专利名称：利用rgb三色指示灯显示任意颜色的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于指示灯控制技术领域，具体地说，是涉及一种可以利用RGB三种颜色的指示灯混合显示出任意颜色的方法以及利用RGB三色指示灯显示任意颜色的装置。
背景技术：
对于目前带有指示功能的装置来说，比如电视机、机顶盒、空调器等，一般都是采用LED进行发光指示。传统的指示灯电路通常使用RGB LED通过控制R、G、B三种不同颜色的LED分别点亮、或者两两同时点亮、亦或者三个LED同时点亮的方式来获得最多7种颜色的光线。这种传统的控制方式显示颜色相对单调，不能充分利用RGB LED的颜色功能，不能指示相对丰富的颜色。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用RGB三色指示灯显示任意颜色的方法，可以有效解决传统指示灯控制方式显示颜色相对单调的问题。为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现
一种利用RGB三色指示灯显示任意颜色的方法，即通过调节设定周期内RGB三种颜色指示灯的点亮持续时间来混合出不同颜色的光线；所述设定周期小于等于人眼视觉暂留时间。进一步的，利用三路等周期的PWM信号对RGB三色指示灯进行控制，通过调节三路 PWM信号的占空比来调节RGB三种颜色指示灯的点亮持续时间；所述三路PWM信号的周期等于所述的设定周期，三路PWM信号的各周期开始时刻相同。又进一步的，所述的三路PWM信号由四个定时器配合一个波形生成器生成；其中一个定时器为周期定时器，以所述的设定周期为单位循环计时，且每次计时到达设定周期时分别向另外三个定时器和波形生成器输出周期到达信号；所述的另外三个定时器分别为R、G、B点亮时间定时器，分别对RGB三种颜色指示灯在每个设定周期内的点亮持续时间进行计时，并在计时时间到达时输出熄灭信号至所述的波形生成器，在接收到周期到达信号时复位重新计时；所述波形生成器在接收到周期到达信号时置三路控制信号的电平状态分别为用于控制RGB三种颜色指示灯点亮的有效电平，而在接收到熄灭信号时，置该路熄灭信号所对应颜色的一路控制信号转为无效电平状态，由此生成的三路控制信号即为三路 PWM信号。优选的，所述的四个定时器和波形生成器集成在一颗MCU中，即通过一颗MCU来生成所述的三路PWM信号；所述的RGB三色指示灯为RGB LED ；所述三路PWM信号通过控制连接在RGB三色指示灯供电回路中的开关元件通断来分别控制RGB三色指示灯亮灭。再进一步的，为了混合出理想的色彩，所述的设定周期最好小于100毫秒，优选小于50毫秒。本发明同时提供了一种利用RGB三色指示灯显示任意颜色的装置，包括RGB三种颜色的指示灯和用于控制所述指示灯亮灭的控制电路，所述控制电路通过调节设定周期内 RGB三种颜色指示灯的点亮持续时间来混合出不同颜色的光线；所述的设定周期应小于等于人眼视觉暂留时间。即采用脉冲宽度调制的设计思路，利用人眼的视觉暂留效应，通过调节每个周期内每种颜色指示灯的点亮时间来实现不同的颜色显示。进一步的，所述控制电路输出三路等周期的PWM信号分别控制连接在RGB三色指示灯供电回路中的开关元件通断，进而通过调节三路PWM信号的占空比来调节RGB三种颜色指示灯的点亮持续时间；所述三路PWM信号的周期等于所述的设定周期，三路PWM信号的周期开始时刻相同。再进一步的，在所述控制电路中包括四个定时器和一个波形生成器；其中一个定时器为周期定时器，以所述的设定周期为单位循环计时，且每次计时到达设定周期时分别向另外三个定时器和波形生成器输出周期到达信号；所述的另外三个定时器分别为R、G、 B点亮时间定时器，分别对RGB三种颜色指示灯在每个设定周期内的点亮持续时间进行计时，并在计时时间到达时输出熄灭信号至所述的波形生成器，在接收到周期到达信号时复位重新计时；所述波形生成器在接收到周期到达信号时置三路控制信号的电平状态分别为用于控制RGB三种颜色指示灯点亮的有效电平，而在接收到熄灭信号时，置该路熄灭信号所对应颜色的一路控制信号转为无效电平状态，所述三路控制信号即形成三路PWM信号。