显示控制的方法及装置的制作方法

专利名称：显示控制的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及数字通信领域，具体而言，本发明涉及显示控制的方法及装置。
背景技术：
如何控制LED的亮度，技术发展从开始的模拟调光方式到现在的脉宽调制脉冲调 光方式，甚至现在很多应用中可以将模拟调光和脉宽调制脉冲调光结合使用。模拟调光是 指，通过写入的数据，调节流过LED的电流大小，使得LED亮度发生变化。脉宽调制脉冲调 光是指，通过在一段时间内，调节LED亮或者灭的时间宽度。LED导通的时候，是固定电流驱 动，可以通过外置电阻设定；LED关断的时候，没有电流通过。这样，在一定的时间内的显示 效果是灯的亮度发生了变化。并且在这个固定时间内，灯亮的时间越长，总体效果为灯就越 亮。这样可以达到在一定时间内，对LED进行亮度调节的目的。模拟调光的缺点主要有如下两点1、改变经过LED的电流，会改变LED的光色， 这样会使得像素的色配增加很多不确定性；2、如果要增加LED的灰度等级，需要高精度的 DAC，其线性度和精度受到限制。脉宽调制脉冲调光则完全规避了上述模拟调光的缺点。灯点亮的时候，流过的是 固定的电流，光的波长不会变化。如果需要增加灰度等级，将用于脉宽调制脉冲的基本时钟 提速，在原来固定的时间周期内，容许的占空比选择会更多；或者将原来时间周期加长，用 原有的基本时钟，也会有更多的占空比选择。所以，业内基本都采用脉宽调制脉冲调光的方式对LED调光。不过，脉宽调制脉冲 调光也有自身的缺陷。因为此种调光方法是需要将亮度在一定时间内平均的，所以当LED 的灰度等级较高时，周期较长。这样，LED亮或灭的时候，或者捕捉的时间太短，以至于该时 间内接受到的亮灭比，不能很真实的体现原有亮灭比。摄像机等数码摄像产品拍摄画面时， 捕捉时间远远小于人眼对画面的捕捉时间。这样，人眼看起来较清晰的画面，被摄像机或者 相机拍摄时，画面可能造成闪烁感，或者说产生条纹。在现有的脉宽调制脉冲倍频方法中，大都存在由MSB (Most Signif icantBit，最高 有效位)和LSB(Least Significant Bit，最低有效位)构成的倍频小周期。MSB是脉宽调 制脉冲标准周期数据中的高字位，虽略有失真，但能较好的反映脉宽调制脉冲标准周期的 占空比；LSB是脉宽调制脉冲标准周期数据中的低字位，仅仅是为了在一个脉宽调制脉冲 标准周期内(即倍频之前的周期)，整体显示不失真。这样就存在当捕捉到LSB附近的时 刻时，会造成较为明显的局部显示失真。因此，有必要提出一种有效的技术方案，在不影响原有数据的精度的前提下，能有 效提高显示的刷新频率。

发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别通过在不影响原有数据的精 度的前提下，以更高的频率生成脉宽调制脉冲信号，实现高刷新频率的显示控制。
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为了达到上述目的，本发明的实施例一方面提出了一种显示控制的方法，包括以 下步骤基本时钟输入计数器，所述计数器输出周期性数字信号；所述计数器输出的周期性数字信号经过逻辑组合器进入数据选通器，输出脉宽调 制脉冲PWM信号，所述PWM信号的占空比为预定门限值，所述PWM信号的最高刷新频率为预 定门限值，输出的高脉冲数量平均分布于脉宽调制脉冲标准周期内；所述PWM信号驱动发光二极管LED进行显示控制。本发明的实施例另一方面还提出了一种显示控制的装置，包括计数器、逻辑组合 器、数据选通器以及发光二极管LED，所述计数器，用于接收基本时钟的输入，输出周期性数字信号；所述逻辑组合器，用于接收所述计数器输出的周期性数字信号，并将输出信号送 入数据选通器；所述数据选通器，用于输出脉宽调制脉冲PWM信号，所述PWM信号的占空比为预定 门限值，所述PWM信号的最高刷新频率为预定门限值，输出的高脉冲数量平均分布于脉宽 调制脉冲标准周期内；所述PWM信号驱动发光二极管LED进行显示控制。本发明提出的上述方案，通过在不影响原有数据的精度的前提下，以更高的频率 生成脉宽调制脉冲信号，实现高刷新频率的显示控制。本发明提出的上述方案，通过对计数 器的输出进行逻辑组合，并且通过数据来选通的方式实现，实现方案简单、高效。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。


