專利名稱：Led及數(shù)碼管顯示控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED及數(shù)碼管顯示控制電路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的單片機(jī)的I/O口是驅(qū)動(dòng)兩個(gè)LED或者數(shù)碼管的兩個(gè)COM口。例如中國(guó)專利號(hào)98251181.7、名稱為“單片機(jī)控制市電LED霓虹燈”的專利，該專利文獻(xiàn)記載的單片機(jī)的I/O口既是每一位輸出連接一路雙向可控硅與一個(gè)發(fā)光組件。這種一對(duì)一的驅(qū)動(dòng)方式是一種很常規(guī)的思維方式，容易讓人理解和應(yīng)用。但是由于單片機(jī)的廣泛應(yīng)用，單片機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算處理功能在這種結(jié)構(gòu)中沒(méi)有被充分利用。對(duì)于驅(qū)動(dòng)三個(gè)LED或驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的三個(gè)COM口的應(yīng)用中，傳統(tǒng)的做法仍然需要?jiǎng)澐殖鰡纹瑱C(jī)的三個(gè)管腳來(lái)負(fù)責(zé)控制這三個(gè)LED或者數(shù)碼管的三個(gè)COM口。
在單片機(jī)的應(yīng)用中，應(yīng)該充分利用其管腳，從而避免管腳的浪費(fèi)，進(jìn)而在實(shí)現(xiàn)相同的功能的前提下選用管腳更少的單片機(jī)，這樣可以很大程度的降低成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種LED及數(shù)碼管顯示控制電路，這種電路的目的是要利用兩個(gè)I/O口來(lái)驅(qū)動(dòng)三個(gè)LED或驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的三個(gè)COM口，實(shí)現(xiàn)用較少管腳的單片機(jī)來(lái)控制更多的LED或數(shù)碼管的COM，較少管腳的單片機(jī)成本低，從而實(shí)現(xiàn)低成本和低能耗的目的。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種LED及數(shù)碼管顯示控制電路，包括單片機(jī)和LED發(fā)光元件，其中LED發(fā)光元件為為三組，單片機(jī)包括驅(qū)動(dòng)三組LED發(fā)光元件的輸入/輸出I/O端口。
所述單片機(jī)的用來(lái)驅(qū)動(dòng)三組LED發(fā)光元件輸入/輸出I/O端口為兩個(gè)；所述控制電路還包括五個(gè)控制三組LED發(fā)光元件開(kāi)關(guān)的三極管，其中第一個(gè)三極管、第二個(gè)三極管、第三個(gè)三極管、第五個(gè)三極管為PNP三極管，第四個(gè)三極管為NPN三極管。
其中第一個(gè)三極管的基極連接第一個(gè)I/O端口，其集電極連接第一個(gè)LED發(fā)光元件，其發(fā)射極連接第二個(gè)三極管的集電極，并連接第五個(gè)三極管的發(fā)射極和第三個(gè)三極管的基極，在第一個(gè)三極管與第三個(gè)三極管之間串接有起分壓作用的第五個(gè)電阻。
第二個(gè)三極管的發(fā)射極連接電源VDD，其基極連接第四個(gè)NPN三極管的集電極，第二個(gè)三極管的基極與第四個(gè)三極管之間串接有起分壓作用的第二個(gè)電阻，第二個(gè)三極管的基極同時(shí)與連接在電源VDD上的起分壓作用的第四個(gè)電阻連接。
第三個(gè)三極管的發(fā)射極連接電源VDD，其集電極連接第二個(gè)LED發(fā)光元件。
第四個(gè)三極管的發(fā)射極接地，其基極分別連接所述單片機(jī)的第一個(gè)I/O端口和第二個(gè)I/O端口，其中與第一個(gè)I/O端口連接的支路上串接有第三個(gè)電阻，在其與第二個(gè)I/O端口連接的支路上串接有第七個(gè)電阻。
第五個(gè)三極管的基極連接第二個(gè)I/O端口，其集電極連接第三個(gè)LED發(fā)光元件。
優(yōu)選地所述第一個(gè)三極管與第一個(gè)I/O端口之間連接有起限流作用的第一個(gè)電阻。
