前言

光线感应器（ALS）集成电路芯片正愈来愈多地适用于各种各样显示屏和照明灯具，以减少电磁能，改进客户体验。依靠ALS解决方法，系统软件室内设计师可依据光线抗压强度，自动调节显示器的色度。由于led背光照明灯具的用电量在操作系统的总用电量中占有非常大的占比，推行动态性的背光泽度操纵，可减少很多的电磁能。除此之外，它还可以改进客户体验，让显示屏亮度依据光线标准自主调节到最好情况。

系统软件完成必须三绝大多数：检测自然环境光照强度的光线传感器、数据处理方法设备（一般 是微处理器）、操纵led背光键入电流量的电动执行机构。

led背光操纵：自然环境光线传感器

图1是执行led背光操纵的系统软件示范性框架图。在这里套组成中，光线传感器是重要的构成部分，因为它要向系统软件的其它功能模块给予自然环境光照强度信息内容。光线传感器务必具有将光信号灯不亮转变成电子信号的信号分配器（例如光学二极管或CdS光敏二极管）和数据信号变大和/或调整设备及其模/数转化器（ADC）。

图1. 执行led背光操纵的系统结构图

图2所显示为公司分立光电二极管电源电路，从图上能够看得出，该电源电路必须一个或好几个运放电路：一个用以电流量到工作电压的变换，很有可能还必须一级放大，给予额外增益值。它还包含一些支系电源电路，用以供电系统，保证 高宽比稳定的数据信号链。而在室内空间极为可贵的使用中，所需元器件的数目太多将会造成 室内空间受到限制难题。

图2. 光电二极管电源电路公司分立设计方案

这儿还存有一个更微小的难题。实际来讲，理想化状况下，应保证 光线的精确测量仿真模拟了人的眼睛对光源的响应机制。这一般 依靠CIE给予的視覺色度曲线图（图3）。殊不知，光电二极管非常少可以彻底仿真模拟这类响应机制，由于他们一般 具备很高的红外线（IR）敏感度。在IR抗压强度很大的阳光照射标准（例如日光灯或日光）下，这类红外线敏感度会产生不正确地分辨光源抗压强度。

处理以上情况的方式 之一是采用2个光电二极管：一个选用对能见光和红外线都很敏锐的元器件，另一个选用只对红外线比较敏感的元器件。最后用两者的响应值减掉后面一种的响应值，将红外线影响降至最少，得到精准的能见光回应。

这类解决方法尽管合理，却提升了分立电路的使用室内空间。一般 还难以、乃至不太可能让2个公司分立的光电二极管相互配合得充足密切，以完成清除红外线影响的目地。如果不配置高精密放大仪（例如多数放大仪），采样率很有可能不大。也就是说，难以运用这类组成得到可相同的結果。

图3. CIE曲线图和经典的光电二极管

高集成度解决方法不但可以得到比人的眼睛电子光学系统软件更逼真的光照强度数据信息，还可以节约很多室内空间MAX44009等自然环境光线传感器，可将全部数据信号调整和模/数转化器集成化在一个小封裝（2mm x 2mm UTDFN封裝）内，进而在室内空间受到限制运用中合理节约线路板总面积。

图4给予了MAX44009的作用框架图，选用I2C通讯协议，使其与微处理器的接口方式更简易，数据信息传输速率更快。此外，该解决方法的高集成化特点使其可以放置软性电缆线，安裝在离主线路板间距适合的部位。

图4. MAX44009作用框架图

led背光操纵：调整显示屏亮度

该操纵方法的第二部份是调整屏幕的背光泽度。这可根据各种方法完成，实际在于机器设备中的显示器控制模块。有二种比较简单的方法，一种是依靠脉冲宽度调配（PWM）计划方案的立即调整方法，另一种是选用显示器控制板的间接性调整方法。

很多显示器控制模块现如今都装有一个集成化控制板，客户还可以利用向控制器发送串行通信指令，立即设定背光泽度。假如显示器控制模块未配置集成化控制板，还可安裝一个简洁的led背光操纵电动执行机构，操纵显示器后边用以led背光照明灯具的白光灯LED灯的键入电流量。完成这类操纵的一种简易方法是：立即给LED串连一个场效晶体三极管（FET），应用PWM信号迅速开启、关掉FET （图5）。殊不知，还可以运用单一集成ic（用以LED操纵的MAX1698变压转化器）精确、靠谱地调整（图6），请参照运用手记3866“Low-power PWM output controls LED brightness”，获得详细资料。

图5. 简易的PMW控制回路

图6. 根据MAX1698的LED亮度调节器

led背光操纵：创建联接

最后一步便是在感应器和电动执行机构中间创建联接，根据微处理器完成。有些人很有可能最先要问：“自然环境光照强度怎样投射到背光泽度？”实际上，有一些参考文献专业讲解了有关计划方案。在其中一种投射方法是，Microsoft?对于运作Windows? 71电脑操作系统的电子计算机明确提出的。图7所显示曲线图是由Microsoft给予的，它还可以将光线抗压强度投射到显示屏亮度（以所有色度的百分数表明）。

图7. 将自然环境光照强度投射为最好显示屏亮度的曲线图实例

这类独特曲线图可以用下列涵数表明：

假如机器设备使用的是已集成化色度操纵作用的LCD操纵集成ic，就可根据向集成ic推送命令，轻轻松松设定背光泽度。假如机器设备使用的是PWM立即操纵色度，则要考虑到如何把占比数据信号投射至显示屏亮度。

在MAX1698实例中，依据其产品手册的详细介绍，能够将工作电压投射为工作电压。根据这一实例，我们可以假定LED电流强度基本上与其说电流量呈线性相关。那样，大家就可以在以上式子中乘上一个指数，测算出PWM所映照的合理工作电压，该工作电压再被投射至LED电流量，最终转换成显示屏亮度。

计划方案执行

最好是不要再从一个色度级立即自动跳转到另一个色度级，只是光滑上涨和下降背光泽度，保证 不一样色度级别中间无缝拼接衔接。为了更好地做到这一目地，最好是选用含有固定不动或不一样色度步幅、可逐渐调节亮度的按时终断，也可使用含有可操纵LED键入交流电的PWM值的按时终断，或是是可以发送至显示器控制板的串行通信命令的按时终断。图8给予了这类优化算法的一个实例。

图8. 步进式屏幕亮度调节的优化算法实例

另一个难题是，系统软件回应自然环境光照强度变动的速率。大家应尽量减少太快地更改色度级别。这是由于光照强度的一瞬间转变（例如一扇窗户开启或一瞬间有一束光划过）很有可能造成背光泽度产生很多不必要的转变，这常常会导致客户觉得不适感。而且，较长的响应速度还有利于降低微处理器对光线传感器的检验频次，进而能够释放出来一定的微处理器資源。

最低级的办法便是每过一几秒钟查验一次光线传感器，随后对应地调节背光泽度。更强的办法是，仅有光源抗压强度偏移特殊范畴一定的时间后，才对背光泽度开展调整。例如，假如一切正常光照强度是200lux，大家很有可能只能在光照强度降至180lux下列或升到220lux之上，并且延迟时间超出几秒的情形下能调节亮度。幸运的是，MAX44009集成化了终断脚位和阀值存储器，可更好完成这一目地。

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