本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中图1为传统脉宽调制脉冲实现示意图；图2为根据本发明实施例显示控制的方法流程图；图3为根据本发明实施例脉宽调制脉冲实现示意图；图4为用异步计数器的示意图；图5为用同步计数器的示意图；图6为逻辑组合器示意图；图7为数据选通器示意图；图8为产生的逻辑组合波形及PWM输出波形示意图；图9为根据本发明实施例显示控制的装置结构示意图；图10为脉宽调制脉冲技术对比示意图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。现在人们要求显示画面越来越清晰，画面内容越来越复杂。也就是说，画面的数据 量越来越大，而同时需要较高的平板显示刷新频率。因此需要平板显示芯片能以更高的频 率生成脉宽调制脉冲信号，并且不影响原有数据的精度。传统脉宽调制脉冲的实现方式是 基本时钟(CLK)输入到一个计数器，计数器开始计数，从起始数据，例如全0，一直到结束数 据，例如全1，如此周期往复。如果计数器的输出小于数据DATA的值，那么输出就为高电平， 否则输出就为低电平。这样，数据以占空比的形式输出。如图1所示。对画面的清晰度要求越来越高，意味着需要像素点能够包含更多的信息，也就是 灰度等级越来越高，在基本时钟确定的情况下，脉宽调制脉冲标准周期会越来越长。对传统 的脉宽调制脉冲方式来说，用摄像机或者照相机摄像时，越长的脉宽调制脉冲标准周期会 带来更明显的闪烁感或者条纹感。这就需要解决一个问题在提高清晰度的同时，又需要避 免让相机等数码产品捕捉到条纹。通常，当数据的刷新频率达到60Hz以上时，人眼对图像的感知就不会有闪烁感或 者条纹感；而摄像机的快门可以达到0. 1毫秒。也就是说，人眼允许的脉宽调制脉冲标准周 期为16. 7毫秒，而摄像机则只允许0. 1毫秒。譬如现在通用屏的数据更新周期为4毫秒。 人眼看起来非常清晰，但是用摄像机拍摄时，由于0. 1毫秒不能捕捉到整个脉宽调制脉冲 标准周期，而且0. 1毫秒时间内捕捉到的占空比不能体现该时刻需要展现的数据。所以条 纹感明显。因此，需要提出一种新的脉冲宽度调制协议，既能允许摄像机较短的快门时间内 所捕捉的占空比，又能较好的反映整个脉宽调制脉冲标准周期内的占空比。为了实现本发明之目的，本发明提出了一种显示控制的方法，包括以下步骤基本 时钟输入计数器，所述计数器输出周期性数字信号；所述计数器输出的周期性数字信号经 过逻辑组合器进入数据选通器，输出脉宽调制脉冲PWM信号，所述PWM信号的占空比为预定 门限值，所述PWM信号的最高刷新频率为预定门限值，输出的高脉冲数量平均分布于脉宽 调制脉冲标准周期内；所述PWM信号驱动发光二极管LED进行显示控制。如图2所示，为根据本发明实施例显示控制的方法流程图，包括以下步骤SllO 计数器输出周期性数字信号。在步骤SllO中，基本时钟输入计数器，计数器输出周期性数字信号。如图3所示，为根据本发明实施例脉宽调制脉冲实现示意图。具体而言，基本时钟(CLK)输入到一个η位的计数器，计数器开始计数，从起始数 据，例如η个0，一直到结束数据，例如η个1，如此周期往复。具体而言，计数器包括异步计数器或同步计数器。如图4所示，为用异步计数器的示意图，由D触发器串组成。每一级的D触发器的 QB端接D端。前一级D触发器的Q端连接后一级D触发器的CLKB端，QB端连接后一级D 触发器的CLK端。如图5所示，为用同步计数器的示意图。当所有低位的输出为全1，该高 位的输出为0时，改变该高位的状态，从0变成1，或者从1变成0。S120 周期性数字信号经过逻辑组合器进入数据选通器，输出脉宽调制脉冲PWM 信号。在步骤S120中，计数器输出的周期性数字信号经过逻辑组合器进入数据选通器，