優(yōu)選地所述第五個(gè)三極管與第二個(gè)I/O端口之間連接有起限流作用的第八個(gè)電阻。
優(yōu)選地所述LED發(fā)光元件為L(zhǎng)ED發(fā)光二極管。
優(yōu)選地三個(gè)LED發(fā)光二極管所在支路上串接有分壓電阻。
優(yōu)選地所述LED發(fā)光元件為數(shù)碼管，所述第一個(gè)三極管的集電極、第三個(gè)三極管的集電極和第五個(gè)三極管的集電極分別與數(shù)碼管的電源端口連接，為數(shù)碼提供電源。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)的有益效果如下。
(1)利用兩個(gè)I/O口驅(qū)動(dòng)三個(gè)LED元件組，現(xiàn)有的電路兩個(gè)I/O口只能驅(qū)動(dòng)兩個(gè)LED；(2)可以實(shí)現(xiàn)利用兩個(gè)I/O的邏輯組合(一共有四種組合狀態(tài))來(lái)控制三個(gè)LED的四種不同顯示狀態(tài)；(3)利用軟件程序的控制，配合I/O口的不同組合狀態(tài)來(lái)控制三個(gè)LED的更多顯示狀態(tài)。


圖1是本發(fā)明的第一種實(shí)施例的電路原理圖。
圖2是本發(fā)明的第二種實(shí)施例的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供一種LED及數(shù)碼管顯示控制電路，包括單片機(jī)和LED發(fā)光元件，其中LED發(fā)光元件為三組，單片機(jī)包括驅(qū)動(dòng)三組LED發(fā)光元件的輸入/輸出I/O端口。發(fā)光元件可以為L(zhǎng)ED發(fā)光二極管，也可以為數(shù)碼管。
本發(fā)明的第一種實(shí)施例參看圖1，圖1中發(fā)光元件為L(zhǎng)ED發(fā)光二極管。
單片機(jī)的用來(lái)驅(qū)動(dòng)三組LED發(fā)光元件輸入/輸出I/O端口為兩個(gè)，即第一個(gè)I/O端口I/O1和第二個(gè)I/O端口I/O2。還包括五個(gè)控制三組LED發(fā)光元件開(kāi)關(guān)的三極管，其中第一個(gè)三極管TR1、第二個(gè)三極管TR2、第三個(gè)三極管TR3、第五個(gè)三極管TR5為PNP三極管，第四個(gè)三極管TR4為NPN三極管。
其中第一個(gè)三極管TR1的基極連接第一個(gè)I/O端口I/O1，其集電極連接第一個(gè)LED發(fā)光二極管LED1，其發(fā)射極連接第二個(gè)三極管TR2的集電極，并連接第五個(gè)三極管TR5的發(fā)射極和第三個(gè)三極管TR3的基極，在第一個(gè)三極管TR1與第三個(gè)三極管TR3之間串接有起分壓作用的第五個(gè)電阻R5。第一個(gè)三極管TR1與第一個(gè)I/O端口之間連接有起限流作用的第一個(gè)電阻R1。
第二個(gè)三極管TR2的發(fā)射極連接電源VDD，其基極連接第四個(gè)三極管TR4的集電極，第二個(gè)三極管TR2的基極與第四個(gè)三極管TR4之間串接有起分壓作用的第二個(gè)電阻R2，第二個(gè)三極管TR2的基極同時(shí)與連接在電源VDD上的起分壓作用的第四個(gè)電阻R4連接。
第三個(gè)三極管TR3的發(fā)射極連接電源VDD，其集電極連接第二個(gè)LED發(fā)光二極管LED2。
第四個(gè)三極管TR4的發(fā)射極接地，其基極分別連接單片機(jī)的第一個(gè)I/O端口I/O1和第二個(gè)I/O端口I/O2，其中與第一個(gè)I/O端口連接的支路上串接有第三個(gè)電阻R3，在其與第二個(gè)I/O端口連接的支路上串接有第七個(gè)電阻R7。
第五個(gè)三極管TR5的基極連接第二個(gè)I/O端口，其集電極連接第三個(gè)LED發(fā)光二極管LED2，第五個(gè)三極管TR5與第二個(gè)I/O端口之間連接有起限流作用的第八個(gè)電阻R8。
在第一個(gè)LED發(fā)光二極管所在支路上串接有分壓的第十個(gè)電阻R10，在第二個(gè)LED發(fā)光二極管所在的支路上串接有分壓的第十一個(gè)電阻R11，在第三個(gè)LED發(fā)光二極管所在的支路上串接有分壓的第十二個(gè)電阻R12。
