一种单管扩展端口矩阵led驱动电路的制作方法
专利名称：一种单管扩展端口矩阵led驱动电路的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种单管扩展端口矩阵LED驱动电路，属于单管扩展端口矩阵LED 驱动电路的改造技术。
背景技术：
目前，很多采用数码管或LED显示的电子板，由于单片机MCU端口资源不足，需要扩展电路，增加驱动LED的端口。在现有技术中，一般端口扩展电路，存在受环境温度、电源电压、需要单片机MCU驱动端口数量多、驱动电流不足、电路复杂等因素影响，导致可靠性不高、布板困难、成本偏高等问题。
发明内容本实用新型的目的在于考虑上述问题而提供一种使用单片机MCU的N个端口，就可以扩展为2*(N-1)个端口的单管扩展端口矩阵LED驱动电路。本实用新型电路简洁、成本低，且不受环境温度影响、不受电源电压波动影响，驱动电流大，功耗小，可靠性高。本实用新型的技术方案是本实用新型的单管扩展端口矩阵LED驱动电路，包括有公共端驱动电路、公共端扩展电路、矩阵LED显示电路，其中公共端扩展电路的输入端与单片机MCU的端口连接，公共端驱动电路的输入端与单片机MCU的端口连接及与公共端扩展电路的输出端连接，公共端驱动电路的输出端与矩阵LED显示电路的输入端连接。上述公共端驱动电路包括有输入电阻R2、R3、R4、R5，上拉电阻R6、R7，三极管Ql、 Q2、Q3、Q4，其中三极管Ql、Q2、Q3、Q4的基极分别通过输入电阻R2、R3、R4、R5与单片机MCU 的端口连接，三极管Ql、Q2、Q3、Q4的集电极与矩阵LED显示电路的输入端连接，且三极管 QU Q2的发射极分别与公共端扩展电路的输出端连接，三极管Q3、Q4的发射极与驱动电源 VDD连接，三极管Q3的集电极与基极之间连接有上拉电阻R6，三极管Q4的集电极与基极之间连接有上拉电阻R7。上述公共端扩展电路包括有输入电阻R1、三极管Q5，三极管Q5的基极通过输入电阻Rl与单片机MCU的端口连接，三极管Q5的发射极与驱动电源VDD连接，三极管Q5的集电极与公共端驱动电路(1)连接。上述矩阵LED显示电路包括有显示元件及限流电阻R8 R15，显示元件与公共端驱动电路的输出端连接，限流电阻R8 R15与显示元件连接。上述矩阵LED显示电路中的显示元件为数码管DIGITl。上述矩阵LED显示电路中的显示元件为矩阵发光二极管LED，公共端驱动电路的输出端与发光二极管的阳极连接。本实用新型的有益效果是本实用新型只采用一个三极管控制端口扩展，不管原来有多少个MCU端口，假如为N个，都可以扩展为2* (N-I)个公共端口，电路简洁，可靠性高。公共端驱动电路，共分为2组，每组驱动(N-I)个公共端口，第一组三极管的发射极接电源VDD，第二组三极管的发射极接公共端扩展电路的输出端；当公共端扩展电路的三极
3管截止时，扫描第一组三极管对应的公共端，当公共端扩展电路的三极管导通时，扫描第二组三极管对应的公共端，总共可以扫描2* (N-I)个公共端口。本实用新型是一种设计巧妙， 性能优良，方便实用的单管扩展端口矩阵LED驱动电路，可以广泛应用于有数码管或LED 显示的电子产品上，特别适用于家电控制板。
图1为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
实施例本实用新型的电路原理图如图1所示，本实用新型的单管扩展端口矩阵LED驱动电路，包括有公共端驱动电路1、公共端扩展电路2、矩阵LED显示电路3，其中公共端扩展电路2的输入端与单片机MCU的端口连接，公共端驱动电路1的输入端与单片机MCU的端口连接及与公共端扩展电路2的输出端连接，公共端驱动电路1的输出端与矩阵LED显示电路3的输入端连接。本实施例中，上述公共端驱动电路1包括有输入电阻1 2、1 3、1 4、1 5，上拉电阻1 6、 R7，三极管Ql、Q2、Q3、Q4，其中三极管Ql、Q2、Q3、Q4的基极分别通过输入电阻R2、R3、R4、 R5与单片机MCU的端口连接，三极管Q1、Q2、Q3、Q4的集电极与矩阵LED显示电路3的输入端连接，且三极管Q1、Q2的发射极分别与公共端扩展电路2的输出端连接，三极管Q3、Q4的发射极与驱动电源VDD连接，三极管Q3的集电极与基极之间连接有上拉电阻R6，三极管Q4 的集电极与基极之间连接有上拉电阻R7。