專利名稱：基于max7219的大尺寸數(shù)碼管顯示電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于LED數(shù)碼管的顯示驅(qū)動(dòng)電路，尤其涉及一種大尺寸、高 亮度LED數(shù)碼管的靜/動(dòng)態(tài)顯示及亮度可隨環(huán)境光強(qiáng)變化自動(dòng)調(diào)整的顯示驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
在大尺寸LED數(shù)碼管顯示電路中，常采用微控制器的8位輸出口作為LED數(shù)碼管 的段碼輸出線，采用其它輸出口作為LED數(shù)碼管的片選信號(hào)，配以鎖存及驅(qū)動(dòng)電路，完成 LED數(shù)碼管的顯示。該種電路占用微控制器資源多，線路復(fù)雜。Maxim公司的MAX7219芯 片用于動(dòng)態(tài)掃描顯示驅(qū)動(dòng)，芯片內(nèi)有可存儲(chǔ)顯示信息的8X8靜態(tài)RAM，動(dòng)態(tài)掃描電路，以及 段、位驅(qū)動(dòng)器。它與通用微處理器只有3根串行線相連，最多可驅(qū)動(dòng)8個(gè)共陰數(shù)碼管或64 個(gè)發(fā)光二極管。采用MAX7219芯片實(shí)現(xiàn)LED數(shù)碼顯示，具有電路緊湊、可節(jié)省CPU的I/O接 口、芯片功能強(qiáng)大、編程簡單等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣大電路設(shè)計(jì)者認(rèn)可。然而MAX7219的工作電 壓為5V，共陰極LED顯示驅(qū)動(dòng)，只適用于3. 5V以下電壓驅(qū)動(dòng)的小尺寸LED數(shù)碼管顯示，限制 了其使用范圍。LED數(shù)碼管用于室外環(huán)境時(shí)，由于環(huán)境光強(qiáng)的影響，LED數(shù)碼管顯示對(duì)比度 會(huì)發(fā)生很大變化，造成LED數(shù)碼管顯示不清(晴天)或耀眼(夜晚)。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供一種基于MAX7219的大尺寸數(shù)碼管顯示電 路，該電路在保留了 MAX7219芯片的功能強(qiáng)大、編程簡單等優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)之上，通過鎖存器和 驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)對(duì)大尺寸數(shù)碼管提供較高電壓和電流的驅(qū)動(dòng)的靜態(tài)顯示，并亮度可調(diào)。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型基于MAX7219的大尺寸數(shù)碼管顯示電路予以 實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案是該電路包括微控制器、MAX7219顯示驅(qū)動(dòng)芯片、多個(gè)鎖存驅(qū)動(dòng)模塊、多 個(gè)共陽LED數(shù)碼管、一個(gè)光敏傳感器和一可編程控制的電子開關(guān)，所述微控制器與MAX7219 顯示驅(qū)動(dòng)芯片之間通過3路導(dǎo)線連接；所述MAX7219顯示驅(qū)動(dòng)芯片與多個(gè)鎖存器相連，所述 MAX7219顯示驅(qū)動(dòng)芯片與每個(gè)鎖存驅(qū)動(dòng)模塊均通過1路導(dǎo)線時(shí)鐘觸發(fā)信號(hào)，所述MAX7219顯 示驅(qū)動(dòng)芯片與每個(gè)鎖存驅(qū)動(dòng)模塊通過并行的8路導(dǎo)線進(jìn)行段碼數(shù)據(jù)傳輸；每個(gè)鎖存驅(qū)動(dòng)模 塊對(duì)應(yīng)與1個(gè)共陽LED數(shù)碼管連接，其兩者之間通過8路導(dǎo)線連接共陽LED數(shù)碼管的段碼引 腳，LED數(shù)碼管共陽極接驅(qū)動(dòng)電源；所述光敏傳感器與微控制器AD接口通過1路導(dǎo)線連接； 所述電子開關(guān)的輸出端分別與LED數(shù)碼管的共陽端及LED數(shù)碼管供電電壓的正極連接；所 述電子開關(guān)的控制端與微控制器之間通過1路導(dǎo)線連接；所述可控電子開關(guān)根據(jù)微控制器 的指令導(dǎo)通或關(guān)閉，由微控制器輸出一個(gè)PWM信號(hào)，通過PWM占空比控制電子開關(guān)的通斷， 進(jìn)而調(diào)整LED數(shù)碼管亮度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型電路在保留了 MAX7219芯片的功能強(qiáng)大、編程簡單等優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)之 上，與通用微處理器只有4根線相連，通過鎖存驅(qū)動(dòng)模塊實(shí)現(xiàn)最多8片大尺寸LED數(shù)碼管的 高電壓和電流驅(qū)動(dòng)顯示，并且亮度可隨環(huán)境光強(qiáng)變化自動(dòng)調(diào)整。顯示方式在顯示數(shù)碼變化
3時(shí)是動(dòng)態(tài)顯示，在數(shù)碼保持不變時(shí)是靜態(tài)顯示。
圖1是本實(shí)用新型基于MAX7219的大尺寸數(shù)碼管顯示電路的構(gòu)成框圖；圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例8位共陽LED數(shù)碼顯示電路的原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。本實(shí)用新型基于MAX7219的大尺寸數(shù)碼管顯示電路的構(gòu)成框圖如圖1所示，該包 括微控制器、MAX7219顯示驅(qū)動(dòng)芯片、多個(gè)鎖存驅(qū)動(dòng)模塊、多個(gè)共陽LED數(shù)碼管、一個(gè)光敏傳 感器和一可編程控制電子開關(guān)，所述微控制器與MAX7219芯片之間通過3路導(dǎo)線連接，所述 MAX7219芯片與多個(gè)鎖存驅(qū)動(dòng)模塊相連，所述MAX7219芯片與每個(gè)鎖存驅(qū)動(dòng)模塊均通過1路 導(dǎo)線提供時(shí)鐘觸發(fā)信號(hào)，所述MAX7219芯片與每個(gè)鎖存驅(qū)動(dòng)模塊通過并行的8路導(dǎo)線進(jìn)行 數(shù)據(jù)傳輸；每個(gè)鎖存驅(qū)動(dòng)模塊對(duì)應(yīng)連接有1個(gè)共陽LED數(shù)碼管，其兩者之間通過8路導(dǎo)線連 接；所有共陽LED數(shù)碼管均與所述可編程控制電子開關(guān)通過1路導(dǎo)線連接；所述光敏傳感 器與微控制器1路AD接口連接；所述電子開關(guān)的控制端與微控制器之間通過1路導(dǎo)線連 接；所述電子開關(guān)另外兩端分別與所有LED數(shù)碼管的共陽端及LED數(shù)碼管供電電壓的正極 連接；所述可控電子開關(guān)根據(jù)微控制器的指令導(dǎo)通或關(guān)閉；顯示方式在顯示數(shù)碼變化時(shí)是 動(dòng)態(tài)顯示，在數(shù)碼保持不變時(shí)是靜態(tài)顯示。下面是本實(shí)用新型基于MAX7219的大尺寸數(shù)碼管顯示電路的一個(gè)具體實(shí)施例。圖2示出了一 8位共陽LED數(shù)碼顯示電路，其中74LS273鎖存器和ULN2803驅(qū)動(dòng) 芯片構(gòu)成鎖存驅(qū)動(dòng)模塊。所述333引腳DIG0 DIG7位碼線分別接8片74LS273鎖存器 11 (cp)腳鎖存控制端，相當(dāng)于片選信號(hào)，該8位數(shù)據(jù)/地址鎖存器74LS273是一種帶清除 功能的8D觸發(fā)器。