6输出脉宽调制脉冲PWM信号，所述PWM信号的占空比为预定门限值，所述PWM信号的最高刷 新频率为预定门限值，输出的高脉冲数量平均分布于脉宽调制脉冲标准周期内。其中，计数器输出的周期性数字信号经过逻辑组合器包括所述周期性数字信号通过逻辑组合得到η个输出，所述η个输出的高电平时间不 重叠，每个高电平的持续时间为一个基本时钟Τ，高位的输出高脉冲个数是相邻低位的输出 高脉冲个数的2倍，每个输出的高脉冲数量平均分布于脉宽调制脉冲标准周期内，η为所述 计数器的位数长度。例如，PWM信号的最高刷新频率为基本时钟的2分频；11个输出的高脉冲个数及 其高脉冲位置为以自然数i表示输出的编号，最低位i = 1，最高位i = n，基本时钟周期 为T，则脉宽调制脉冲标准周期为2nT，顺序编号位置分别为1，2，3，……，2η，第i个输出的 高脉冲个数为个，第i个输出的高脉冲位置为2“(21^-1)+1 ；其中，k = 1，…，2"，
这样，高脉冲位置在脉宽调制脉冲标准周期内平均分布。得到逻辑组合的η个 输出以后，用数据去选通输出。并且需要注意逻辑组合的η个输出的最高位对应数据的最 高位，次高位对应数据的次高位，以此类推，逻辑组合的η个输出的最低位对应数据的最低 位。作为本发明的实施例，如图6所示的逻辑组合器示意图，一个传统的η位计数器， 周期为2ηΤ，最低位高电平时间为；次低位和最低位的非的逻辑与，高电平时间为2η_2Τ， 次次低位和次低位的非和最低位的非的逻辑与，高电平时间为2η_3Τ，以此类推，最高位和 次高位的非和次次高位的非和等等一直到最低位的非的逻辑与，高电平时间为Τ。并且， 因为这种逻辑关系，这些高电平不会在同一时刻出现。将这些数据相加，得到的占空比为 2η-1/2η。作为本发明的实施例，如图7所示的数据选通器示意图，数据选通器的目的是如 果数据该位是1，就选通相应的逻辑组合位；如果数据该位是0，就屏蔽相应的逻辑组合位， 然后将它们的输出进行逻辑或。脉宽调制脉冲的结果可以表示为PWM OUT = Dn*Qn+D(n-l)*Q(n-l)+......+D0*Q0，其中，Dn为数据最高位，DO为数据最低位，Qn是计数器最高位，QO是计数器最低位。通过上述步骤，可以实现脉宽调制脉冲输出倍频和不影响精度的要求，如图8所 示，为产生的逻辑组合波形及PWM输出波形示意图。S130 =PWM信号驱动发光二极管LED进行显示控制。在步骤S130中，利用步骤S120得到的脉冲信号，驱动发光二极管LED，实现显示控 制。如图9所示，为根据本发明实施例显示控制的装置100的结构示意图，包括计数器 110、逻辑组合器120、数据选通器130以及发光二极管LED140。其中，计数器110用于接收基本时钟的输入，输出周期性数字信号。具体而言，计数器110包括异步计数器或同步计数器。逻辑组合器120用于接收计数器110输出的周期性数字信号，并将输出信号送入 数据选通器130。逻辑组合器120接收计数器110输出的周期性数字信号包括
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逻辑组合器120将周期性数字信号通过逻辑组合得到η个输出，η个输出的高电平 时间不重叠，每个高电平的持续时间为一个基本时钟Τ，高位的输出高脉冲个数是相邻低位 的输出高脉冲个数的2倍，每个输出的高脉冲数量平均分布于脉宽调制脉冲标准周期内，η 为计数器110的位数长度。例如，PWM信号的最高刷新频率为基本时钟的2分频；11个输出的高脉冲个数及 其高脉冲位置为以自然数i表示输出的编号，最低位i = 1，最高位i = n，基本时钟周期 为T，则脉宽调制脉冲标准周期为2nT，顺序编号位置分别为1，2，3，……，2η，第i个输出的 高脉冲个数为个，第i个输出的高脉冲位置为2“(21^-1)+1 ；其中，k = 1，…，2"，1≤i≤n