本实施例中，上述公共端扩展电路2包括有输入电阻R1、三极管Q5，三极管Q5的基极通过输入电阻Rl与单片机MCU的端口连接，三极管Q5的发射极与驱动电源VDD连接， 三极管Q5的集电极与公共端驱动电路1连接。本实施例中，上述矩阵LED显示电路3包括有显示元件及限流电阻R8 R15，显示元件与公共端驱动电路1的输出端连接，限流电阻R8 R15与显示元件连接。上述矩阵LED显示电路3中的显示元件为数码管DIGIT1。或上述矩阵LED显示电路3中的显示元件为矩阵发光二极管LED，公共端驱动电路1的输出端与发光二极管的阳极连接，点亮矩阵LED中需要显示的LED (相应的A、B、C、D、E、F、G、DP为低电平)，实现扫描点亮LED功能。本实施例中，上述矩阵LED显示电路3中的显示元件为矩阵发光二极管 LED。本实施例中，参照图1，若MCU有N个端口用来控制扫描矩阵LED的公共端，公共端驱动电路1共分为2组，每组驱动(N-I)个公共端口，第一组三极管Q3、Q4的发射极接电源VDD，第二组三极管Q1、Q2的发射极接公共端扩展电路2的输出端；当控制公共端扩展电路2的三极管Q5截止时，扫描第一组三极管Q3、Q4对应的公共端13、14，当控制公共端扩展电路2的三极管Q5导通时，扫描第二组三极管Ql、Q2对应的公共端11、12，总共可以扫描2* (N-I)个公共端口。本实施例的工作原理如下如图1所示，当单片机MCU的端口 21、15、16都为高电平时，Ql Q5都截止，则矩阵LED的公共端都关闭，LED不发光。扫描公共端11，单片机MCU的端口 21、15都为低电平，单片机MCU的端口 16为高电平，Q5、Q1导通，Q2、Q4截止，由于Q5导通，则Q5的集电极22的端电压为VDD，单片机MCU 的端口 21为低电平，Ql的发射极与基极之间有输入电流，Ql的Vbe为0. 7V，由于Vbe电压钳位作用，则Q3的发射极与基极之间电压为VBE*R5/(R5+R7)，小于Q3的发射极与基极PN结导通电压0.7V，Q3截止，所以矩阵LED只有公共端11接通电源VDD，扫描公共端11，点亮接公共端11的需要显示的LED。同理，扫描公共端12，单片机MCU的端口 21、16都为低电平，单片机MCU的端口 15 为高电平，Q5、Q2导通，Ql、Q3截止，由于Q5导通，则Q5的集电极22的端电压为VDD，单片机MCU的端口 21为低电平，Q2的发射极与基极之间有输入电流，Q2的Vbe为0. 7V，由于Vbe 电压钳位作用，则Q4的发射极与基极之间电压为Vbe*R4/ (R4+R6)，小于Q4的发射极与基极 PN结导通电压0.7V，Q4截止，所以矩阵LED只有公共端12接通电源VDD，扫描公共端12， 点亮接公共端12的LED。扫描公共端13，MCU端口 15为低电平，端口 21、16都为高电平，Q3导通，Q5、Q1、 Q2、Q4截止，所以只有公共端13接通电源VDD，扫描公共端13，点亮接公共端13的LED。扫描矩阵LED的公共端14，MCU端口 16为低电平，端口 21、15都为高电平，Q4导通，Q5、Q1、Q2、Q3截止，所以矩阵LED只有公共端14接通电源VDD，扫描公共端14，点亮接公共端14的LED。其公共端与端口逻辑关系如下表所示
权利要求1.一种单管扩展端口矩阵LED驱动电路，其特征在于包括有公共端驱动电路(1 )、公共端扩展电路(2)、矩阵LED显示电路(3)，其中公共端扩展电路(2)的输入端与单片机MCU 的端口连接，公共端驱动电路(1)的输入端与单片机MCU的端口连接及与公共端扩展电路 (2)的输出端连接，公共端驱动电路(1)的输出端与矩阵LED显示电路(3)的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的单管扩展端口矩阵LED驱动电路，其特征在于上述公共端驱动电路(1)包括有输入电阻R2、R3、R4、R5，上拉电阻R6、R7，三极管Ql、Q2、Q3、Q4，其中三极管Q1、Q2、Q3、Q4的基极分别通过输入电阻R2、R3、R4、R5与单片机MCU的端口连接，三极管Q1、Q2、Q3、Q4的集电极与矩阵LED显示电路(3)的输入端连接，且三极管Ql、Q2的发射极分别与公共端扩展电路(2)的输出端连接，三极管Q3、Q4的发射极与驱动电源VDD连接， 三极管Q3的集电极与基极之间连接有上拉电阻R6，三极管Q4的集电极与基极之间连接有上拉电阻R7。