所述顯示驅(qū)動(dòng)芯片MAX7219引腳的段碼線SEGA SEGG和SE⑶P以數(shù) 據(jù)總線形式接在8片74LS273觸發(fā)器的DO D7輸入端；當(dāng)DIG0 DIG7片選信號(hào)某一位 是低電平時(shí)，數(shù)據(jù)總線DO D7的為對(duì)應(yīng)的段碼數(shù)據(jù)；當(dāng)片選信號(hào)ll(cp)腳有一個(gè)上升沿， 74LS273觸發(fā)器立即鎖存輸入腳的電平狀態(tài)，并呈現(xiàn)在在輸出腳Q0 Q7上鎖存；DIG0 DIG7片選低電平信號(hào)循環(huán)掃描，將要顯示的數(shù)據(jù)段碼分別送入對(duì)應(yīng)的觸發(fā)器鎖存。ULN2803驅(qū)動(dòng)芯片接收74LS273鎖存器輸出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)80011B(即共陽LED數(shù) 碼管)的驅(qū)動(dòng)顯示。ULN2803驅(qū)動(dòng)芯片8位集電極開路輸出口上掛共陽數(shù)碼管的對(duì)應(yīng)段碼 引腳，共陽數(shù)碼管公共引腳通過電子開關(guān)接電源正極。當(dāng)74LS273鎖存器輸出高電平時(shí)， ULN2803驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管80011B對(duì)應(yīng)段碼亮，反之滅。顯示驅(qū)動(dòng)芯片MAX7219在內(nèi)部硬件動(dòng)態(tài)掃描顯示控制電路作用下，實(shí)現(xiàn)LED數(shù)碼 管動(dòng)態(tài)顯示。在本實(shí)用新型電路中采用74LS273觸發(fā)器鎖存各LED數(shù)碼管的段碼驅(qū)動(dòng)信 號(hào)，當(dāng)顯示數(shù)碼變更時(shí)，顯示驅(qū)動(dòng)芯片MAX7219顯示驅(qū)動(dòng)芯片動(dòng)態(tài)巡回掃描完成顯示數(shù)據(jù) 更新。當(dāng)顯示數(shù)碼保持時(shí)，可通過微處理器控制顯示驅(qū)動(dòng)芯片MAX7219在休眠狀態(tài)，即不 工作方式，此時(shí)，LED數(shù)碼管為靜態(tài)顯示方式，通過74LS273鎖存器鎖存的數(shù)據(jù)，由ULN2803 驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管顯示。電路實(shí)現(xiàn)顯示驅(qū)動(dòng)芯片MAX7219間歇工作，只有在LED數(shù) 碼管顯示數(shù)據(jù)改變的情況下，啟動(dòng)MAX7219工作，完成數(shù)據(jù)更新鎖存后，進(jìn)入不工作狀態(tài)，
4以節(jié)省功耗。圖2示出了所述一個(gè)光敏傳感器與微控制器1路AD接口連接，光敏傳感器采集環(huán) 境光強(qiáng)，與LED數(shù)碼管的發(fā)光量進(jìn)行比較，通過自適應(yīng)算法，實(shí)現(xiàn)LED數(shù)碼管顯示亮度可隨 環(huán)境光強(qiáng)變化自動(dòng)調(diào)整。由微控制器輸出一個(gè)PWM信號(hào)，通過PWM占空比控制電子開關(guān)的 通斷，進(jìn)而調(diào)整LED數(shù)碼管亮度。圖2中所示，LED數(shù)碼管供電電壓為最大允許電壓(共陽LED數(shù)碼管80011B為 12. 5V)，通過微處理器輸出脈寬調(diào)制信號(hào)PWM控制PM0S管調(diào)整LED數(shù)碼管供電電壓即可實(shí) 現(xiàn)LED數(shù)碼管亮度控制。由于LED數(shù)碼管供電電壓為最大允許電壓，提高了 LED數(shù)碼管工 作的安全系數(shù)，采用占空比調(diào)整LED數(shù)碼管亮度可靠、方便。同時(shí)取消了 A G字段的限流 電阻，降低了功耗。本實(shí)用新型基于MAX7219的大尺寸數(shù)碼管顯示電路，保留了顯示驅(qū)動(dòng)芯片 MAX7219的使用優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了大尺寸LED數(shù)碼管的靜/動(dòng)態(tài)顯示及亮度可隨環(huán)境光強(qiáng)變化自 動(dòng)調(diào)整。