驱动电路62，所述列驱动电路61和行驱动电路62均连接所述控制器50和所述LED显示屏10。所述列驱动电路61和行驱动电路62分别包括两个串联连接的译码器，所述列驱动电路61和所述行驱动电路62分别通过两个所述译码器形成5-32线译码器。具体的，该译码器为74HC154译码器，将两片74HC154译码器串联使用，可实现32×32LED点阵的行驱动，这样就构成一个5—32线译码器电路来进行行驱动，译码器输出的输出信号通过控制器的输出总线来控制。同理，列的扫描点亮也是采用两片74HC154译码器串联的方式实现。

该光电信号检测模30块用于检测光电信号。通过控制器50选通相关的译码器，具体的，通过选通8550使之与2.5V电压导通，使LED显示屏10处于微亮状态，然后进行光电信号检测，控制器50根据检测的光电信号进行高亮，这就可以实现编写状态，使LED点阵显示屏能够显示出不同的图案和文字。并且可以通过按键实现功能的切换，实现全亮，反显，擦除等功能。

设计采用的显示屏为1024个，显示方式为循环亮。驱动电路采用三极管开关电路，实现快速控制点阵的亮灭。具体实施时，分别采用2.5V电源和5V电源对微亮扫描以及点亮扫面来供电。

本实施例中的LED显示屏10为32*32的点阵屏，控制器50采用C8051F020芯片，通过控制器的IO口控制4-16线74HC154译码器从而达到控制32×32LED点阵的行和列、光笔定位点阵的行与列的坐标。

所述光敏传感器70用于检测环境光强，并将检测的光强信号发送至所述控制器50，所述控制器50根据所述数字信号调节电源的输出电压，即调节LED显示屏的输入电压，从而调节所述LED显示屏的亮度。可以理解的，光敏传感 器70的感应信号可通过所述数模转换模块转换为数字信号后发送至所述控制器50。

如图2所示，控制器50包括依序连接的比较模块51和切换控制模块52。所述比较模块51的输入端与所述光敏传感器70连接，用于接收所述光敏传感器70发送的光强信号，并将所述光强信号与第一阈值和第二阈值进行比较，所述第一阈值小于所述第二阈值。当所述环境光强小于第一阈值时，比较模块51输出第一控制信号；当所述环境光强小于或等于第一阈值，且大于或等于第二阈值时，比较模块51输出第二控制信号；当所述环境光强大于第二阈值时，比较模块51输出第三控制信号。

所述切换控制模块52与所述比较模块51的输出端以及所述电源20连接，所述切换控制模块52用于根据所述比较模块51输出信号控制所述LED显示屏10的输入电压。LED显示屏10的输入电压即为电压为电源的经分压后输入至LED显示屏10的电压，通过切换控制模块控制电源的输出电压即可控制所述LED显示屏10的输入电压。具体实施时，控制器50采用PWM波控制电源的输入至LED显示屏中电压，从而对LED显示屏10的亮度进行调节。当比较模块输出第一控制信号时，切换控制模块52控制所述LED显示屏10的输入电压为第一输入电压；当比较模块51输出第二控制信号时，切换控制模块52控制所述LED显示屏的输入电压为第二输入电压；当比较模块51输出第三控制信号时，切换控制模块52控制所述LED显示屏的输入电压为第三输入电压。其中，第一输入电压、第二输入电压依次增大。

其中，第一阈值为统计得出的夜晚时的平均光照强度，第二阈值为统计得出的白天平均光照强度。当环境光强低于第一阈值时，控制器50控制LED显示屏10的输入电压为第一输入电压，该第一输入电压用于使LED显示屏10的亮度适用于夜晚光线较暗时的电压。当环境光强大于或等于第一阈值且小于或等于第二阈值之间时，控制器50控制LED显示屏10的输入电压为第二输入电压。当环境光强大于第二阈值时，控制器50控制LED显示屏10的输入电压为第三输入电压。该第三输入电压用于使LED显示屏的亮度适用于白天光线较强时的电压。通过光敏传感器70检测的光强控制LED显示屏10的输入电压，既 可以使该LED显示屏清楚显示，也可避免不必要的电能耗损。

可以理解的，本实用新型的其他实施例中，也可以采用光敏电阻器检测光强。通过光敏电阻器串联一个分压电阻，将光照变化转换为电压变化，该电压信号经过模数转换(A/D)后，传输至控制器中，从而实现LED显示屏的输入电压的调节。

本实施例通过温度传感器感应环境光照强度，并将检测的光强信号转换为数字信号发送至控制器，控制器根据数字信号控制LED显示屏的输入电压，从而控制LED显示屏的亮度。当环境光照较强，即大于第二阈值时，增大LED显示屏的输入电压，从而使LED显示屏的亮度增大，使该LED显示屏的图案在光照较强时也可清楚显示。当环境光照较弱，即小于第一阈值时，降低LED显示屏的输入电压，避免不必要的电量浪费。本实施例能够根据环境光强调节LED显示屏的亮度，合理利用电能，达到节能的目的。

请参阅图3，为本实用新型第二实施例中的LED点阵显示屏的光电信号检测模块的电路结构示意图，其与第一实施例中的LED点阵显示屏的结构基本相同，不同之处在于，所述光电信号检测模块30包括一光敏三极管Q1、三极管Q2连和运算放大器U1。所述三极管Q2的基极与所述光敏三极管Q1的发射极连接，所述三极管Q2的发射极连接一固定电阻R1的一端，所述固定电阻R1的另一端连接一可变电阻R2的一定片引脚，所述可变电阻R2的另一定片引脚连接外部电源VCC，所述可变电阻R2的动片引脚与所述运算放大器U1的反相输入端连接，所述三极管Q2的集电极连接所述运算放大器U1的同相输入端，所述三极管Q2的发射极和所述固定电阻R1均接地。该光敏三极管Q1用于检测光电信号，并将感应的光电信号通过运算放大器U1放大后传输给微处理器，控制器50根据接收的信号作出相应的处理。

进一步的，所述可变电阻R2与所述固定电阻R1并联一接地的电容C1，所述电容C1起到滤波作用，用于对三极管Q2的连接电路进行滤波。

进一步的，所述三极管Q2的发射极还连接一接地的稳压管D1，起到稳压作用，防止信号的波动影响控制器对感应信号的判断。

使用时，按键控制进入点亮模式，将光电笔在LED点阵显示屏上书写划过， 可观察到接触点的LED显示屏的亮度由暗至亮，在LED显示屏上可以显示出刚才所点到的亮点的精确坐标，通过按键选择，使系统实现划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除等功能，从而在LED显示屏上显示图案，也可以更改图案。

本实施例中的光电信号检测模块通过光敏三极管快速的检测光电信号，并将检测的光电信号经运算放大器放大后发送至控制器，实现对LED点阵显示屏进行点亮。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。