專利名稱：Led及數(shù)碼管顯示控制電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種LED及數(shù)碼管顯示控制電路。
背景技術：
現(xiàn)有的單片機的I/O口是驅(qū)動兩個LED或者數(shù)碼管的兩個COM口。例如中國專利號98251181.7、名稱為“單片機控制市電LED霓虹燈”的專利，該專利文獻記載的單片機的I/O口既是每一位輸出連接一路雙向可控硅與一個發(fā)光組件。這種一對一的驅(qū)動方式是一種很常規(guī)的思維方式，容易讓人理解和應用。但是由于單片機的廣泛應用，單片機強大的計算處理功能在這種結構中沒有被充分利用。對于驅(qū)動三個LED或驅(qū)動數(shù)碼管的三個COM口的應用中，傳統(tǒng)的做法仍然需要劃分出單片機的三個管腳來負責控制這三個LED或者數(shù)碼管的三個COM口。
在單片機的應用中，應該充分利用其管腳，從而避免管腳的浪費，進而在實現(xiàn)相同的功能的前提下選用管腳更少的單片機，這樣可以很大程度的降低成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種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I/O口來驅(qū)動三個LED或驅(qū)動數(shù)碼管的三個COM口，實現(xiàn)用較少管腳的單片機來控制更多的LED或數(shù)碼管的COM，較少管腳的單片機成本低，從而實現(xiàn)低成本和低能耗的目的。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明公開了一種LED及數(shù)碼管顯示控制電路，包括單片機和LED發(fā)光元件，其中LED發(fā)光元件為為三組，單片機包括驅(qū)動三組LED發(fā)光元件的輸入/輸出I/O端口。
所述單片機的用來驅(qū)動三組LED發(fā)光元件輸入/輸出I/O端口為兩個；所述控制電路還包括五個控制三組LED發(fā)光元件開關的三極管，其中第一個三極管、第二個三極管、第三個三極管、第五個三極管為PNP三極管，第四個三極管為NPN三極管。
其中第一個三極管的基極連接第一個I/O端口，其集電極連接第一個LED發(fā)光元件，其發(fā)射極連接第二個三極管的集電極，并連接第五個三極管的發(fā)射極和第三個三極管的基極，在第一個三極管與第三個三極管之間串接有起分壓作用的第五個電阻。
第二個三極管的發(fā)射極連接電源VDD，其基極連接第四個NPN三極管的集電極，第二個三極管的基極與第四個三極管之間串接有起分壓作用的第二個電阻，第二個三極管的基極同時與連接在電源VDD上的起分壓作用的第四個電阻連接。
第三個三極管的發(fā)射極連接電源VDD，其集電極連接第二個LED發(fā)光元件。
第四個三極管的發(fā)射極接地，其基極分別連接所述單片機的第一個I/O端口和第二個I/O端口，其中與第一個I/O端口連接的支路上串接有第三個電阻，在其與第二個I/O端口連接的支路上串接有第七個電阻。
第五個三極管的基極連接第二個I/O端口，其集電極連接第三個LED發(fā)光元件。
優(yōu)選地所述第一個三極管與第一個I/O端口之間連接有起限流作用的第一個電阻。
優(yōu)選地所述第五個三極管與第二個I/O端口之間連接有起限流作用的第八個電阻。
優(yōu)選地所述LED發(fā)光元件為LED發(fā)光二極管。
優(yōu)選地三個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，所述第一個三極管的集電極、第三個三極管的集電極和第五個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)有技術的有益效果如下。
(1)利用兩個I/O口驅(qū)動三個LED元件組，現(xiàn)有的電路兩個I/O口只能驅(qū)動兩個LED；(2)可以實現(xiàn)利用兩個I/O的邏輯組合(一共有四種組合狀態(tài))來控制三個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)來控制三個LED的更多顯示狀態(tài)。


圖1是本發(fā)明的第一種實施例的電路原理圖。
