專利名稱：一種單管擴(kuò)展端口矩陣led驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種單管擴(kuò)展端口矩陣LED驅(qū)動(dòng)電路，屬于單管擴(kuò)展端口矩陣LED 驅(qū)動(dòng)電路的改造技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前，很多采用數(shù)碼管或LED顯示的電子板，由于單片機(jī)MCU端口資源不足，需要擴(kuò)展電路，增加驅(qū)動(dòng)LED的端口。在現(xiàn)有技術(shù)中，一般端口擴(kuò)展電路，存在受環(huán)境溫度、電源電壓、需要單片機(jī)MCU驅(qū)動(dòng)端口數(shù)量多、驅(qū)動(dòng)電流不足、電路復(fù)雜等因素影響，導(dǎo)致可靠性不高、布板困難、成本偏高等問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于考慮上述問題而提供一種使用單片機(jī)MCU的N個(gè)端口，就可以擴(kuò)展為2*(N-1)個(gè)端口的單管擴(kuò)展端口矩陣LED驅(qū)動(dòng)電路。本實(shí)用新型電路簡(jiǎn)潔、成本低，且不受環(huán)境溫度影響、不受電源電壓波動(dòng)影響，驅(qū)動(dòng)電流大，功耗小，可靠性高。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是本實(shí)用新型的單管擴(kuò)展端口矩陣LED驅(qū)動(dòng)電路，包括有公共端驅(qū)動(dòng)電路、公共端擴(kuò)展電路、矩陣LED顯示電路，其中公共端擴(kuò)展電路的輸入端與單片機(jī)MCU的端口連接，公共端驅(qū)動(dòng)電路的輸入端與單片機(jī)MCU的端口連接及與公共端擴(kuò)展電路的輸出端連接，公共端驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與矩陣LED顯示電路的輸入端連接。上述公共端驅(qū)動(dòng)電路包括有輸入電阻R2、R3、R4、R5，上拉電阻R6、R7，三極管Ql、 Q2、Q3、Q4，其中三極管Ql、Q2、Q3、Q4的基極分別通過輸入電阻R2、R3、R4、R5與單片機(jī)MCU 的端口連接，三極管Ql、Q2、Q3、Q4的集電極與矩陣LED顯示電路的輸入端連接，且三極管 QU Q2的發(fā)射極分別與公共端擴(kuò)展電路的輸出端連接，三極管Q3、Q4的發(fā)射極與驅(qū)動(dòng)電源 VDD連接，三極管Q3的集電極與基極之間連接有上拉電阻R6，三極管Q4的集電極與基極之間連接有上拉電阻R7。上述公共端擴(kuò)展電路包括有輸入電阻R1、三極管Q5，三極管Q5的基極通過輸入電阻Rl與單片機(jī)MCU的端口連接，三極管Q5的發(fā)射極與驅(qū)動(dòng)電源VDD連接，三極管Q5的集電極與公共端驅(qū)動(dòng)電路(1)連接。上述矩陣LED顯示電路包括有顯示元件及限流電阻R8 R15，顯示元件與公共端驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接，限流電阻R8 R15與顯示元件連接。上述矩陣LED顯示電路中的顯示元件為數(shù)碼管DIGITl。上述矩陣LED顯示電路中的顯示元件為矩陣發(fā)光二極管LED，公共端驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型只采用一個(gè)三極管控制端口擴(kuò)展，不管原來有多少個(gè)MCU端口，假如為N個(gè)，都可以擴(kuò)展為2* (N-I)個(gè)公共端口，電路簡(jiǎn)潔，可靠性高。公共端驅(qū)動(dòng)電路，共分為2組，每組驅(qū)動(dòng)(N-I)個(gè)公共端口，第一組三極管的發(fā)射極接電源VDD，第二組三極管的發(fā)射極接公共端擴(kuò)展電路的輸出端；當(dāng)公共端擴(kuò)展電路的三極
3管截止時(shí)，掃描第一組三極管對(duì)應(yīng)的公共端，當(dāng)公共端擴(kuò)展電路的三極管導(dǎo)通時(shí)，掃描第二組三極管對(duì)應(yīng)的公共端，總共可以掃描2* (N-I)個(gè)公共端口。本實(shí)用新型是一種設(shè)計(jì)巧妙， 性能優(yōu)良，方便實(shí)用的單管擴(kuò)展端口矩陣LED驅(qū)動(dòng)電路，可以廣泛應(yīng)用于有數(shù)碼管或LED 顯示的電子產(chǎn)品上，特別適用于家電控制板。