优选的，所述的四个定时器和波形生成器集成在一颗MCU中；所述的RGB三色指示灯为RGB LED ；所述的开关元件为晶体管、场效应管或者可控硅。更进一步的，为了混合出理想的色彩，所述的设定周期最好小于100毫秒，优选小于50毫秒。与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是本发明利用RGB三种颜色的指示灯，通过调节设定周期内每种颜色指示灯的点亮持续时间来混合生成不同颜色的光线，从而在无需增加硬件成本的前提下，获得了丰富的指示色彩，克服了传统控制方式显示颜色相对单调，不能指示丰富色彩的不足。结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
图1是本发明所提出的利用RGB三色指示灯显示任意颜色的装置的一种实施例的电路原理图2是设定周期内三种颜色指示灯的点亮持续时间波形图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细地说明。首先阐述一下本实施例的设计思路本实施例利用RGB三种颜色的指示灯显示任意颜色的方法是通过调节设定周期内RGB三色指示灯的点亮持续时间实现的，也就是采用了脉宽调制(PWM)的控制思想，利用PWM信号来控制三色指示灯亮灭，通过调节三路PWM信
5号的占空比来改变RGB三色指示灯在每个设定周期内的点亮时序，进而借助人眼的视觉暂留效应，通过设置符合需要的颜色刷新频率，来实现不同颜色的显示。具体来讲，就是对三种颜色的指示灯设定相同的刷新周期，即用于控制RGB三色指示灯亮灭的三路PWM信号的周期相等，均为设定周期T，参见图2所示；将三种颜色指示灯的刷新周期开始时刻作为三路PWM信号的基准时亥IJ、且相同，即三路PWM信号的周期开始时刻相同。针对所要显示的颜色设定三路PWM信号的占空比，即RGB三色指示灯在设定周期T内的点亮持续时间，分别记为Tr、Tg、Tb，在每个颜色刷新周期的开始时刻控制RGB三色指示灯点亮，在每个刷新周期开始后的Tr、Tg、Tb时刻分别控制RGB三色指示灯熄灭，在每个周期内重复相同的操作，当刷新周期(即设定周期T)小于或者等于人眼视觉的暂留时间时，由于人眼的视觉暂留效应，会看到合成后的颜色。通过调节Tr、Tg、Tb的值，即可显示出不同的颜色。例如当Tr=T、Tg=O, Tb=O时，显示红色；当Tr=O, Tg=T、Tb=O时，显示绿色；当 Tr=O, Tg=O, Tb=T 时，显示蓝色；当 Tr=T、Tg=T、Tb=O 时，显示黄色；当 Tr=O、Tg=T、Tb=T 时， 显示青绿色；当I^=T、Tg=O、Tb=T时，显示玫瑰红色；当Tr=T、Tg=T、Tb=T时，显示白色；当 Tr、Tg、Tb均为非0和非T值时，则可以显示出粉色、灰色、橘黄色等不同颜色。对于三路PWM信号的生成可以采用一颗具有计时功能的微处理器MCU利用软件编程的方式产生并输出，也可以采用分立器件组建来生成，本实施例对此不进行具体限制。图1示出了一种利用RGB三色指示灯显示任意颜色的控制电路，包括四个定时器和一个波形生成器。其中，定时器0为周期定时器，以设定周期T为单位循环计时，分别与定时器1、定时器2、定时器3和波形生成器对应连接。定义所述定时器1、定时器2、定时器 3的计时时间分别为Tr、Tg、Tb (即三种颜色的指示灯在每个设定周期内的点亮持续时间)， 分别连接所述的波形生成器。当定时器0每次计时到达设定周期T时，输出周期到达信号 S0，分别传输至定时器1、2、3和波形生成器，然后清零重新开始计时。所述的三个定时器1、 2、3在每次接收到周期到达信号SO时复位重新开始计时，并分别在计时到达Tr、Tg、Tb时， 输出熄灭信号Si、S2、S3传输至所述的波形生成器。