MSP430F169的環境光自適應LED顯示屏的設計方案

本設計主要實現LED 顯示屏隨著環境光改變其亮度，以避免白天顯示不清或黑夜因太亮而炫目;并與上位機進行通信。 本系統由MSP430F169 單片機、16* 32 共陽極LED 點陣顯示屏、行驅動電路、列驅動電路、環境光自適應電路、數字開關調壓電路、直流穩壓源電路等組成。 采用按列并行發送數據，按行掃描的方式實現LED 點陣屏內容的顯示; 單片機通過數字開關調壓電路實現對LED 點陣屏電源電壓的自動調節，使屏幕亮度隨環境光自動變化。

　　LED 點陣顯示屏在生活中是很常見的，給我們的生活帶來了很多的便利。 由于LED 顯示亮度不能隨外界環境光而改變，存在白天顯示不清或黑夜因太亮而炫目的問題。 如果能實現控制其亮度，不僅可以節省能源，還可以使顯示屏的顯示效果更加清晰。 本設計介紹的是利用MSP430F169單片機系統控制的環境光自適應LED 顯示屏，該屏能夠根據環境光的強弱自動調整亮度，以避免白天顯示不清或黑夜因太亮而炫目，并與上位機進行通信。 LED 顯示屏應用領域廣泛，如商場、娛樂場所、工廠、學校等大型場所，對其研究有著實用的價值及良好的發展前景。

　　1 系統結構框圖

　　本系統主要由MSP430F169 單片機系統、降壓整流濾波電路、穩壓電路、開關調壓電路、RS485 通信接口電路、LED 行列驅動電路、環境光檢測電路、LED 顯示屏、上位PC 計算機等構成。

　　本系統的結構框圖，如圖1 所示。

　　圖1 系統結構框

　　2 基本原理

　　本設計采用列發送數據，行掃描的方式實現LED 顯示文字或圖像。 本方法與硬件電路相結合，達到顯示屏整體亮度相對均勻的目的。

　　利用光敏電阻對環境光的敏感特性，采集環境光的變化狀況，將其轉換成電信號并送入到單片機中，由單片機進行信號處理，并按照一定的規律控制輸出PWM 波的占空比。

　　在單片機與LED 顯示屏之間加一個開關調壓電路，實現單片機對顯示屏的亮度調整。 將調整后的PWM 波對開關調壓電路進行控制，從而調節顯示屏的輸入電壓的大小，最終實現顯示屏的亮度控制。

　　3 電路設計

　　3. 1 MSP430F169 單片機系統電路

　　MSP430F169 單片機系統電路為主控制電路。 MSP430 系列單片機是美國德州儀器公司1996 年開始推向市場的一種16 位超低功耗的混合信號處理器( Mixed Signal Processor) ，該單片機具有以下幾個特點： 超低功耗、強大的處理能力、豐富的片內外圍模塊、方便高效的開發環境、系統工作穩定。 由于MSP430F169 單片機內部集成了12 位的A/D 和D/A 并且產生PWM 波程序簡單，不再需要外加A/D 電路、D/A 電路和PWM 波產生電路，由此簡化了外圍電路的設計，所以本設計選用MSP430F169 單片機，如圖2 所示。

　　圖2 單片機系統電路