数据选通器130，用于输出脉宽调制脉冲PWM信号，PWM信号的占空比为预定门限 值，PWM信号的最高刷新频率为预定门限值，输出的高脉冲数量平均分布于脉宽调制脉冲标 准周期内。例如如图7所示的数据选通器130，如果数据该位是1，就选通相应的逻辑组合位； 如果数据该位是0，就屏蔽相应的逻辑组合位。然后将它们的输出进行逻辑或。脉宽调制脉 冲的结果可以表示为PWM OUT = Dn*Qn+D (n_l) (n_l) +......+D0*Q0，其中，Dn为数据最高位，DO为数据最低位，Qn是计数器110最高位，QO是计数器 110最低位。最后，通过PWM信号驱动发光二极管LED140进行显示控制。为了进一步阐述本发明，下面结合进一步的实施例，以一个10位数据(10’ hlOl) 的脉宽调制脉冲信号为例对本发明进行说明。传统脉宽调制脉冲方法是一个10位的计数器。这个计数器以时间T为基本时 钟周期，从10，hOOO逐步加一到10，h3ff，然后再到10，hOOO。如此往复。灰度数据更新 到数据存储器中，如果计数器的输出数值小于10’ hlOO，那么脉宽调制脉冲输出就是1(即 让LED亮)，否则输出就是0 (即让LED灭)。那么LED灯亮的时间为28+2° = 257T，灭的时 间为1024T-257T = 767T。占空比为257T/1024T。并且在一个大的脉宽调制脉冲标准周期 内，仅仅亮一次，灭一次，刷新率为1/1024T。本发明提出的脉宽调制脉冲方法是一个10位的计数器。这个计数器以时间T为 基本时钟周期，从10，h000逐步加一到10，h3ff，然后再到10，h000，如此往复。通过逻辑 组合，输出分别为 然后根据数据，LED亮的时间为 亮的时间为1/4*(1024T)+T = 257T。占空比为257Τ/1024Τ。占空比与传统脉宽 调制脉冲方法一样。但是因为的脉冲是每4个基本时钟中有一个基本时钟的高脉 冲，而
是在这1024Τ的正中间。所以，新的脉宽调制脉冲方法能够正确显示占空比，并且由于其亮灭时间分散，所以提高了刷新率。艮口， 新的脉宽调制脉冲方法能保证高精度的情况下，提高刷新率。如图10所示，为各种PWM的 波形示意图，图中的SM-PWM为本发明公开的方案所产生的波形。本发明提出的上述方案，通过在不影响原有数据的精度的前提下，以更高的频率 生成脉宽调制脉冲信号，实现高刷新频率的显示控制。本发明提出的上述方案，通过对计数 器的输出进行逻辑组合，并且通过数据来选通的方式实现，实现方案简单、高效。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可 以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中， 该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以 是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模 块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如 果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机 可读取存储介质中。上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
权利要求
一种显示控制的方法，其特征在于，包括以下步骤基本时钟输入计数器，所述计数器输出周期性数字信号；所述计数器输出的周期性数字信号经过逻辑组合器进入数据选通器，输出脉宽调制脉冲PWM信号，所述PWM信号的占空比为预定门限值，所述PWM信号的最高刷新频率为预定门限值，输出的高脉冲数量平均分布于脉宽调制脉冲标准周期内；所述PWM信号驱动发光二极管LED进行显示控制。
2.如权利要求1所述的显示控制的方法，其特征在于，所述计数器包括异步计数器或 同步计数器。
