摘要：跟着科技的前进.LCD越来越多地用于野外显现器、军事装备和模仿练习器的显现界面，可是LCD自身并不能发光，为了抵达显现器在各种光照环境下数据信息的明晰显现方针，使用一种能完成人眼仿真的集成化可见亮光度传感器LX1970，完成了对练习器件LCD显现器的智能调理，确保了显现器能当令明晰地显现数据信息，然后延伸LCD的使用寿命。
导言
跟着科学技能的开展，液晶显现器(LCD)越来越多地用于野外显现、武器装备和模仿练习器件的显现界面。可是因为LCD是一种介于液体和晶体之间的物质，自身并不会发光，只反射或透射外界光线，因而背光的亮度决议了它的亮度。假如显现器的亮度和周围环境的亮度反差过大或过小，都简单形成视觉疲惫，影响练习和作战才能的发挥。现在，遍及做法是在显现器周围加装防护罩，这样不只添加了显现器分量，而且作用欠好，也给操作手带来许多不习惯。因而，为了习惯全天候、不同地理环境情况下作战练习，就必须当令调整LCD的背亮光度以确保显现界面在任何时分都能明晰地显现数据信息。
显现界面可视化智能调理主要是依据显现器界面周围的环境照度对显现器的亮度和对比度进行当令主动调理，以习惯环境亮度的改动，使数据信息明晰显现，满意练习和作战需求。亮度调理是指对显现器的亮度进行调理，确保在亮度较强的环境下显现明晰的印象。一般来说，液晶显现器的亮度越高，显现的颜色也就越亮，显现作用也就越好。可是假如过高，显现出来的颜色就会偏亮，功耗过高，并发生扎眼的感觉，使人眼疲惫。假如亮度过低，显现出来的颜色会偏暗，也不利于长期观看。对比度调理是指调理显现器白色与黑色画面下亮度的比值。白色越亮，黑色越暗，对比度就越高，显现的画面就越明晰亮丽，颜色的层次感也就越强。假如对比度小于250：1，在看屏幕时就会发生含糊感。可是高对比度和高亮度的显现器因为太亮，简单令眼睛疲惫，甚至会发生眩光，所以须将亮度和对比度调理至恰当的水平。
1 亮度传感器的挑选
为了完成对显现界面周围环境亮度的检测，为操作手供应杰出的视觉作用，需求一种活络的亮度传感器可以习惯战场环境的需求，完成对不同环境亮度的检测，并以恰当的方法输出。根据上述要素，体系挑选了LX1970作为显现器的感光元件。
LX1970是一种能完成人眼仿真的集成化可见亮光度传感器，其相对活络度与波长的呼应曲线如图1中粗线所示，细线是人眼的呼应曲线(峰值波长为550 nm)。如图1中所示，LX1970接纳光的波段与人眼十分附近，而且也像人眼相同活络，因而能代替人眼去感触环境亮度的明暗程度，对显现器周围环境亮度的明暗程度进行感测，并将接纳到的可见光转换成电流信号，进而对背光源的亮度和显现器的对比度进行主动操控，完成显现器可视化的主动调理。
芯片正面有一个面积为0.369 mm2的受光区。UDD和USS分e接电源的正、负极。SNK为电流接纳器的引出端，SRC为输出电流源的引出端，其他NC均为空脚。芯片作业时，LX1970将收集到的光电流通过高增益放大器送至两个电流输出端，其间一个是电流吸收器的引脚SNK，另一个是输出电流源的引脚SRC，二者的电流别离为ISNK和ISRC。其间，ISNK为灌入芯片中的电流，简称灌电流。这两种电流信号通过R1、R2可别离转换成电压信号USNK、USRC。改动R1(或R2)的电阻值可调整电压增益，电阻值答应规模是10～50kΩ。C1和C2为滤波电容，可用来决议传感器的呼应时刻。
传感器的引脚4输出的USNK与环境亮度成反比，引脚5的电压USRC与环境亮度成正比，二者呈互补输出特性。其输出特性曲线如图2所示，可任选一路信号作为输出电压U0。当显现器周围环境照度小于325 lx时，背光操控体系选用引脚4，使背亮光度随显现器周围环境照度的增大而不断减小;当显现器周围环境照度在325～540lx时，背光平息;当体系显现器周围环境照度大于540 lx时，背光操控体系选用引脚5，使背亮光度随显现器周围环境照度的增大而不断增大。
2 可视化调理的根本原理
在进行练习作战时，操作手的眼睛与方针显现屏的间隔约为30 cm，显现器周围环境的照度值主要是天然光在显现器周围的照度值。表1显现了在阳光直射、晴天野外(无阳光直射)、阴天野外、晴朗夏天室内、晨昏蒙影和夜晚6种典型环境下的照度值，因为LCD外表较为润滑，因而对人眼的影响会更激烈一些。
