數(shù)碼管亮度怎么調(diào)節(jié)？

之前在我們?cè)O(shè)計(jì)的DIY電子時(shí)鐘里面，有一項(xiàng)需求就是數(shù)碼管顯示的亮度要隨環(huán)境亮度的改變而自動(dòng)調(diào)節(jié)。這幾天在群里也有人問到這個(gè)問題，在群里說了大體思路后，還是不能理解，程序部分還是沒有是成功，今天小代就寫此文來說說數(shù)碼管亮度怎么調(diào)節(jié)？文后會(huì)附上源碼。

在我們硬件電路做好之后，再要去調(diào)節(jié)數(shù)碼管的亮度，那就只能從軟件入手，也就是編程來實(shí)現(xiàn)它。正常情況下，我們的程序都是給數(shù)碼管全亮，就像電機(jī)全速運(yùn)行一樣，需要調(diào)速了，我們就采用PWM信號(hào)去控制，PWM信號(hào)的原理其實(shí)就是在相同的頻率下，減小了驅(qū)動(dòng)電平的時(shí)間，這里調(diào)節(jié)亮度的原理也是差不多，就是在保持刷新頻率不變得情況下，減少每一位數(shù)碼管點(diǎn)亮的時(shí)間。

下面我們簡單說說正常的數(shù)碼管顯示程序怎么寫。全亮?xí)r，我們是現(xiàn)給數(shù)碼送段選數(shù)據(jù)，再送位選數(shù)據(jù)，然后延時(shí)一小會(huì)時(shí)間，再重復(fù)以上內(nèi)容顯示下一位?，F(xiàn)在我們有四位數(shù)碼管，我們讓每位點(diǎn)亮6ms，這樣4位數(shù)碼管顯示完一次（掃描一次）大約25ms,那1秒就可以掃描40次（40幀/秒），這樣我們?nèi)搜劭吹降木褪峭瑫r(shí)顯示（視頻一般為25幀/秒）。具體過程如下（4位數(shù)碼管分別計(jì)為A、B、C、D）：

開始： A 選通 延時(shí)6ms ，關(guān)閉A

B 選通 延時(shí)6ms ，關(guān)閉B

C 選通 延時(shí)6ms ，關(guān)閉C

D選通 延時(shí)6ms ，關(guān)閉 D

結(jié)束一幀掃描

（注：此處的選通包含段碼和位碼）

詳細(xì)程序如下：

正常顯示程序

如上圖就是正常的顯示代碼段（共陰數(shù)碼管），以上程序運(yùn)行后可以在數(shù)碼管上看到顯示1234全亮度。這里說的延時(shí)一小會(huì)，這個(gè)時(shí)間是在毫秒級(jí)別的，調(diào)節(jié)這個(gè)時(shí)間，是可以調(diào)節(jié)亮度，但是時(shí)間稍微大一點(diǎn)，就會(huì)出現(xiàn)閃爍的情況了。我們要的是既要亮度可以調(diào)節(jié)，又要不閃爍，那就要用到我們說的PWM信號(hào)了。

現(xiàn)在要在不改變掃描速率的情況下，降低每一位點(diǎn)亮的時(shí)間，這樣我們看到的效果就是亮度的降低了。比如上圖中的程序，我們延時(shí)時(shí)間是6ms，這6ms時(shí)間都是點(diǎn)亮數(shù)碼管的，現(xiàn)在要減少點(diǎn)亮?xí)r間，那我們就點(diǎn)亮3ms，關(guān)閉3ms，這樣一來，掃描一位的時(shí)間還是6ms，但是這6ms時(shí)間內(nèi)只有3ms時(shí)間是點(diǎn)亮的，自然亮度就降低了，而沒有改變掃描時(shí)間，自然不會(huì)出現(xiàn)閃爍的情況。具體過程如下：

開始： A 選通 延時(shí)3ms ，關(guān)閉A 延時(shí)3ms

B 選通 延時(shí)3ms ，關(guān)閉B 延時(shí)3ms

C 選通 延時(shí)3ms ，關(guān)閉C 延時(shí)3ms

D選通 延時(shí)3ms ，關(guān)閉 D 延時(shí)3ms

結(jié)束一幀掃描

（注：此處的選通包含段碼和位碼）

具體代碼如下：

如上圖所示，每一位點(diǎn)亮的時(shí)間只有3ms，但是掃描每一位數(shù)碼管的時(shí)間還是原來的6ms，這樣就實(shí)現(xiàn)了在不改變刷新頻率的情況下減少了每一位點(diǎn)亮的時(shí)間，從而減低了亮度，上圖中的亮度已經(jīng)是全亮的一半了。

好了，到這要調(diào)節(jié)亮度的任務(wù)就已經(jīng)完成了，但是我們還想拓展一下，如何讓這個(gè)亮度可以通過程序自動(dòng)來調(diào)節(jié)而不是我們認(rèn)為的修改程序呢？辦法很簡單，我們?cè)诔绦蛑性O(shè)一個(gè)變量為點(diǎn)亮的時(shí)間參數(shù)(比如設(shè)為on_time)，每一位還是點(diǎn)亮6ms，那關(guān)閉的時(shí)間就是6ms-on_time。

那過程就變?yōu)槿缦拢?/p>

開始： A 選通 延時(shí)on_time ，關(guān)閉A延時(shí)6ms-on_time

B 選通 延時(shí)on_time ，關(guān)閉B延時(shí)6ms-on_time

C 選通 延時(shí)on_time ，關(guān)閉C延時(shí)6ms-on_time

D選通 延時(shí)on_time ，關(guān)閉 D延時(shí)6ms-on_time

結(jié)束一幀掃描

要讓程序自動(dòng)調(diào)節(jié)這個(gè)變量on_time，就需要來調(diào)節(jié)的參數(shù)，比如時(shí)間參數(shù)，在幾點(diǎn)到幾點(diǎn)之間亮度為多少，可以多少幾個(gè)檔次。更高級(jí)別的可以通過光敏電阻來實(shí)現(xiàn)檢測(cè)環(huán)境光照度來調(diào)節(jié)這個(gè)現(xiàn)實(shí)的時(shí)間參數(shù)on_time，這樣就可以實(shí)現(xiàn)正真的隨環(huán)境的變化而變化。我們做的DIY電子時(shí)鐘就是采用最后說的方式，通過光敏電阻分壓后單片機(jī)ADC轉(zhuǎn)換得到電壓值，再根據(jù)這個(gè)電壓值來自動(dòng)的調(diào)節(jié)點(diǎn)亮的時(shí)間。通過修改延時(shí)函數(shù)，可以做到真正的無極調(diào)光。