圖2是本發(fā)明的第二種實施例的電路原理圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提供一種LED及數(shù)碼管顯示控制電路，包括單片機和LED發(fā)光元件，其中LED發(fā)光元件為三組，單片機包括驅(qū)動三組LED發(fā)光元件的輸入/輸出I/O端口。發(fā)光元件可以為LED發(fā)光二極管，也可以為數(shù)碼管。
本發(fā)明的第一種實施例參看圖1，圖1中發(fā)光元件為LED發(fā)光二極管。
單片機的用來驅(qū)動三組LED發(fā)光元件輸入/輸出I/O端口為兩個，即第一個I/O端口I/O1和第二個I/O端口I/O2。還包括五個控制三組LED發(fā)光元件開關的三極管，其中第一個三極管TR1、第二個三極管TR2、第三個三極管TR3、第五個三極管TR5為PNP三極管，第四個三極管TR4為NPN三極管。
其中第一個三極管TR1的基極連接第一個I/O端口I/O1，其集電極連接第一個LED發(fā)光二極管LED1，其發(fā)射極連接第二個三極管TR2的集電極，并連接第五個三極管TR5的發(fā)射極和第三個三極管TR3的基極，在第一個三極管TR1與第三個三極管TR3之間串接有起分壓作用的第五個電阻R5。第一個三極管TR1與第一個I/O端口之間連接有起限流作用的第一個電阻R1。
第二個三極管TR2的發(fā)射極連接電源VDD，其基極連接第四個三極管TR4的集電極，第二個三極管TR2的基極與第四個三極管TR4之間串接有起分壓作用的第二個電阻R2，第二個三極管TR2的基極同時與連接在電源VDD上的起分壓作用的第四個電阻R4連接。
第三個三極管TR3的發(fā)射極連接電源VDD，其集電極連接第二個LED發(fā)光二極管LED2。
第四個三極管TR4的發(fā)射極接地，其基極分別連接單片機的第一個I/O端口I/O1和第二個I/O端口I/O2，其中與第一個I/O端口連接的支路上串接有第三個電阻R3，在其與第二個I/O端口連接的支路上串接有第七個電阻R7。
第五個三極管TR5的基極連接第二個I/O端口，其集電極連接第三個LED發(fā)光二極管LED2，第五個三極管TR5與第二個I/O端口之間連接有起限流作用的第八個電阻R8。
在第一個LED發(fā)光二極管所在支路上串接有分壓的第十個電阻R10，在第二個LED發(fā)光二極管所在的支路上串接有分壓的第十一個電阻R11，在第三個LED發(fā)光二極管所在的支路上串接有分壓的第十二個電阻R12。
本發(fā)明的第二個實施例是LED發(fā)光元件為數(shù)碼管的情況，其電路原理圖參看圖2。第一個三極管TR1的集電極、第三個三極管TR3的集電極和第五個三極管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。其它部分與實施例一相同。
本發(fā)明電路的工作原理和工作過程(1)當?shù)谝粋€I/O端口I/O1和第二個I/O端口I/O2同時輸出0時，NPN型的第四個三極管TR4的基極為0而截止，PNP型的第二個三極管TR2的基極為1而截止，從而導致第一個三極管TR1和第五個三極管TR5的發(fā)射極無電源VDD，也就是LED1和LED3的陽極無電源輸入而熄滅，此時NPN型的第三個三極管TR3的基極通過第五個電阻R5和第六個電阻R6接地而導通，為LED2提供電源VDD而點亮LED2，此處要注意適當選擇第五個電阻R5和第六個電阻R6的阻值(一般分別為10KΩ和1KΩ)，防止由于第六個電阻R6上的壓降過高導致第一個三極管TR1和第五個三極管TR5導通。小結當?shù)谝粋€I/O端口I/O1和第二個I/O端口I/O2同時輸出0時，LED2被點亮，LED1和LED3熄滅；(2)當?shù)谝粋€I/O端口I/O1輸出0和第二個I/O端口I/O2輸出1時，第五個三極管TR5的基極為1而截止，從而LED3無電源輸入而熄滅，適當選擇第三個電阻R3和第七個電阻R7的阻值(一般都選擇為4.7KΩ)使第四個三極管TR4的基極電壓為VDD/2而導通，適當選擇第四個電阻R4和第二個電阻R2的阻值(一般分別為10KΩ和1.2KΩ)，使第二個三極管TR2的基極為0而導通，為第一個三極管TR1的發(fā)射極提供電源VDD，由于此時第一個I/O端口I/O1輸出0，從而第一個三極管TR1導通，為LED1提供電源VDD而被點亮，同時第二個三極管TR2導通使第三個三極管TR3的基極為1而截止，從而導致LED2熄滅。小結當?shù)谝粋€I/O端口I/O1輸出0和第二個I/O端口I/O2輸出1時，LED1被點亮，LED2和LED3熄滅。