人眼片面亮度感觉S与光源亮度值B的对数成份额，计算公式如下：
S=K·lgB+K0 (1)
式中：K0、K为与周围环境亮度有关的常数。
试验标明，在不同的亮度值下，人眼能察觉的最小光源亮度改动△BMIN并非定值，即人眼的亮度改动感觉并非决议于肯定亮度改动，而是决议于相对亮度改动。B和△BMIN成正比，相对亮度改动△BMIN/B大致相同。人眼可察觉的最小相对亮度改动△BMIN/B称为对比活络度阈，用δ表明，其值通常在0.005～0.05。故只需坚持光源的最大亮度DMAX与最小亮度BMIN的比值安稳，也便是对比度必定，就可以给人真实感。
实践调查的时分，人眼的对比活络度会遭到环境亮光度值Bφ的影响而下降，实践的对比度为Cy：
显现界面可视化的意图是，在确保操作手能看清显现内容的情况下，尽量下降功耗。针对不同的环境照度值，LX1970通过检测显现器周围环境照度值，挑选操控引脚，输出或吸入相应的电流，操控背光电流和对比度调理电流，主动调整背亮光度和对比度，使方针信息的显现抵达最佳作用。
调理操控曲线如图3所示，实线是背光调理曲线，虚线是对比度调理曲线。背光调理进程是：当显现界面周围环境亮度值小于10lx时，归于漆黑区，需求供应背光电路以稳定电流，确保操作手可以看清显现内容，一起不会发生眩光。当显现界面周围环境亮度在10～100lx时，跟着显现界面周围环境亮度的增大，抵达弱光区域，背亮光度逐步增大，当环境照度值抵达100 lx时，环境照度加上显现器背亮光度可以满意操作手需求;当显现界面周围环境亮度的持续增大时，在满意需求的情况下，为了下降功耗，削弱了背亮光度;当环境照度值在325～540 lx时，归于正常区域，不需求开背光电路;当环境照度值在540lx以上时，背亮光度应该跟着环境照度值的添加不断加大，以使操作手能看清
显现信息。对比度调理进程是：当环境照度小于540lx时，操控显现器的对比度在一个稳定值;当环境照度大于540lx时，调理显现器的对比度，使其跟着环境照度的增大而增大。
3 可视化调理的技能完成
亮光传感器LX1970将接纳可见光并转换成电流信号，SNK端、SRC端电流巨细反映了亮度的凹凸。当环境亮度显着变暗时，LX1970能主动敞开显现器的背光源以进步显现器的亮度。
根本结构是在显现器的外表挖一个小圆形采光孔，将LX1970设置在显现器孔内丈量环境照度值，可视化调理的硬件完成电路如图4所示，其由单片机STC89C55、亮度传感器LX1970、液晶显现器、电源和相关电路组成。其间亮度传感器将收集到的显现器界面光电流通过高增益放大器送至两个电流输出端SRC和SNK端，单片机通过判别SRC和SNK电流的巨细，得到环境亮度值的巨细，挑选操控计划，完成对显现器背亮光度的主动调理。亮度传感器的电流输出端SRC与液晶显现器的20引脚衔接，电流吸入端SNK与液晶显现器的19引脚衔接，并别离与单片机的23引脚相连，以操控SRC端、SNK端与显现器模块间电流的通断。单片机的22引脚也与液晶显现器的19引脚衔接，以供应恒电流。
软件作业流程如图5所示，体系在上电开端作业后，首要进行体系初始化，LX1970感测显现器界面周围环境照度值，输出相应的电流值送至操控单片机进行判别。若检测到的环境照度值S>540lx，则计算出需求调整值后，操控单片机发动引脚5进行背光操控和对比度调理;不然显现器的对比度维持在一个稳定值;若检测到的环境照度值S325 lx，计算出需求调整值后，操控单片机发动引脚5进行背光操控;若检测到的环境照度值为325 lx≤S≤540lx，背光封闭。调整完成后，LX1970持续收集环境照度值进行下一轮的感测调理，通过这种方法来完成当令调理。
结语
本文在使用LX1970作为感光元件的基础上，凭借微操控技能，提出了一套完好的武器装备和模仿练习器显现界面的可视化智能调理计划。通过试验，该计划可以满意LCD不同环境下的可视化需求，无论是军用仍是民用，都具有很高的使用价值。