所述波形生成器利用其三个输出端子输出用于控制RGB三色指示灯亮灭的三路控制信号PWM1、PWM2、PWM3，并在接收到周期到达信号SO时置三路控制信号的电平状态分别为用于控制RGB三种颜色指示灯点亮的有效电平，比如高电平；而在接收到熄灭信号S1、S2或S3时，置该路熄灭信号所对应颜色的一路控制信号转为无效电平状态，比如低电平，由此形成三路PWM信号，例如图2所示的波形。若通过波形生成器输出的三路PWM信号有足够的驱动能力，则可以直接将波形生成器的所述三路输出端子分别连接至三个RGB指示灯LED_R、LED_G、LED_B的阳极，所述指示灯以RGB LED为例进行说明，如图1所示，三个RGB指示灯的阴极接地。当通过波形生成器输出的PWM信号为高电平时，与其连接的一路指示灯点亮；当通过波形生成器输出的PWM 信号为低电平时，与其连接的一路指示灯熄灭，由此实现了对三色指示灯点亮时序的有效控制。当然，也可以在RGB三色指示灯LED_R、LED_G、LED_B的供电回路中串联开关元件， 比如晶体管、场效应管、可控硅等，本实施例以NPN型三极管VI、V2、V3为例进行说明，如图 1所示。将三极管V1、V2、V3的基极分别与波形生成器的三路输出端子对应连接，接收波形生成器输出的三路PWM信号PWMl、PWM2、PWM3，控制三极管VI、V2、V3饱和导通或者截止。将所述三极管V1、V2、V3的集电极连接直流电源VCC，发射极分别与三色指示灯LED_R、LED_ G、LED_B的阳极对应连接，三色指示灯LED_R、LED_G、LED_B的阴极接地。当三极管Vl、V2、 V3受控导通时，与其连接的指示灯上电发光；当三极管VI、V2、V3受控截止时，与其连接的指示灯断电熄灭，由此同样可以实现对三色指示灯LED_R、LED_G、LED_B点亮时序的有效控制，达到显示任意颜色的目的。作为一种优选设计方案，本实施例优选采用一颗集成有所述四个定时器和波形生成器的微处理器MCU进行电路设计，即使用具有定时功能的MCU，利用MCU的基准时钟进行计数，进而通过编程的方式生成所需的设定周期T和RGB三色指示灯的点亮持续时间Tr、 Tg Jb，通过MCU的三路I/O 口输出所需的三路P丽信号P丽1、P丽2、P丽3。对于颜色显示的丰富程度与使用的MCU的定时器的最小定时时间单位有关。假设定时器的最小定时时间为s毫秒，设定周期为T毫秒，则RGB LED通过本方案可以显示出 (T/s)的3次方种不同颜色。为了获得理想的显示效果，所述的设定周期T最好小于100毫秒，优选小于50毫秒，例如30毫秒、20毫秒等，以实现混合颜色的稳定显示。将本实施例的采用RGB三色指示灯显示任意颜色的方法及电路应用于具有指示功能的装置中，比如电视机、机顶盒等，可以在有效控制装置硬件成本的基础上，获得丰富的指示色彩，以满足不同消费者的审美需求。当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种利用RGB三色指示灯显示任意颜色的方法，其特征在于通过调节设定周期内 RGB三种颜色指示灯的点亮持续时间来混合出不同颜色的光线；所述设定周期小于等于人眼视觉暂留时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于利用三路等周期的PWM信号对RGB三色指示灯进行控制，通过调节三路PWM信号的占空比来调节RGB三种颜色指示灯的点亮持续时间；所述三路PWM信号的周期等于所述的设定周期，三路PWM信号的各周期开始时刻相同。