實(shí)際應(yīng)用中，每路LED數(shù)碼管的鎖存驅(qū)動(dòng)電路可做成電路模塊嵌裝在LED數(shù)碼管 上，與顯示驅(qū)動(dòng)芯片MAX7219芯片引腳相連，電路簡潔、可靠。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測試證明該電路性能 穩(wěn)定，具有很高的實(shí)用價(jià)值。盡管上面結(jié)合圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于采用上述 具體芯片(例如74LS273鎖存器和ULN2803驅(qū)動(dòng)芯片)的實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫 離本實(shí)用新型宗旨的情況下，還可以做出很多變形，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求一種基于MAX7219的大尺寸數(shù)碼管顯示電路，包括微控制器、MAX7219顯示驅(qū)動(dòng)芯片、多個(gè)鎖存驅(qū)動(dòng)模塊、多個(gè)共陽LED數(shù)碼管、一個(gè)光敏傳感器和一可編程控制的電子開關(guān)，其特征在于所述微控制器與MAX7219顯示驅(qū)動(dòng)芯片之間通過3路導(dǎo)線連接；所述MAX7219顯示驅(qū)動(dòng)芯片與多個(gè)鎖存器相連，所述MAX7219顯示驅(qū)動(dòng)芯片與每個(gè)鎖存驅(qū)動(dòng)模塊均通過1路導(dǎo)線時(shí)鐘觸發(fā)信號(hào)，所述MAX7219顯示驅(qū)動(dòng)芯片與每個(gè)鎖存驅(qū)動(dòng)模塊通過并行的8路導(dǎo)線進(jìn)行段碼數(shù)據(jù)傳輸；每個(gè)鎖存驅(qū)動(dòng)模塊對(duì)應(yīng)與1個(gè)共陽LED數(shù)碼管連接，其兩者之間通過8路導(dǎo)線連接共陽LED數(shù)碼管的段碼引腳，LED數(shù)碼管共陽極接驅(qū)動(dòng)電源；所述光敏傳感器與微控制器AD接口通過1路導(dǎo)線連接；所述電子開關(guān)的輸出端分別與LED數(shù)碼管的共陽端及LED數(shù)碼管供電電壓的正極連接；所述電子開關(guān)的控制端與微控制器之間通過1路導(dǎo)線連接；所述可控電子開關(guān)根據(jù)微控制器的指令導(dǎo)通或關(guān)閉，由微控制器輸出一個(gè)PWM信號(hào)，通過PWM占空比控制電子開關(guān)的通斷，進(jìn)而調(diào)整LED數(shù)碼管亮度。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于MAX7219的大尺寸數(shù)碼管顯示電路，予以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案是該電路包括微控制器、MAX7219顯示驅(qū)動(dòng)芯片、多個(gè)鎖存驅(qū)動(dòng)模塊、多個(gè)共陽LED數(shù)碼管、一個(gè)光敏傳感器和一可編程控制電子開關(guān)。所述微控制器與MAX7219芯片之間通過3路導(dǎo)線連接，MAX7219芯片與多個(gè)鎖存器及對(duì)應(yīng)的共陽LED數(shù)碼管相連，構(gòu)成大尺寸數(shù)碼管顯示的驅(qū)動(dòng)電路；所述光敏傳感器及電子開關(guān)各通過1路導(dǎo)線與微控制器連接，構(gòu)成LED數(shù)碼管亮度調(diào)整電路。該電路保留了MAX7219芯片的功能強(qiáng)大、編程簡單等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了大尺寸、高亮度LED數(shù)碼管的靜/動(dòng)態(tài)顯示及亮度自動(dòng)調(diào)整顯示。
文檔編號(hào)G09G3/32GK201655254SQ201020158308
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月14日
發(fā)明者付少波, 孫昱, 李志勇, 李長安, 趙玲 申請(qǐng)人:中國人民解放軍軍事交通學(xué)院