3.根据权利要求1所述的单管扩展端口矩阵LED驱动电路，其特征在于上述公共端扩展电路(2 )包括有输入电阻Rl、三极管Q5，三极管Q5的基极通过输入电阻Rl与单片机MCU 的端口连接，三极管Q5的发射极与驱动电源VDD连接，三极管Q5的集电极与公共端驱动电路(1)连接。
4.根据权利要求1至3任一项所述的单管扩展端口矩阵LED驱动电路，其特征在于上述矩阵LED显示电路(3)包括有显示元件及限流电阻R8 R15，显示元件与公共端驱动电路(1)的输出端连接，限流电阻R8 R15与显示元件连接。
5.根据权利要求4所述的单管扩展端口矩阵LED驱动电路，其特征在于上述矩阵LED 显示电路(3)中的显示元件为数码管DIGIT1。
6.根据权利要求4所述的单管扩展端口矩阵LED驱动电路，其特征在于上述矩阵LED 显示电路(3)中的显示元件为矩阵发光二极管LED，公共端驱动电路(1)的输出端与发光二极管的阳极连接。
专利摘要本实用新型是一种单管扩展端口矩阵LED驱动电路。包括有公共端驱动电路(1)、公共端扩展电路(2)、矩阵LED显示电路(3),其中公共端扩展电路(2)的输入端与单片机MCU的端口连接，公共端驱动电路(1)的输入端与单片机MCU的端口连接及与公共端扩展电路(2)的输出端连接，公共端驱动电路(1)的输出端与矩阵LED显示电路(3)的输入端连接。本实用新型使用单片机MCU的N个端口，就可以扩展为2*(N-1)个端口。本实用新型电路简洁、成本低，且不受环境温度影响、不受电源电压波动影响，驱动电流大，功耗小，可靠性高，是一种方便实用单管扩展端口矩阵LED驱动电路。
文档编号G09G3/32GK201994042SQ20102065848
公开日2011年9月28日 申请日期2010年12月14日 优先权日2010年12月14日
发明者何卫文, 汪军, 金洪波 申请人:佛山市顺德区瑞德电子实业有限公司
技术领域：
本实用新型是一种单管扩展端口矩阵LED驱动电路，属于单管扩展端口矩阵LED 驱动电路的改造技术。
背景技术：
目前，很多采用数码管或LED显示的电子板，由于单片机MCU端口资源不足，需要扩展电路，增加驱动LED的端口。在现有技术中，一般端口扩展电路，存在受环境温度、电源电压、需要单片机MCU驱动端口数量多、驱动电流不足、电路复杂等因素影响，导致可靠性不高、布板困难、成本偏高等问题。
发明内容本实用新型的目的在于考虑上述问题而提供一种使用单片机MCU的N个端口，就可以扩展为2*(N-1)个端口的单管扩展端口矩阵LED驱动电路。本实用新型电路简洁、成本低，且不受环境温度影响、不受电源电压波动影响，驱动电流大，功耗小，可靠性高。本实用新型的技术方案是本实用新型的单管扩展端口矩阵LED驱动电路，包括有公共端驱动电路、公共端扩展电路、矩阵LED显示电路，其中公共端扩展电路的输入端与单片机MCU的端口连接，公共端驱动电路的输入端与单片机MCU的端口连接及与公共端扩展电路的输出端连接，公共端驱动电路的输出端与矩阵LED显示电路的输入端连接。上述公共端驱动电路包括有输入电阻R2、R3、R4、R5，上拉电阻R6、R7，三极管Ql、 Q2、Q3、Q4，其中三极管Ql、Q2、Q3、Q4的基极分别通过输入电阻R2、R3、R4、R5与单片机MCU 的端口连接，三极管Ql、Q2、Q3、Q4的集电极与矩阵LED显示电路的输入端连接，且三极管 QU Q2的发射极分别与公共端扩展电路的输出端连接，三极管Q3、Q4的发射极与驱动电源 VDD连接，三极管Q3的集电极与基极之间连接有上拉电阻R6，三极管Q4的集电极与基极之间连接有上拉电阻R7。上述公共端扩展电路包括有输入电阻R1、三极管Q5，三极管Q5的基极通过输入电阻Rl与单片机MCU的端口连接，三极管Q5的发射极与驱动电源VDD连接，三极管Q5的集电极与公共端驱动电路(1)连接。上述矩阵LED显示电路包括有显示元件及限流电阻R8 R15，显示元件与公共端驱动电路的输出端连接，限流电阻R8 R15与显示元件连接。上述矩阵LED显示电路中的显示元件为数码管DIGITl。上述矩阵LED显示电路中的显示元件为矩阵发光二极管LED，公共端驱动电路的输出端与发光二极管的阳极连接。本实用新型的有益效果是本实用新型只采用一个三极管控制端口扩展，不管原来有多少个MCU端口，假如为N个，都可以扩展为2* (N-I)个公共端口，电路简洁，可靠性高。公共端驱动电路，共分为2组，每组驱动(N-I)个公共端口，第一组三极管的发射极接电源VDD，第二组三极管的发射极接公共端扩展电路的输出端；当公共端扩展电路的三极
