用戶自定制LED驅(qū)動器的設計

用戶自定制LED驅(qū)動器的設計
鄧成中
(西華大學 機械工程與自動化學院, 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(qū)動器芯片。分析了通用4位7段LED顯示驅(qū)動器芯片的定制方法與6位“米”字段LED顯示驅(qū)動器芯片的定制方法,并介紹了LED顯示驅(qū)動軟件編程方法。
　　關鍵詞：LED LED顯示驅(qū)動器 I2C總線 P87LPC762 P89LPC932

　　隨著計算機技術和電子技術的飛速發(fā)展和廣泛應用,電器設備的輸出顯示技術也變得復雜多樣,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。但當設備顯示的點或位較多時,就需要采用一定的驅(qū)動電路與相應的驅(qū)動方式。
　　在LED的驅(qū)動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LED的驅(qū)動口,并通過軟件編程加外部驅(qū)動實現(xiàn),缺點是占用計算機芯片的時間和相關資源;利用專用接口芯片如Intel8155、8255等作為計算機芯片的端口擴展,并通過軟件編程加外部驅(qū)動實現(xiàn),缺點是電路較復雜,功耗較大,也要占用計算機芯片的時間和相關資源;利用顯示用專用芯片如Intel8279、MAX7219、PS7219等,可實現(xiàn)較復雜的功能,但其占用計算機芯片端口還是較多,并且芯片價格較高。大多數(shù)顯示驅(qū)動器都沒有嚴格的總線時序,在強干擾環(huán)境下容易造成時序混亂,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,從另一種形式來定制專用的LED顯示驅(qū)動控制器芯片。主要利用基于I2C總線的通訊接口,使連接可靠;且基于軟件編程控制顯示,使顯示方式及種類多樣。由于LPC系列芯片的端口驅(qū)動能力較強,一般的LED可直接連接,在不外加元件的情況下,可實現(xiàn)多位LED或大量發(fā)光二極管的顯示,與其它芯片連接時,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(nèi)部由多只發(fā)光二極管構成,按連接方式不同可分為共陽極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(qū)動方式中,采用動態(tài)掃描。當掃描到n1～n4公共端時,LED驅(qū)動器分別對應輸出a～dp的顯示段,LED就能正常顯示。在自定制LED顯示驅(qū)動器芯片中,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(nèi)部功能,因此可以通過編程設置其引腳功能作為LED顯示器的驅(qū)動芯片。

                                 圖1 4位LED顯示器

2 定制4位7段LED顯示驅(qū)動器芯片
　　要實現(xiàn)4位7段LED的顯示,只要使流過發(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單片機實現(xiàn)顯示驅(qū)動電路。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(qū)動LED的性能: