基于單片機的RGB LED背光源的設計方案

　　摘 要：為設計背光源提出了一種解決方案。根據(jù)三原色原理，利用單片機作為控制元件、結合NCP 5623三原色控制芯片，設計了一種RGB LED背光源。對于NCP 5623的控制所用的I2 C總線的實現(xiàn)上，采取利用單片機任意2個通用I/O管腳和NCP兩5623的I2 C引腳連接，作為I2 C總線，通信協(xié)議實現(xiàn)上采用軟件模擬的方式，且單片機作為控制單元，只需實現(xiàn)最小系統(tǒng)的功能。這種方式簡化了設計，節(jié)約了I2 C總線主控制器器件，降低了成本。在軟件設計上，在此給出了軟件模擬I2 C協(xié)議方式下的NCP 5623每一個功能的實現(xiàn)程序模板，給出了NCP 5623應用的一種通用方法，組合使用可實現(xiàn)三原色及亮度可調的基本功能。對教學和實踐都有深刻意義。

　　0 引 言

　　液晶顯示器（LCD）是光調制器件，自身并不發(fā)光，所以為了可以清楚地看到透射式液晶顯示器的顯示內容，需要給液晶屏匹配一個背光源。目前的背光模組一般使用冷陰極管（CCFL）為光源，包含了紅、綠、藍等各色光的頻率。CCFL因輝度高、成本低廉、技術成熟等優(yōu)點被廣泛的運用在平板顯示器上。隨著發(fā)光二極管（LED）亮度的改善，LED背光模組顯示出CCFL無法比擬的優(yōu)點，如色彩還原性好、壽命長、不含汞、有利于環(huán)境保護，這些使其成為LCD背光模組中的研究熱點。LED背光模組的設計主要包括光學結構設計，驅動電路設計以及程序設計，顯示性能主要表現(xiàn)在亮度、色度、均勻性等方面。本文將從驅動電路和軟件設計的角度進行闡述，講述了設計所采用的元器件、硬件原理及其軟件編程，詳細地探討了RGB LED背光源的設計方案。

　　1 硬件設計

　　本設計采用單片機作為LED的控制核心器件，選用NCP 5623實現(xiàn)LED背光源的靜態(tài)顯示。單片機主要實現(xiàn)的功能是通過I2C協(xié)議控制NCP 5623芯片，NCP 5623根據(jù)單片機發(fā)送的命令調節(jié)3種顏色的LED的亮度從而達到背光的效果。NCP 5623是安森美半導體日前推出的高能效3路輸出LED驅動器，帶有I2C接口，并且內置漸進調光功能，3路LED可獨立控制，總LED電流9可達0mA，并且是一種無鉛器件。

　　該器件特別適用于驅動手機和MP3播放器等便攜產(chǎn)品中的3色RGB（紅、綠、藍）LED裝飾光和增強型LCD背光。硬件結構圖如圖1所示。

　　圖1 三原色LED驅動硬件結構圖

　　2 軟件設計

　　NCP 5623是接受單片機的命令而產(chǎn)生動作，單片機給NCP 5623芯片發(fā)送指令是通過I2C總線，兩者之間通過I2C協(xié)議進行通信。I2C總線的實現(xiàn)可以有多種方法，而對于本文的情況，速率不是問題的重點，所以采取一般的單片機用某兩個普通I/O 口模擬I2C 總線。對于單片機模擬I2C總線已經(jīng)非常成熟，只要根據(jù)以往的程序根據(jù)自己的需要略加修改即可。對于背光光源來說，主要調整三原色之間的亮度比例和根據(jù)自己的需要進行總體亮度調節(jié)，這些都可以通過NCP 5623所提供的命令實現(xiàn)，所以只要掌握了這些指令傳輸?shù)某绦驅崿F(xiàn)，可以自己根據(jù)需要組合實現(xiàn)自己想要的功能，下面就給出NCP 5623各個命令的子程序實現(xiàn)。

　　NCP 5623能實現(xiàn)的功能如表1。

　　表1 NCP 5623編程序列圖

　　該表的＄70代表NCP 5623的I2C器件寫地址。