本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例是LED發(fā)光元件為數(shù)碼管的情況，其電路原理圖參看圖2。第一個(gè)三極管TR1的集電極、第三個(gè)三極管TR3的集電極和第五個(gè)三極管TR5的集電極分別與數(shù)碼管的COM電源端口連接，為數(shù)碼提供電源。其它部分與實(shí)施例一相同。
本發(fā)明電路的工作原理和工作過(guò)程(1)當(dāng)?shù)谝粋€(gè)I/O端口I/O1和第二個(gè)I/O端口I/O2同時(shí)輸出0時(shí)，NPN型的第四個(gè)三極管TR4的基極為0而截止，PNP型的第二個(gè)三極管TR2的基極為1而截止，從而導(dǎo)致第一個(gè)三極管TR1和第五個(gè)三極管TR5的發(fā)射極無(wú)電源VDD，也就是LED1和LED3的陽(yáng)極無(wú)電源輸入而熄滅，此時(shí)NPN型的第三個(gè)三極管TR3的基極通過(guò)第五個(gè)電阻R5和第六個(gè)電阻R6接地而導(dǎo)通，為L(zhǎng)ED2提供電源VDD而點(diǎn)亮LED2，此處要注意適當(dāng)選擇第五個(gè)電阻R5和第六個(gè)電阻R6的阻值(一般分別為10KΩ和1KΩ)，防止由于第六個(gè)電阻R6上的壓降過(guò)高導(dǎo)致第一個(gè)三極管TR1和第五個(gè)三極管TR5導(dǎo)通。小結(jié)當(dāng)?shù)谝粋€(gè)I/O端口I/O1和第二個(gè)I/O端口I/O2同時(shí)輸出0時(shí)，LED2被點(diǎn)亮，LED1和LED3熄滅；(2)當(dāng)?shù)谝粋€(gè)I/O端口I/O1輸出0和第二個(gè)I/O端口I/O2輸出1時(shí)，第五個(gè)三極管TR5的基極為1而截止，從而LED3無(wú)電源輸入而熄滅，適當(dāng)選擇第三個(gè)電阻R3和第七個(gè)電阻R7的阻值(一般都選擇為4.7KΩ)使第四個(gè)三極管TR4的基極電壓為VDD/2而導(dǎo)通，適當(dāng)選擇第四個(gè)電阻R4和第二個(gè)電阻R2的阻值(一般分別為10KΩ和1.2KΩ)，使第二個(gè)三極管TR2的基極為0而導(dǎo)通，為第一個(gè)三極管TR1的發(fā)射極提供電源VDD，由于此時(shí)第一個(gè)I/O端口I/O1輸出0，從而第一個(gè)三極管TR1導(dǎo)通，為L(zhǎng)ED1提供電源VDD而被點(diǎn)亮，同時(shí)第二個(gè)三極管TR2導(dǎo)通使第三個(gè)三極管TR3的基極為1而截止，從而導(dǎo)致LED2熄滅。小結(jié)當(dāng)?shù)谝粋€(gè)I/O端口I/O1輸出0和第二個(gè)I/O端口I/O2輸出1時(shí)，LED1被點(diǎn)亮，LED2和LED3熄滅。
(3)與上述(2)同理，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)I/O端口I/O1輸出1和第二個(gè)I/O端口I/O2輸出0時(shí)，LED3被點(diǎn)亮，LED1和LED2熄滅。
(4)當(dāng)?shù)谝粋€(gè)I/O端口I/O1和第二個(gè)I/O端口I/O2都同時(shí)輸出1時(shí)，第一個(gè)三極管TR1和第五個(gè)三極管TR5都截止，從而LED1和LED3都熄滅，此時(shí)由于第四個(gè)三極管TR4導(dǎo)通而使第二個(gè)三極管TR2導(dǎo)通，給第三個(gè)三極管TR3基極加了一個(gè)高電平而截止，使LED2熄滅。小結(jié)當(dāng)?shù)谝粋€(gè)I/O端口I/O1和第二個(gè)I/O端口I/O2同時(shí)輸出1時(shí)，LED1、LED2和LED3都熄滅。第一個(gè)I/O端口I/O1和第二個(gè)I/O端口I/O2的邏輯關(guān)系與三個(gè)LED的亮滅關(guān)系如下表

(5)上表只是滿足單個(gè)LED點(diǎn)亮，需要當(dāng)同時(shí)點(diǎn)亮兩個(gè)或三個(gè)LED的時(shí)候，需要用軟件按照上表的邏輯關(guān)系來(lái)控制，使每個(gè)LED輪流被點(diǎn)亮，使每個(gè)需要點(diǎn)亮的LED的亮滅頻率超過(guò)人眼能分辨的頻率(60Hz以上)，這樣就給人的感覺(jué)是兩個(gè)或三個(gè)LED同時(shí)被點(diǎn)亮了。
(6)此種電路為數(shù)碼管提供電源VDD，控制原理與上相同。
權(quán)利要求
