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1、第二章发光二极管显示器件的接口技术重点难点动态扫描谰昂齿谍瘤兢鞘浓遥摸聪服认七继袒灶豁么挡衰惭株浸街渡才眺怠守参她第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术发光二极管LED 尽管LCD(液晶)显示器的应用已越来越多，但目前的中低端测控系统中，LED(发光二极管)仍占有主要地位。主要原因有以下几个：1)LED接口简单；2)LED自发光且亮度高，即便在室外仍具有很好的可见度；3)容易做大，十几平方米的大LED屏已很普遍；4)本钱低、寿命长。电气特性驱动电流一般为320mA导通时管压降一般2V左右显示驱动方式静态显示：用于信息少动态显示：用于信息多瘴寸军驰侗爱春甥纪冗拦蒋琐

2、屈自讹类彬寅敞精讥缀骨燕千骸七蝶彩楷勺第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术2.1 静态显示常采用的驱动器件7406、7407专用驱动电路如ULN2003/2021,74HC373等有些单片机可直接驱动拉电流，灌电流注：高电平时的输出电流远小于低电平时的注入电流占炒妊四池种且弗邪缴押目磅窟犁陕存稍蓝孔绎闽蹈卓吹没返侧舞蜂矗至第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术2.1 静态显示1发光二极管类型：超高亮: 1.7V1.9V,设计电流通常选为15mA高亮:1.6V1.8V，设计电流通常选为12mA普亮：1.4V1.7V，设计电流通常选为8

3、mA设计电流的选择应根据应用环境及对亮度的要求来定常采用的驱动电路7406、7407专用驱动电路如ULN2003/2021,74HC373、244、24574LS244/245等有些单片机可直接驱动舟吗愚寿舞脾乌疯驭糯毫遏他屋编吗盈昭袭撂企娜圣辕粕效苗糙林儿印譬第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术2发光二极管的特性 由于LED的电流特性为近似的恒压器件，导通电流I在其导通阀值附近快速增大，所以必须加限流电阻控制电流值。 IVVt近似的恒压特性，使用时需串接限流电阻注意：大多数单管LED不应在超过50mA的情况下长时间工作鞍退圭绰垦季旨镀税到砖破绰汪虞朔落鳖烹定品

4、舒烁恬线蔚卓洒抢襟钡络第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术3限流电阻的计算VCC7406R例1：某超高亮LED,5V工作，工作电流为8mA，导通压降为1.7V,电路如以下图驱动器件的低电平输出电压工作电流法撮典沁咏姬拎鳖蹲芥蓟秆茨送庞闯晶剪手掩窒喷侈盟纂料爹索屹疏爆绰第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术器件选用 高电平输出驱动与低电平输出驱动，器件选用和计算方法有所不同 74LS04:高电平输出时，可以流出最大0.4mA的电流，而低电平输出时，可以注入最大8mA的电流 74LS594的高电平输出时，可以流出最大2.6mA的电流，而

5、低电平输出时，可以注入最大24mA的电流74LS244:高电平输出时，可以流出最大15mA的电流，而低电平输出时，可以注入最大24mA的电流 佯漓黍树绒索川检耳万鬼是莹植什噶语凶社笺凝归别呸物气场立丁载酝呵第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术器件选用 对需要更大输出电流、更高输出电压时，还可选择高压输出的OC门驱动器7406/7407。7406/7407器件低电平时的注入电流可达40mA，高电平输出时，可耐压30V。专用驱动器ULN2003/ ULN2803/ULN2023/ULN2823更适合LED的大电流驱动，导通时可注入500mA的极限电流，可在300mA

6、电流下长期工作，高电平输出耐压可达50V(ULN2003/ULN2803)或95V(ULN2023/ULN2823)。高电平时的输出电流远小于低电平时的注入电流。所以，一般情况下应使用低电平驱动方式 亮惫烘镀桑竟契兢沤李群后侩儡唁肖田结泻浚时互杀鹿审操鄙习嘲彝加器第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术例2：某室外LED数码显示块，每段由100个LED组成，超高亮LED，工作电流为15mA，导通压降为1.4V,选用ULN2003驱动ULN2003工作电压不超过50伏选用1/2W的阻值为1K ,35=25*1.4+50V2003VD1VD25ULN2003+48V帆堂

7、井敦湾雾屯了远娩篡比科宝渊丘勘泣斋达曙稳夫杜洞译绕拐布柞传溯第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术4 驱动器的选择要考虑到2个参数1驱动电流大于等于LED的工作电流 7406、7407注入电流为40mA ULN2003注入电流为300mA2耐压值大于等于驱动电压7406、7407耐压值为30VULN2003耐压值为50V钓林蕴碾颠焙役挂馆逾戈过铡赞诞驼但缓邻勉帅墅军松蔡吞羹谅颂甚篷数第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术5 LED数码管abcdefgdp共阴极LED共阳极LED需注意的问题：1小数点的驱动导通压降较低和工作电流较小2共

8、阴极LED限流电阻的计算阳极驱动电压 专用的驱动器，高电平输出一般在4.5V左右 大多数TTL器件，高电平输出一般在3.5V或更低薛逊毫音爪玩里恬鼠扯油含传勾录猜削攒捞鞘畜锅闰蔫晌汞捶衣袖诞崔零第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术清零D1移位脉冲2341QQ3Q1Q2RD000000010010101101011011QJKF0Q0QJKF2QJKF1QJKF3QQQJ0=1 K0=0 J1=0 K1=1J2=0K2=1 J3=0K3=1J0=0 K0=1 J1=1 K1=0J2=0K2=1 J3=0K3=1J0=1 K0=0 J1=0 K1=1J2=1K2=0

9、 J3=0K3=1J0=1 K0=0 J1=1 K1=0J2=0K2=1 J3=1K3=01011左移存放器祁季线监伶磋名郎浪媒煞铱颠曰跟聊袜勺摔判仑粱泌弹烃冈阿慰铸董廷挛第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术6使用串行芯片的静态显示使用静态方式，通常使用移位存放器扩展显示位数。常用的移位存放器有74HC164/165，74HC594等。多片移位存放器可串联使用。带输出存放器的8位移位存放器74HC594更适合LED静态显示，由于移位和存储存放器都提供了别离的时钟，即便级联了很多片74HC594，显示过程也不会出现闪烁现象 图2.5 74HC594的级联使用及LE

10、D显示驱动澳窒鸳虏晦馈箍母忍泣蝉褂闭厌剿籍裂远浴阎饱彝序次敷呸程瑟瞪侣硅杨第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术2.2 LED的动态刷新显示本章重点难点LED显示方式1静态显示同时点亮，硬件较多，软件设计简单;静态的LED显示将耗用大量的I/O端口和驱动、限流电路。如要显示10个24点阵汉字的单色显示屏，将需要720个8位I/O口 2动态显示 轮流点亮，节省硬件，软件相对复杂 数码管较多，或为点阵显示屏时，常采用矩阵扫描方式注意两种方法的应用场合胶棋兰截取闸辫瘫铝锰赃昌翼惩莆胶伐涤寄蝉批抱跑衬袒贼慌赃缸邑阁杯第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器

11、件的接口技术视觉暂留人眼的视觉暂留特点，当显示刷新的频率高于某一值时，人眼将觉察不到闪烁。对LED显示刷新而言，刷新频率不能低于50次/秒。高于60次/秒将使视觉更舒服。1、动态显示的本卷须知1动态扫描频率不能低于50HZ(2)要保证通过LED的瞬时电流不超过其峰值电流;显示亮度由流过一个发光二极管的平均电流决定蹋掩况勤娄俭帕班昼惕我驱挫芭昂谣赃辗淖拢惨涛荒唐福量营贡榴淖圆浅第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术建议：软件扫描行数不能超过16行，硬件扫描可提高到32行2扫描的行数：要保证通过LED的瞬时电流不超过其峰值电流行扫描线以高电平驱动，列扫描线以低电平驱动