圖1為本實(shí)用新型的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例本實(shí)用新型的電路原理圖如圖1所示，本實(shí)用新型的單管擴(kuò)展端口矩陣LED驅(qū)動(dòng)電路，包括有公共端驅(qū)動(dòng)電路1、公共端擴(kuò)展電路2、矩陣LED顯示電路3，其中公共端擴(kuò)展電路2的輸入端與單片機(jī)MCU的端口連接，公共端驅(qū)動(dòng)電路1的輸入端與單片機(jī)MCU的端口連接及與公共端擴(kuò)展電路2的輸出端連接，公共端驅(qū)動(dòng)電路1的輸出端與矩陣LED顯示電路3的輸入端連接。本實(shí)施例中，上述公共端驅(qū)動(dòng)電路1包括有輸入電阻1 2、1 3、1 4、1 5，上拉電阻1 6、 R7，三極管Ql、Q2、Q3、Q4，其中三極管Ql、Q2、Q3、Q4的基極分別通過輸入電阻R2、R3、R4、 R5與單片機(jī)MCU的端口連接，三極管Q1、Q2、Q3、Q4的集電極與矩陣LED顯示電路3的輸入端連接，且三極管Q1、Q2的發(fā)射極分別與公共端擴(kuò)展電路2的輸出端連接，三極管Q3、Q4的發(fā)射極與驅(qū)動(dòng)電源VDD連接，三極管Q3的集電極與基極之間連接有上拉電阻R6，三極管Q4 的集電極與基極之間連接有上拉電阻R7。本實(shí)施例中，上述公共端擴(kuò)展電路2包括有輸入電阻R1、三極管Q5，三極管Q5的基極通過輸入電阻Rl與單片機(jī)MCU的端口連接，三極管Q5的發(fā)射極與驅(qū)動(dòng)電源VDD連接， 三極管Q5的集電極與公共端驅(qū)動(dòng)電路1連接。本實(shí)施例中，上述矩陣LED顯示電路3包括有顯示元件及限流電阻R8 R15，顯示元件與公共端驅(qū)動(dòng)電路1的輸出端連接，限流電阻R8 R15與顯示元件連接。上述矩陣LED顯示電路3中的顯示元件為數(shù)碼管DIGIT1?；蛏鲜鼍仃嘗ED顯示電路3中的顯示元件為矩陣發(fā)光二極管LED，公共端驅(qū)動(dòng)電路1的輸出端與發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接，點(diǎn)亮矩陣LED中需要顯示的LED (相應(yīng)的A、B、C、D、E、F、G、DP為低電平)，實(shí)現(xiàn)掃描點(diǎn)亮LED功能。本實(shí)施例中，上述矩陣LED顯示電路3中的顯示元件為矩陣發(fā)光二極管 LED。本實(shí)施例中，參照?qǐng)D1，若MCU有N個(gè)端口用來控制掃描矩陣LED的公共端，公共端驅(qū)動(dòng)電路1共分為2組，每組驅(qū)動(dòng)(N-I)個(gè)公共端口，第一組三極管Q3、Q4的發(fā)射極接電源VDD，第二組三極管Q1、Q2的發(fā)射極接公共端擴(kuò)展電路2的輸出端；當(dāng)控制公共端擴(kuò)展電路2的三極管Q5截止時(shí)，掃描第一組三極管Q3、Q4對(duì)應(yīng)的公共端13、14，當(dāng)控制公共端擴(kuò)展電路2的三極管Q5導(dǎo)通時(shí)，掃描第二組三極管Ql、Q2對(duì)應(yīng)的公共端11、12，總共可以掃描2* (N-I)個(gè)公共端口。本實(shí)施例的工作原理如下如圖1所示，當(dāng)單片機(jī)MCU的端口 21、15、16都為高電平時(shí)，Ql Q5都截止，則矩陣LED的公共端都關(guān)閉，LED不發(fā)光。掃描公共端11，單片機(jī)MCU的端口 21、15都為低電平，單片機(jī)MCU的端口 16為高電平，Q5、Q1導(dǎo)通，Q2、Q4截止，由于Q5導(dǎo)通，則Q5的集電極22的端電壓為VDD，單片機(jī)MCU 的端口 21為低電平，Ql的發(fā)射極與基極之間有輸入電流，Ql的Vbe為0. 7V，由于Vbe電壓鉗位作用，則Q3的發(fā)射極與基極之間電壓為VBE*R5/(R5+R7)，小于Q3的發(fā)射極與基極PN結(jié)導(dǎo)通電壓0.7V，Q3截止，所以矩陣LED只有公共端11接通電源VDD，掃描公共端11，點(diǎn)亮接公共端11的需要顯示的LED。同理，掃描公共端12，單片機(jī)MCU的端口 21、16都為低電平，單片機(jī)MCU的端口 15 為高電平，Q5、Q2導(dǎo)通，Ql、Q3截止，由于Q5導(dǎo)通，則Q5的集電極22的端電壓為VDD，單片機(jī)MCU的端口 21為低電平，Q2的發(fā)射極與基極之間有輸入電流，Q2的Vbe為0. 7V，由于Vbe 電壓鉗位作用，則Q4的發(fā)射極與基極之間電壓為Vbe*R4/ (R4+R6)，小于Q4的發(fā)射極與基極 PN結(jié)導(dǎo)通電壓0.7V，Q4截止，所以矩陣LED只有公共端12接通電源VDD，掃描公共端12， 點(diǎn)亮接公共端12的LED。掃描公共端13，MCU端口 15為低電平，端口 21、16都為高電平，Q3導(dǎo)通，Q5、Q1、 Q2、Q4截止，所以只有公共端13接通電源VDD，掃描公共端13，點(diǎn)亮接公共端13的LED。掃描矩陣LED的公共端14，MCU端口 16為低電平，端口 21、15都為高電平，Q4導(dǎo)通，Q5、Q1、Q2、Q3截止，所以矩陣LED只有公共端14接通電源VDD，掃描公共端14，點(diǎn)亮接公共端14的LED。其公共端與端口邏輯關(guān)系如下表所示