3.如权利要求1所述的显示控制的方法，其特征在于，所述计数器输出的周期性数字 信号经过逻辑组合器包括所述周期性数字信号通过逻辑组合得到η个输出，所述η个输出的高电平时间不重叠， 每个高电平的持续时间为一个基本时钟Τ，高位的输出高脉冲个数是相邻低位的输出高脉 冲个数的2倍，每个输出的高脉冲数量平均分布于脉宽调制脉冲标准周期内，η为所述计数 器的位数长度。
4.如权利要求3所述的显示控制的方法，其特征在于，所述PWM信号的最高刷新频率 为基本时钟的2分频；η个输出的高脉冲个数及其高脉冲位置为以自然数i表示输出的编 号，最低位i = 1，最高位i = n，基本时钟周期为T，则脉宽调制脉冲标准周期为2nT，顺序 编号位置分别为1，2，3，……，2η，第i个输出的高脉冲个数为2H个，第i个输出的高脉冲 位置为(2k-l)+l ；其中，k = 1，…，2Η，1 彡 i ^n0
5.如权利要求4所述的显示控制的方法，其特征在于，所述数据选通器包括当输入的数据位是1，则选通相应的逻辑组合位；当输入的数据位是0，则屏蔽相应的 逻辑组合位，其后将输出进行逻辑或，得到所述PWM信号。
6.一种显示控制的装置，其特征在于，包括计数器、逻辑组合器、数据选通器以及发光 二极管LED，所述计数器，用于接收基本时钟的输入，输出周期性数字信号；所述逻辑组合器，用于接收所述计数器输出的周期性数字信号，并将输出信号送入数 据选通器；所述数据选通器，用于输出脉宽调制脉冲PWM信号，所述PWM信号的占空比为预定门限 值，所述PWM信号的最高刷新频率为预定门限值，输出的高脉冲数量平均分布于脉宽调制 脉冲标准周期内；所述PWM信号驱动发光二极管LED进行显示控制。
7.如权利要求6所述的显示控制的装置，其特征在于，所述计数器包括异步计数器或 同步计数器。
8.如权利要求6所述的显示控制的装置，其特征在于，所述逻辑组合器接收所述计数 器输出的周期性数字信号包括所述逻辑组合器将所述周期性数字信号通过逻辑组合得到η个输出，所述η个输出的 高电平时间不重叠，每个高电平的持续时间为一个基本时钟Τ，高位的输出高脉冲个数是相 邻低位的输出高脉冲个数的2倍，每个输出的高脉冲数量平均分布于脉宽调制脉冲标准周 期内，η为所述计数器的位数长度。
9.如权利要求8所述的显示控制的装置，其特征在于，所述PWM信号的最高刷新频率 为基本时钟的2分频；η个输出的高脉冲个数及其高脉冲位置为以自然数i表示输出的编 号，最低位i = 1，最高位i = n，基本时钟周期为T，则脉宽调制脉冲标准周期为2nT，顺序 编号位置分别为1，2，3，……，2η，第i个输出的高脉冲个数为2H个，第i个输出的高脉冲 位置为(2k-l)+l ；其中，k = 1，…，2Η，1 彡 i ^n0
10.如权利要求9所述的显示控制的装置，其特征在于，所述数据选通器包括当输入的数据位是1，则选通相应的逻辑组合位；当输入的数据位是0，则屏蔽相应的 逻辑组合位，其后将输出进行逻辑或，得到所述PWM信号。
全文摘要
本发明的实施例提出了一种显示控制的方法，包括以下步骤基本时钟输入计数器，所述计数器输出周期性数字信号；所述计数器输出的周期性数字信号经过逻辑组合器进入数据选通器，输出脉宽调制脉冲PWM信号，所述PWM信号的占空比为预定门限值，所述PWM信号的最高刷新频率为预定门限值，输出的高脉冲数量平均分布于脉宽调制脉冲标准周期内；所述PWM信号驱动发光二极管LED进行显示控制。本发明提出的上述方案，通过在不影响原有数据的精度的前提下，以更高的频率生成脉宽调制脉冲信号，实现高刷新频率的显示控制。本发明提出的上述方案，通过对计数器的输出进行逻辑组合，并且通过数据来选通的方式实现，实现方案简单、高效。
文档编号G09G3/34GK101901578SQ20101025967
公开日2010年12月1日 申请日期2010年8月19日 优先权日2010年8月19日
发明者尹志刚, 李照华, 王乐康, 石磊, 符传汇 申请人:深圳市明微电子股份有限公司