3管截止时，扫描第一组三极管对应的公共端，当公共端扩展电路的三极管导通时，扫描第二组三极管对应的公共端，总共可以扫描2* (N-I)个公共端口。本实用新型是一种设计巧妙， 性能优良，方便实用的单管扩展端口矩阵LED驱动电路，可以广泛应用于有数码管或LED 显示的电子产品上，特别适用于家电控制板。
图1为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
实施例本实用新型的电路原理图如图1所示，本实用新型的单管扩展端口矩阵LED驱动电路，包括有公共端驱动电路1、公共端扩展电路2、矩阵LED显示电路3，其中公共端扩展电路2的输入端与单片机MCU的端口连接，公共端驱动电路1的输入端与单片机MCU的端口连接及与公共端扩展电路2的输出端连接，公共端驱动电路1的输出端与矩阵LED显示电路3的输入端连接。本实施例中，上述公共端驱动电路1包括有输入电阻1 2、1 3、1 4、1 5，上拉电阻1 6、 R7，三极管Ql、Q2、Q3、Q4，其中三极管Ql、Q2、Q3、Q4的基极分别通过输入电阻R2、R3、R4、 R5与单片机MCU的端口连接，三极管Q1、Q2、Q3、Q4的集电极与矩阵LED显示电路3的输入端连接，且三极管Q1、Q2的发射极分别与公共端扩展电路2的输出端连接，三极管Q3、Q4的发射极与驱动电源VDD连接，三极管Q3的集电极与基极之间连接有上拉电阻R6，三极管Q4 的集电极与基极之间连接有上拉电阻R7。本实施例中，上述公共端扩展电路2包括有输入电阻R1、三极管Q5，三极管Q5的基极通过输入电阻Rl与单片机MCU的端口连接，三极管Q5的发射极与驱动电源VDD连接， 三极管Q5的集电极与公共端驱动电路1连接。本实施例中，上述矩阵LED显示电路3包括有显示元件及限流电阻R8 R15，显示元件与公共端驱动电路1的输出端连接，限流电阻R8 R15与显示元件连接。上述矩阵LED显示电路3中的显示元件为数码管DIGIT1。或上述矩阵LED显示电路3中的显示元件为矩阵发光二极管LED，公共端驱动电路1的输出端与发光二极管的阳极连接，点亮矩阵LED中需要显示的LED (相应的A、B、C、D、E、F、G、DP为低电平)，实现扫描点亮LED功能。本实施例中，上述矩阵LED显示电路3中的显示元件为矩阵发光二极管 LED。本实施例中，参照图1，若MCU有N个端口用来控制扫描矩阵LED的公共端，公共端驱动电路1共分为2组，每组驱动(N-I)个公共端口，第一组三极管Q3、Q4的发射极接电源VDD，第二组三极管Q1、Q2的发射极接公共端扩展电路2的输出端；当控制公共端扩展电路2的三极管Q5截止时，扫描第一组三极管Q3、Q4对应的公共端13、14，当控制公共端扩展电路2的三极管Q5导通时，扫描第二组三极管Ql、Q2对应的公共端11、12，总共可以扫描2* (N-I)个公共端口。本实施例的工作原理如下如图1所示，当单片机MCU的端口 21、15、16都为高电平时，Ql Q5都截止，则矩阵LED的公共端都关闭，LED不发光。扫描公共端11，单片机MCU的端口 21、15都为低电平，单片机MCU的端口 16为高电平，Q5、Q1导通，Q2、Q4截止，由于Q5导通，则Q5的集电极22的端电压为VDD，单片机MCU 的端口 21为低电平，Ql的发射极与基极之间有输入电流，Ql的Vbe为0. 7V，由于Vbe电压钳位作用，则Q3的发射极与基极之间电压为VBE*R5/(R5+R7)，小于Q3的发射极与基极PN结导通电压0.7V，Q3截止，所以矩阵LED只有公共端11接通电源VDD，扫描公共端11，点亮接公共端11的需要显示的LED。同理，扫描公共端12，单片机MCU的端口 21、16都为低电平，单片机MCU的端口 15 为高电平，Q5、Q2导通，Ql、Q3截止，由于Q5导通，则Q5的集电极22的端电压为VDD，单片机MCU的端口 21为低电平，Q2的发射极与基极之间有输入电流，Q2的Vbe为0. 7V，由于Vbe 电压钳位作用，则Q4的发射极与基极之间电压为Vbe*R4/ (R4+R6)，小于Q4的发射极与基极 PN结导通电压0.7V，Q4截止，所以矩阵LED只有公共端12接通电源VDD，扫描公共端12， 点亮接公共端12的LED。扫描公共端13，MCU端口 15为低电平，端口 21、16都为高电平，Q3导通，Q5、Q1、 Q2、Q4截止，所以只有公共端13接通电源VDD，扫描公共端13，点亮接公共端13的LED。扫描矩阵LED的公共端14，MCU端口 16为低电平，端口 21、15都为高电平，Q4导通，Q5、Q1、Q2、Q3截止，所以矩阵LED只有公共端14接通电源VDD，扫描公共端14，点亮接公共端14的LED。其公共端与端口逻辑关系如下表所示
权利要求1.一种单管扩展端口矩阵LED驱动电路，其特征在于包括有公共端驱动电路(1 )、公共端扩展电路(2)、矩阵LED显示电路(3)，其中公共端扩展电路(2)的输入端与单片机MCU 的端口连接，公共端驱动电路(1)的输入端与单片机MCU的端口连接及与公共端扩展电路 (2)的输出端连接，公共端驱动电路(1)的输出端与矩阵LED显示电路(3)的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的单管扩展端口矩阵LED驱动电路，其特征在于上述公共端驱动电路(1)包括有输入电阻R2、R3、R4、R5，上拉电阻R6、R7，三极管Ql、Q2、Q3、Q4，其中三极管Q1、Q2、Q3、Q4的基极分别通过输入电阻R2、R3、R4、R5与单片机MCU的端口连接，三极管Q1、Q2、Q3、Q4的集电极与矩阵LED显示电路(3)的输入端连接，且三极管Ql、Q2的发射极分别与公共端扩展电路(2)的输出端连接，三极管Q3、Q4的发射极与驱动电源VDD连接， 三极管Q3的集电极与基极之间连接有上拉电阻R6，三极管Q4的集电极与基极之间连接有上拉电阻R7。
3.根据权利要求1所述的单管扩展端口矩阵LED驱动电路，其特征在于上述公共端扩展电路(2 )包括有输入电阻Rl、三极管Q5，三极管Q5的基极通过输入电阻Rl与单片机MCU 的端口连接，三极管Q5的发射极与驱动电源VDD连接，三极管Q5的集电极与公共端驱动电路(1)连接。
4.根据权利要求1至3任一项所述的单管扩展端口矩阵LED驱动电路，其特征在于上述矩阵LED显示电路(3)包括有显示元件及限流电阻R8 R15，显示元件与公共端驱动电路(1)的输出端连接，限流电阻R8 R15与显示元件连接。
5.根据权利要求4所述的单管扩展端口矩阵LED驱动电路，其特征在于上述矩阵LED 显示电路(3)中的显示元件为数码管DIGIT1。
6.根据权利要求4所述的单管扩展端口矩阵LED驱动电路，其特征在于上述矩阵LED 显示电路(3)中的显示元件为矩阵发光二极管LED，公共端驱动电路(1)的输出端与发光二极管的阳极连接。
专利摘要本实用新型是一种单管扩展端口矩阵LED驱动电路。包括有公共端驱动电路(1)、公共端扩展电路(2)、矩阵LED显示电路(3),其中公共端扩展电路(2)的输入端与单片机MCU的端口连接，公共端驱动电路(1)的输入端与单片机MCU的端口连接及与公共端扩展电路(2)的输出端连接，公共端驱动电路(1)的输出端与矩阵LED显示电路(3)的输入端连接。本实用新型使用单片机MCU的N个端口，就可以扩展为2*(N-1)个端口。本实用新型电路简洁、成本低，且不受环境温度影响、不受电源电压波动影响，驱动电流大，功耗小，可靠性高，是一种方便实用单管扩展端口矩阵LED驱动电路。
文档编号G09G3/32GK201994042SQ20102065848
公开日2011年9月28日 申请日期2010年12月14日 优先权日2010年12月14日
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