1.一種LED及數(shù)碼管顯示控制電路，包括單片機(jī)和LED發(fā)光元件，其中LED發(fā)光元件為為三組，單片機(jī)包括驅(qū)動(dòng)三組LED發(fā)光元件的輸入/輸出I/O端口；其特征在于所述單片機(jī)的用來(lái)驅(qū)動(dòng)三組LED發(fā)光元件輸入/輸出I/O端口為兩個(gè)；所述控制電路還包括五個(gè)控制三組LED發(fā)光元件開(kāi)關(guān)的三極管，其中第一個(gè)三極管、第二個(gè)三極管、第三個(gè)三極管、第五個(gè)三極管為PNP三極管，第四個(gè)三極管為NPN三極管；其中第一個(gè)三極管的基極連接第一個(gè)I/O端口，其集電極連接第一個(gè)LED發(fā)光元件，其發(fā)射極連接第二個(gè)三極管的集電極，并連接第五個(gè)三極管的發(fā)射極和第三個(gè)三極管的基極，在第一個(gè)三極管與第三個(gè)三極管之間串接有起分壓作用的第五個(gè)電阻；第二個(gè)三極管的發(fā)射極連接電源VDD，其基極連接第四個(gè)NPN三極管的集電極，第二個(gè)三極管的基極與第四個(gè)三極管之間串接有起分壓作用的第二個(gè)電阻，第二個(gè)三極管的基極同時(shí)與連接在電源VDD上的起分壓作用的第四個(gè)電阻連接；第三個(gè)三極管的發(fā)射極連接電源VDD，其集電極連接第二個(gè)LED發(fā)光元件；第四個(gè)三極管的發(fā)射極接地，其基極分別連接所述單片機(jī)的第一個(gè)I/O端口和第二個(gè)I/O端口，其中與第一個(gè)I/O端口連接的支路上串接有第三個(gè)電阻，在其與第二個(gè)I/O端口連接的支路上串接有第七個(gè)電阻；第五個(gè)三極管的基極連接第二個(gè)I/O端口，其集電極連接第三個(gè)LED發(fā)光元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED及數(shù)碼管顯示控制電路，其特征在于所述第一個(gè)三極管與第一個(gè)I/O端口之間連接有起限流作用的第一個(gè)電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED及數(shù)碼管顯示控制電路，其特征在于所述第五個(gè)三極管與第二個(gè)I/O端口之間連接有起限流作用的第八個(gè)電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED及數(shù)碼管顯示控制電路，其特征在于所述LED發(fā)光元件為L(zhǎng)ED發(fā)光二極管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED及數(shù)碼管顯示控制電路，其特征在于三個(gè)LED發(fā)光二極管所在支路上串接有分壓電阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED及數(shù)碼管顯示控制電路，其特征在于所述LED發(fā)光元件為數(shù)碼管，所述第一個(gè)三極管的集電極、第三個(gè)三極管的集電極和第五個(gè)三極管的集電極分別與數(shù)碼管的電源端口連接，為數(shù)碼提供電源。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種LED及數(shù)碼管顯示控制電路，其主要是在I/O端口與LED發(fā)光元件之間連接有多個(gè)起開(kāi)關(guān)作用的三極管，配合控制軟件的使用和人的視覺(jué)分辨特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)這種控制電路利用兩個(gè)I/O端口來(lái)驅(qū)動(dòng)三個(gè)LED或者驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的三個(gè)COM口，從而可以使用更少管腳的單片機(jī)以降低成本低，實(shí)現(xiàn)低成本和低能耗的目的。
文檔編號(hào)G05B19/02GK101094547SQ200710075250
公開(kāi)日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2007年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月20日
發(fā)明者姜西輝 申請(qǐng)人:深圳市和而泰電子科技有限公司