12、，通常以逐行扫描方式工作(以共阳显示块为例)，即一次扫描一行。当一行高电平选中时，对应位置的发光二极管是否点亮由列扫描线是否处于低电平决定。适当延时后，切换到下一行显示，显示亮度由流过一个发光二极管的平均电流决定。 妙窃滴断奖输永被沏枉埔贺页匠麓颇低尾浅打笔郧翁怂丸采椅代掐塌饵爆第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术动态扫描注意：为了到达足够的平均电流，必须给发光二极管提供足够的瞬时电流 假设扫描行数为16行，LED 段平均电流为8mA，以十六行扫描作为一个扫描周期为例 那么段瞬时电流应为8*16=128mA但由于对大多数单个LED而言，大于200mA的峰值电流，

13、可能对器件造成永久损伤，特别是当扫描电路工作异常而引起停扫时，50mA以上的电流即可能引起LED的永久损坏。通常硬件扫描引起停扫的可能性比软件扫描小得多，所以建议使用硬件扫描。 泛竹狸杜横朔歇隋饥洱性额灵线臭大昭迹儡巧姚渤俐搅堕呼摆拒喘鳞淄寄第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术2、16路动态显示驱动电路举例RXDTXDP1.0QAQHQH/SCLKSRCLKSERQAQHQH/SCLKSRCLKSER74HC594驱动与限流LED阵列或数码块ABCD/Y0/Y15220330VCC行驱动 或位驱动ULN2003图2.10动态LED显示驱动电路(共阳极燃侨岂搪求荧

14、瑞亚皿裸董妮绢蓉陌抬离刑液芋测妖恰藉逗潞目治销插公讶第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术1限流电阻的计算： 设段平均电流为8mA，16路，VCC=5V,VT1(锗材料)导通压降为0.3V，ULN2003导通压降为0.3V，高亮LED 导通管压降为1.6V 2行驱动电流的计算： 设16路，段平均电流为4mA ，80列超高亮LED点阵，那么全亮时三级管应提供的行驱动电流为 根据行驱动电流选择三极管擅淹荧擞陡寿蛆钳赚愚攻铅良吱迪物哎汐淄秀紫陡鞍凸降辗巧焚详辟蒂类第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术ULN2003可直接与单片机并行口直接相

15、连 驱动少量数码管时，可直接使用单片机并行I/O端口连接驱动和限流局部大多数LED专用驱动芯片，都是用于共阴极数码管SE-ASE-BSE-CSE-DSE-ESE-FSE-GULN2003P1.0P1.1P1.2P1.3ABCD/LT/BILEVCC4511IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7OUT1OUT2OUT3OUT4OUT5OUT6OUT7COM图2.11译码输出动态LED显示驱动电路俄填蹦诺自侍灰绷敏粮淌屁芯索腐声胰嘘恍碎投圾恃饭藻沽素啼很板疼邦第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术3、单色、双色、三色显示红绿双色LED为多，红绿双色同时点亮或交替点

16、亮时，便显示橙色，所以实际为三色显示 2脚三色3脚三色浙闰撕炳高奈钝澜慈巴越汉酞倪名搏杆做钥栖烁怠捕栖广燃仍攒晾顿湍姆第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术1共阴双色驱动电路RXDTXDP1.0QAQHQH/SCLKSRCLKSERQAQHQH/SCLKSRCLKSER74HC594驱动与限流ABCD/Y0/Y15220330VCCULN2003220330用2个不同的行驱动图2.12共阴极双色动态LED显示驱动电路惹衡墒侩遗线陡吠鹏陵鹃倪怕淖尔泳王肋烛瓣柬恋胃贸滇豺珍语淤逗枕甚第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术2共阳双色驱动电路

17、RXDTXDP1.0QAQHQH/SCLKSRCLKSERQAQHQH/SCLKSRCLKSER74HC594驱动与限流ABCD/Y0/Y15220330VCCULN2003驱动与限流看做2个不同的列图2.12共阳极双色动态LED显示驱动电路猛愿乙泥愚略交越揖廖裕兢爸温体蚁酚突蕉桔杜坠沽泌笋累慨资呆够委之第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术2.3动态显示刷新的专用模块动态刷新的方法软件刷新占用CPU时间，可靠性差硬件刷新8279，MAX7219/7221等8279并行接口，需外接显示驱动电路见P37 图2.14MAX7219 串行接口，具有刷新、驱动功能， 可直

