用戶(hù)自定制LED驅動(dòng)器的設計

用戶(hù)自定制LED驅動(dòng)器的設計
鄧成中
(西華大學(xué) 機械工程與自動(dòng)化學(xué)院, 四川 成都610039)
 
　　摘　要：利用Philips公司LPC系列單片機的一些特殊功能,在不外加元件的情況下,定制了一片高性能的LED顯示驅動(dòng)器芯片。分析了通用4位7段LED顯示驅動(dòng)器芯片的定制方法與6位“米”字段LED顯示驅動(dòng)器芯片的定制方法,并介紹了LED顯示驅動(dòng)軟件編程方法。
　　關(guān)鍵詞：LED LED顯示驅動(dòng)器 I2C總線(xiàn) P87LPC762 P89LPC932

　　隨著(zhù)計算機技術(shù)和電子技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應用,電器設備的輸出顯示技術(shù)也變得復雜多樣,諸如CRT顯示、LCD顯示、多位LED顯示及發(fā)光二極管顯示等應運而生。在這些顯示當中,LED及發(fā)光二極管顯示電路較為簡(jiǎn)單,成本也較低,在功能單一的儀器儀表與機電設備中應用較廣。但當設備顯示的點(diǎn)或位較多時(shí),就需要采用一定的驅動(dòng)電路與相應的驅動(dòng)方式。
　　在LED的驅動(dòng)和顯示單元的設計中,采用的方式有許多種:利用計算機芯片的端口作為L(cháng)ED的驅動(dòng)口,并通過(guò)軟件編程加外部驅動(dòng)實(shí)現,缺點(diǎn)是占用計算機芯片的時(shí)間和相關(guān)資源;利用專(zhuān)用接口芯片如Intel8155、8255等作為計算機芯片的端口擴展,并通過(guò)軟件編程加外部驅動(dòng)實(shí)現,缺點(diǎn)是電路較復雜,功耗較大,也要占用計算機芯片的時(shí)間和相關(guān)資源;利用顯示用專(zhuān)用芯片如Intel8279、MAX7219、PS7219等,可實(shí)現較復雜的功能,但其占用計算機芯片端口還是較多,并且芯片價(jià)格較高。大多數顯示驅動(dòng)器都沒(méi)有嚴格的總線(xiàn)時(shí)序,在強干擾環(huán)境下容易造成時(shí)序混亂,使顯示不正常。本文討論的LED顯示方案是利用Philips公司的LPC系列單片機芯片的電路特性,從另一種形式來(lái)定制專(zhuān)用的LED顯示驅動(dòng)控制器芯片。主要利用基于I2C總線(xiàn)的通訊接口,使連接可靠;且基于軟件編程控制顯示,使顯示方式及種類(lèi)多樣。由于LPC系列芯片的端口驅動(dòng)能力較強,一般的LED可直接連接,在不外加元件的情況下,可實(shí)現多位LED或大量發(fā)光二極管的顯示,與其它芯片連接時(shí),占用的I/O口較少。

                 
1 4位7段LED顯示器

　　通常的4位LED顯示器如圖1所示,其內部由多只發(fā)光二極管構成,按連接方式不同可分為共陽(yáng)極LED與共陰極LED。其電路特性基本一致:發(fā)光二極管導通壓降為1.2V～1.8V、正向工作電流為2mA～15mA。在顯示驅動(dòng)方式中,采用動(dòng)態(tài)掃描。當掃描到n1～n4公共端時(shí),LED驅動(dòng)器分別對應輸出a～dp的顯示段,LED就能正常顯示。在自定制LED顯示驅動(dòng)器芯片中,LPC系列中的P87LPC762單片機芯片具有較好的端口設置與較強的內部功能,因此可以通過(guò)編程設置其引腳功能作為L(cháng)ED顯示器的驅動(dòng)芯片。

                                 圖1 4位LED顯示器

2 定制4位7段LED顯示驅動(dòng)器芯片
　　要實(shí)現4位7段LED的顯示,只要使流過(guò)發(fā)光二極管每段的電流達到要求就可以了。在這里選用Philips公司LPC系列的P87LPC762單片機實(shí)現顯示驅動(dòng)電路。P87LPC762是一款增強型51系列的單片機,除具有一般單片機的功能外,還具有驅動(dòng)LED的性能: