大号数码管驱动.doc

《大号数码管驱动.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、大尺寸数码管的动态驱动和保护电路设计时间：2009-03-2409:27:51来源：单片机与嵌入式系统作者：江苏省淮安市楚州区广播电视局徐道兵引言   LED数码管是单片机系统常用的显示器件，1英寸以上的LED数码管的每个字段都是由多个发光二极管串、并联组成，在此称为大尺寸数码管。大尺寸数码管虽然不能显示汉字等复杂字符，但数字显示效果好，可视距离远，成本低，符合人的视觉习惯，有着广泛的用途。其结构特性要求驱动电路提供较高的电压和电流，可用动态和静态方式驱动。笔者设计的“广电播控机房大尺寸综合显尔器”就

2、是用动态驱动大尺寸数码管的方式实现的，本文给出的都是实际使用的电路。1大尺寸数码管特性   图1是深圳佳美公司JM-S40O11D4英寸共阳高亮红色数码管各字段的组成。A～G7个段都是由8只发光二极管串、并联而成；DP是小数点，由2只发光二极管串联而成。单个发光二极管的极限和光电参数如表1所列。否  正向电流If(20mA)是长时间静态驱动时的电流最大值，如果超过此值，将导致数码管寿命下降，甚至损坏。峰值电流Ipeak(100mA)足动态驱动时的脉冲电流最大值。JM—S40011D的A～G字段的导通电

3、压为7．2～8V，单管脉冲电流一般选50mA，超过50mA后其亮度就不与电流成比例增加了。2动态驱动电路设计2例   动态扣描驱动利用人眼的特性，分时进行LED数码管驱动，人眼感受的是有效亮度的平均值。其优点是驱动芯片少，电路简单，成本低。   扩充电压、电流的驱动电路形式很多。图2、图3是“广电播控机房大尺寸综合显示器”显示部分的主要电路，由6只4英寸高亮红色共阳数码管(N1～N6)组成，主控单片机为关国Atmel公司的AVR系列ATmegal6。主控单片机通过数码管驱动电路在大尺寸数码管上以一定时

4、长分时显示“时、分、秒”、“年”、“月、日”、“温度”、“湿度”等信息。2．1单片机完成扫描的动态驱动电路   图2电路中，单片机ATmegal6完成译码、动态扫描等功能。74LS07是6同相电平转换电路，输出级是集电极开路的晶体管，耐压30V，驱动电流30mA，在ATmegal6PA0～PA5口电平控制下驱动Q1～Q6PNP达林顿功率管TIPl27，实现6只共阳数码管的字驱动。ULN2803是8位NPN达林顿阵列，耐压50V，驱动电流500mA，这里用于ATmegal6PCO～PC7口数码管段驱动的

5、扩充。任一时刻，只有1个数码管得电，数码管的阳极接SAl～SA6，用于驱动电压取样。   R1～R8是大尺寸数码管A～G字段的限流电阻，电阻值和功率根据以下因素计算：   ◆大尺寸数码管的供电电压，各段的导通电压；   ◆TIPl27和ULN2803的导通压降；   ◆组成大尺寸数码管的单个发光二极管的驱动电流。    本设计中，单个发光二极管的驱动电流为45mA，供电电压12V，限流电阻选用33Ω，O．5W规格。   本电路占用单片机的I／O口较多，单片机要完成数码管的译码、扫描等任务，负担较重，但

6、对一些小应用来说是不错的选择。2．2专用芯片完成扫描的动态驱动电路   后续设计中，系统增加了很多功能，单片机负担加重，大尺寸数码管显示时出现闪烁现象。增加专用芯片完成数码管的扫描驱动、按键检测等功能，以减轻单片机的资源占用，简化程序设计，效果很好，如图3所示。大尺寸数码管的动态驱动和保护电路设计时间：2009-03-2409:27:51来源：单片机与嵌入式系统作者：江苏省淮安市楚州区广播电视局徐道兵   数码管显示驱动和键盘扫描控制芯片很多，作者选用的是南京沁恒电子有限公司生产的CH452L，其性价

7、比较高。CH452L内置时钟振荡电路，可以动态驱动1英寸以下的8位共阴数码管或者64只LED，具有BCD译码、闪烁、移位、段位寻址、光柱译码等功能；同时还可以进行64键的键盘扫描。CH452L通过可以级联的4线串行接口或者2线串行接口与单片机等交换数据。这里使用4线串行接口与ATmegal6连接，具有编程简单、稳定可靠的特点。   CH452L的第17脚(H3L2)是接口模式选择，接高电平为4线模式。   CH452L也不能直接驱动4英寸数码管，必须进行扩充，扩充电路就是图1。单片机将显示的数据送给C

8、H452L即可，由CH452L代替单片机完成泽码和数码管的动态扫描等任务。3保护电路设计   3英寸以上的数码管，单块价格已超过单片机芯片。由于动态扫描驱动电路的特点，为了达到需要的亮度，每个LED所加的脉冲电流远大于静态驱动时的极限电流值。如果驱动电路有故障，长时间将大电流加在数码管上，将导致数码管烧伤、亮度严重衰减、寿命缩短、甚至损坏，因此要加必要的保护电路，如图4所示。3．1驱动电路故障和危害   在上述驱动扩充电路中，如果段驱动电路ULN2803