權(quán)利要求1.一種單管擴(kuò)展端口矩陣LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于包括有公共端驅(qū)動(dòng)電路(1 )、公共端擴(kuò)展電路(2)、矩陣LED顯示電路(3)，其中公共端擴(kuò)展電路(2)的輸入端與單片機(jī)MCU 的端口連接，公共端驅(qū)動(dòng)電路(1)的輸入端與單片機(jī)MCU的端口連接及與公共端擴(kuò)展電路 (2)的輸出端連接，公共端驅(qū)動(dòng)電路(1)的輸出端與矩陣LED顯示電路(3)的輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單管擴(kuò)展端口矩陣LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于上述公共端驅(qū)動(dòng)電路(1)包括有輸入電阻R2、R3、R4、R5，上拉電阻R6、R7，三極管Ql、Q2、Q3、Q4，其中三極管Q1、Q2、Q3、Q4的基極分別通過輸入電阻R2、R3、R4、R5與單片機(jī)MCU的端口連接，三極管Q1、Q2、Q3、Q4的集電極與矩陣LED顯示電路(3)的輸入端連接，且三極管Ql、Q2的發(fā)射極分別與公共端擴(kuò)展電路(2)的輸出端連接，三極管Q3、Q4的發(fā)射極與驅(qū)動(dòng)電源VDD連接， 三極管Q3的集電極與基極之間連接有上拉電阻R6，三極管Q4的集電極與基極之間連接有上拉電阻R7。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單管擴(kuò)展端口矩陣LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于上述公共端擴(kuò)展電路(2 )包括有輸入電阻Rl、三極管Q5，三極管Q5的基極通過輸入電阻Rl與單片機(jī)MCU 的端口連接，三極管Q5的發(fā)射極與驅(qū)動(dòng)電源VDD連接，三極管Q5的集電極與公共端驅(qū)動(dòng)電路(1)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的單管擴(kuò)展端口矩陣LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于上述矩陣LED顯示電路(3)包括有顯示元件及限流電阻R8 R15，顯示元件與公共端驅(qū)動(dòng)電路(1)的輸出端連接，限流電阻R8 R15與顯示元件連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單管擴(kuò)展端口矩陣LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于上述矩陣LED 顯示電路(3)中的顯示元件為數(shù)碼管DIGIT1。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單管擴(kuò)展端口矩陣LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于上述矩陣LED 顯示電路(3)中的顯示元件為矩陣發(fā)光二極管LED，公共端驅(qū)動(dòng)電路(1)的輸出端與發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接。
專利摘要本實(shí)用新型是一種單管擴(kuò)展端口矩陣LED驅(qū)動(dòng)電路。包括有公共端驅(qū)動(dòng)電路(1)、公共端擴(kuò)展電路(2)、矩陣LED顯示電路(3),其中公共端擴(kuò)展電路(2)的輸入端與單片機(jī)MCU的端口連接，公共端驅(qū)動(dòng)電路(1)的輸入端與單片機(jī)MCU的端口連接及與公共端擴(kuò)展電路(2)的輸出端連接，公共端驅(qū)動(dòng)電路(1)的輸出端與矩陣LED顯示電路(3)的輸入端連接。本實(shí)用新型使用單片機(jī)MCU的N個(gè)端口，就可以擴(kuò)展為2*(N-1)個(gè)端口。本實(shí)用新型電路簡(jiǎn)潔、成本低，且不受環(huán)境溫度影響、不受電源電壓波動(dòng)影響，驅(qū)動(dòng)電流大，功耗小，可靠性高，是一種方便實(shí)用單管擴(kuò)展端口矩陣LED驅(qū)動(dòng)電路。
文檔編號(hào)G09G3/32GK201994042SQ20102065848
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者何衛(wèi)文, 汪軍, 金洪波 申請(qǐng)人:佛山市順德區(qū)瑞德電子實(shí)業(yè)有限公司