(3)與上述(2)同理，當?shù)谝粋€I/O端口I/O1輸出1和第二個I/O端口I/O2輸出0時，LED3被點亮，LED1和LED2熄滅。
(4)當?shù)谝粋€I/O端口I/O1和第二個I/O端口I/O2都同時輸出1時，第一個三極管TR1和第五個三極管TR5都截止，從而LED1和LED3都熄滅，此時由于第四個三極管TR4導通而使第二個三極管TR2導通，給第三個三極管TR3基極加了一個高電平而截止，使LED2熄滅。小結當?shù)谝粋€I/O端口I/O1和第二個I/O端口I/O2同時輸出1時，LED1、LED2和LED3都熄滅。第一個I/O端口I/O1和第二個I/O端口I/O2的邏輯關系與三個LED的亮滅關系如下表

(5)上表只是滿足單個LED點亮，需要當同時點亮兩個或三個LED的時候，需要用軟件按照上表的邏輯關系來控制，使每個LED輪流被點亮，使每個需要點亮的LED的亮滅頻率超過人眼能分辨的頻率(60Hz以上)，這樣就給人的感覺是兩個或三個LED同時被點亮了。
(6)此種電路為數(shù)碼管提供電源VDD，控制原理與上相同。
權利要求
1.一種LED及數(shù)碼管顯示控制電路，包括單片機和LED發(fā)光元件，其中LED發(fā)光元件為為三組，單片機包括驅(qū)動三組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的用來驅(qū)動三組LED發(fā)光元件輸入/輸出I/O端口為兩個；所述控制電路還包括五個控制三組LED發(fā)光元件開關的三極管，其中第一個三極管、第二個三極管、第三個三極管、第五個三極管為PNP三極管，第四個三極管為NPN三極管；其中第一個三極管的基極連接第一個I/O端口，其集電極連接第一個LED發(fā)光元件，其發(fā)射極連接第二個三極管的集電極，并連接第五個三極管的發(fā)射極和第三個三極管的基極，在第一個三極管與第三個三極管之間串接有起分壓作用的第五個電阻；第二個三極管的發(fā)射極連接電源VDD，其基極連接第四個NPN三極管的集電極，第二個三極管的基極與第四個三極管之間串接有起分壓作用的第二個電阻，第二個三極管的基極同時與連接在電源VDD上的起分壓作用的第四個電阻連接；第三個三極管的發(fā)射極連接電源VDD，其集電極連接第二個LED發(fā)光元件；第四個三極管的發(fā)射極接地，其基極分別連接所述單片機的第一個I/O端口和第二個I/O端口，其中與第一個I/O端口連接的支路上串接有第三個電阻，在其與第二個I/O端口連接的支路上串接有第七個電阻；第五個三極管的基極連接第二個I/O端口，其集電極連接第三個LED發(fā)光元件。
2.根據(jù)權利要求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三極管與第一個I/O端口之間連接有起限流作用的第一個電阻。
3.根據(jù)權利要求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三極管與第二個I/O端口之間連接有起限流作用的第八個電阻。
4.根據(jù)權利要求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LED發(fā)光二極管。
5.根據(jù)權利要求4所述的LED及數(shù)碼管顯示控制電路，其特征在于三個LED發(fā)光二極管所在支路上串接有分壓電阻。
6.根據(jù)權利要求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，所述第一個三極管的集電極、第三個三極管的集電極和第五個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起開關作用的三極管，配合控制軟件的使用和人的視覺分辨特點實現(xiàn)這種控制電路利用兩個I/O端口來驅(qū)動三個LED或者驅(qū)動數(shù)碼管的三個COM口，從而可以使用更少管腳的單片機以降低成本低，實現(xiàn)低成本和低能耗的目的。
文檔編號G05B19/02GK101094547SQ200710075250
公開日2007年12月26日 申請日期2007年7月20日 優(yōu)先權日2007年7月20日
發(fā)明者姜西輝 申請人:深圳市和而泰電子科技有限公司