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述的三路PWM信号由四个定时器配合一个波形生成器生成；其中一个定时器为周期定时器，以所述的设定周期为单位循环计时， 且每次计时到达设定周期时分别向另外三个定时器和波形生成器输出周期到达信号；所述的另外三个定时器分别为R、G、B点亮时间定时器，分别对RGB三种颜色指示灯在每个设定周期内的点亮持续时间进行计时，并在计时时间到达时输出熄灭信号至所述的波形生成器，在接收到周期到达信号时复位重新计时；所述波形生成器在接收到周期到达信号时置三路控制信号的电平状态分别为用于控制RGB三种颜色指示灯点亮的有效电平，而在接收到熄灭信号时，置该路熄灭信号所对应颜色的一路控制信号转为无效电平状态，所述三路控制信号即形成三路PWM信号。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的四个定时器和波形生成器集成在一颗MCU中；所述的RGB三色指示灯为RGB LED ；所述三路PWM信号通过控制连接在RGB三色指示灯供电回路中的开关元件通断来分别控制RGB三色指示灯亮灭。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于所述设定周期小于100毫秒。
6.一种利用RGB三色指示灯显示任意颜色的装置，其特征在于包括RGB三种颜色的指示灯和用于控制所述指示灯亮灭的控制电路，所述控制电路通过调节设定周期内RGB三种颜色指示灯的点亮持续时间来混合出不同颜色的光线；所述设定周期小于等于人眼视觉暂留时间。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于所述控制电路输出三路等周期的PWM信号分别控制连接在RGB三色指示灯供电回路中的开关元件通断，进而通过调节三路PWM信号的占空比来调节RGB三种颜色指示灯的点亮持续时间；所述三路PWM信号的周期等于所述的设定周期，三路PWM信号的周期开始时刻相同。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于在所述控制电路中包括四个定时器和一个波形生成器；其中一个定时器为周期定时器，以所述的设定周期为单位循环计时，且每次计时到达设定周期时分别向另外三个定时器和波形生成器输出周期到达信号；所述的另外三个定时器分别为R、G、B点亮时间定时器，分别对RGB三种颜色指示灯在每个设定周期内的点亮持续时间进行计时，并在计时时间到达时输出熄灭信号至所述的波形生成器，在接收到周期到达信号时复位重新计时；所述波形生成器在接收到周期到达信号时置三路控制信号的电平状态分别为用于控制RGB三种颜色指示灯点亮的有效电平，而在接收到熄灭信号时，置该路熄灭信号所对应颜色的一路控制信号转为无效电平状态，所述三路控制信号即形成三路PWM信号。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于所述的四个定时器和波形生成器集成在一颗MCU中；所述的RGB三色指示灯为RGB LED ；所述的开关元件为晶体管、场效应管或者可控硅。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的装置，其特征在于所述设定周期小于100毫秒。
全文摘要
本发明公开了一种利用RGB三色指示灯显示任意颜色的方法及装置，包括RGB三种颜色的指示灯和用于控制所述指示灯亮灭的控制电路，所述控制电路通过调节设定周期内RGB三种颜色指示灯的点亮持续时间来混合出不同颜色的光线；所述的设定周期应小于等于人眼视觉暂留时间。本发明采用脉冲宽度调制的设计思路，利用人眼的视觉暂留效应，通过调节每个周期内RGB三种颜色指示灯的点亮时间来实现不同颜色的显示。由此可以在有效控制装置硬件成本的基础上，获得丰富的指示色彩，克服了传统控制方式显示颜色相对单调，不能指示丰富色彩的不足。
文档编号H05B37/02GK102307413SQ20111015049
公开日2012年1月4日 申请日期2011年6月7日 优先权日2011年6月7日
发明者杨夫星 申请人:青岛海信宽带多媒体技术有限公司