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大尺度数码管的动态驱动和维护电路规划

发布时间:2022-01-27 21:48:50 来源:米乐m6官网

  。大尺度数码管尽管不能显现汉字等杂乱字符,但数字显现作用好,可视间隔远,成本低,契合人的视觉习气,有着广泛的用处。其结构特性要求驱动电路供给较高的电压和电流,可用动态和静态方法驱动。笔者规划的“广电播控机房大尺度归纳显现器”便是用

  图1是深圳佳美公司JMS40011D4英寸共阳高亮赤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。

  正向电流If(20mA)是长期静态驱动时的电流最大值,假如超越此值,将导致数码管寿数下降,乃至损坏。峰值电流Ipeak(100mA)是动态驱动时的脉冲电流最大值。JMS40011D的A~G字段的导通电压为7.2~8V,单管脉冲电流一般选50mA,超越50mA后其亮度就不与电流成份额添加了。

  动态扫描驱动利用人眼的特性,分时进行LED数码管驱动,人眼感触的是有用亮度的平均值。其长处是驱动芯片少,电路简略,成本低。

  扩大电压、电流的驱动电路方法许多。图2、图3是“广电播控机房大尺度归纳显现器”显现部分的首要电路,由6只4英寸高亮赤色共阳数码管(N1~N6)组成,主控单片机为美国Atmel公司的AVR系列ATmega16。主控单片机通过数码管驱动电路在大尺度数码管上以必定时长分时显现“时、分、秒”、“年”、“月、日”、“温度”、“湿度”等信息。

  图2电路中,单片机ATmega16完结译码、动态扫描等功用。74LS07是6同相电平转化电路,输出级是集电极开路的晶体管,耐压30V,驱动电流30mA,在ATmega16PA0~PA5口电平操控下驱动Q1~Q6PNP达林顿功率管TIP127,完结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,这儿用于ATmega16PC0~PC7口数码管段驱动的扩大。任一时间,只要1个数码管得电,数码管的阳极接SA1~SA6,用于驱动电压取样。

  本规划中,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,0.5W标准。

  本电路占用单片机的I/O口较多,单片机要完结数码管的译码、扫描等使命,担负较重,但对一些小运用来说是不错的挑选。

  后续规划中,体系添加了许多功用,单片机担负加剧,大尺度数码管显现时呈现闪耀现象。添加专用芯片完结数码管的扫描驱动、按键检测等功用,以减轻单片机的资源占用,简化程序规划,作用很好,如图3所示。

  数码管显现驱动和键盘扫描操控芯片许多,作者选用的是南京沁恒电子有限公司出产的CH452L,其性价比较高。CH452L内置时钟振荡电路,能够动态驱动1英寸以下的8位共阴数码管或许64只LED,具有BCD译码、闪耀、移位、段位寻址、光柱译码等功用;一起还能够进行64键的键盘扫描。CH452L通过能够级联的4线线串行接口与单片机等交流数据。这儿运用4线串行接口与ATmega16衔接,具有编程简略、安稳牢靠的特色。CH452L的第17脚(H3L2)是接口形式挑选,接高电平为4线英寸数码管,有必要进行扩大,扩大电路便是图1。单片机将显现的数据送给CH452L即可,由CH452L替代单片机完结译码和数码管的动态扫描等使命。

  3英寸以上的数码管,单块价格已超越单片机芯片。因为动态扫描驱动电路的特色,为了到达需求的亮度,每个LED所加的脉冲电流远大于静态驱动时的极限电流值。假如驱动电路有毛病,长期将大电流加在数码管上,将导致数码管烧伤、亮度严峻衰减、寿数缩短、乃至损坏,因而要加必要的维护电路,如图4所示。

  在上述驱动扩大电路中,假如段驱动电路ULN2803损坏,只会呈现显现紊乱现象,对大尺度数码管不形成损害;假如字驱动达林顿管TIP127断路,仅仅相应位的数码管不显现,也无损害;假如74LS07某位断路,TIP127不会导通,数码管也不会长期过流。

  假如字驱动达林顿管TIP127短路或许74LS07的某位对地短路,相应位的大尺度数码管将一直得电,形成数码管长期过流损害,因而有必要避免这种状况产生。在扫描空地时,检测数码管的阳极电压,就能发现这种毛病。

  如图4所示,在每个大尺度数码管的阳极进行驱动电压取样,任一时间只要1个数码管的字驱动被扫描选中,即TIP127导通。取样电压约为数码管的供电电压(这儿是12V),未选中的为0V(TIP127截止后的漏电流极小,相当于彻底关断)。通过ULN2803进行电平转化,送入单片机的PB口检测。一切大尺度数码管通过继电器K1的常闭触点供电,K1受控于单片机的PA0口。

  关于图3电路,因为CH452L的第8个数码管字选位DIG7未用,因而用DIG7作为取样触发信号(SSTART)触发ATmega16的中止INT0,在中止程序中参加上述监测和维护代码,即可完结采样和维护功用。

  ①假如不具备图2、图3电路的取样机遇条件,可采纳随机读取的方法。需求清晰,任何时间只要1个数码管得电作业,多于1个即可以为驱动电路有丧命毛病产生。

  ②抗搅扰:在取样电路并接小容量电容,滤除杂波搅扰;软件采纳屡次采样、表决方法,避免维护电路误动作。

  ④假如单片机I/O口数量缺乏,能够用74LS165(并行输入转串行输出)等电路进行取样电路扩展。

  ⑤关于由单片机完结扫描的动态驱动电路,要注意避免因程序规划不合理或许死机对大尺度数码管形成的长期过流损害。专用数码管显现驱动和键盘扫描操控芯片多由纯硬件逻辑完结,不会呈现死机现象。

  本文提及的大尺度数码管动态驱动和维护电路,笔者通过产品实践验证过,价格低廉、功能牢靠。其他类型的大尺度数码管驱动、维护电路可参照此思路规划。在此抛砖引玉,期望对我们有所协助。