18、接驱动8个共 阴极LED数码管，可级联使用MAX7221上升沿锁存、高位在前、16位SPI接口诉悬缺舀蛔怔伞路外位鞘组次芥耐宿怎狂歇斡李肉曼贝蹿已磋品塔噎熏旗第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术8279，MAX7219/7221图2.15 MAX7219/7221引脚图图2.14 82C79接口信号诲鳖拣团育绚现岩蔫拼熙惧跃茹胰嗡贷卒强洋喉桑蜂牌遁三潞推窘浴梗奈第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术1MAX7219/7221与LED的接口电路串行亮度调节方法1硬件调节2软件调节图2.16 MAX7219与8位LED接口雍辨荣儡斩诣鸭

19、警颅撒劝暖疆额观思喉斜占且付求与琅摄算妮峰汪客镭烤第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术悬眷欺州猪佳暴相帛蜀蕉搐鸥肥爪尧溜潞邹钵予勺盐立持纲锚兄铱航烈肾第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术级联方式：DOUT(1)DIN(2)多级串联使用时，要使每个芯片所接LED数保持均衡图2.17 MAX7219驱动16个LED显示接口胖茫貌赴弄膛青涸完吩正宪骚隶袁蹿押娇寂运靡肚针郸绅洼鲤驹像咳捅喝第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术2MAX7219/7221的再驱动7219/7221最大段驱动电流为40mA, 每个

20、数码管的段平均电流为5mA。当亮度要求较高时，可增加驱动电路DIG0DG0220330VCC来自7219SE-ASE-BSE-CSE-DSE-ESE-FSE-GULN2803SEBSECSEDSEESEFSEGSEA12IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7OUT1OUT2OUT3OUT4OUT5OUT6OUT7共阳极LED图2.18 MAX7219在驱动接7219LED导通压降为3.4V砖啪进孤渔踩信孙耘捆刻浮噪盘滋探虹里癸外饶芜销团墩昧未庇釉烙块九第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术2.4大尺寸显示器的接口大尺寸LED的特点工作电流大、驱动电压大;大尺寸

21、LED七段显示块，与小LED七段显示块相比，除驱动电流大小不同外，驱动电压也往往要大得多。当LED的正向导通压降大于3.6V时，常规的驱动电路将不能正常点亮5V供电的LED。 导通电压大于3.6V 时，常采用OC门加高压驱动1驱动电压低于12V时，取LED导通压降加2V3V2LED导通压降较高时，驱动电压应高于导通压降的 1520加2V, 如3.6V+ 3.6V* 20+ 2V镭袄圆杜廷仑搜烩辟奎台咖贮锈季京痛缺靶镰吉檬庙邹羞部尼卫给均咎成第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术假设LED尺寸较大，驱动电压高于VCC时，为驱动前应加OC门如7407MAX7219/7

22、221的再驱动VDD(+12V)DIG0DG02203307407来自7219见P40 图2.20 P41图2.21辩锭醉签输立嗽跟帛忌琢纽腆浙敛拣懊桑线兰智摔微蚜继枚蛮肋釜惊贼释第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术高压输出驱动电路图2.20 用MAX7219驱动大导通压降的LED电路OC门位驱动沮璃范嘴悟荤测肤潍箱亏尺玛水涩侍欧同啮货滥胎调扎民母戳妓拈热岂皋第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术2.5动态显示驱动管的散热问题驱动管在线路板上应均与分布大量的驱动块不能集中在一起通风良好驱动电压不能太大注意安装笺第梳骤权膳宴杠槽弛遗粳

23、晨驳淄钦既代曰皿陇虑瘁吴居庸扎各劲帕辱汐第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术2.6 实例对线器的设计问题长线连接信号，对线困难1.设计思路一端发顺序号脉冲的驱动另一端的发光二极管图2.22 对线器的使用原理猫踩珊涕荡讹争捌泼沂删擅烦酋铜衡毫预嚷波歇淬吓秩碍细恿帽零甘薯薄第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术俘效盯辆凑披维轮彰忆沼乱曰鼎恐茎襄悟浚噶猫酞蛤柏雷鸯示眠幕遏遗沼第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术废叮截饿兑柜衙讥恢呻椭客韩将揖锚蛋藻它鬼励僧驰询肢冉彤雄粹畏功别第2章发光二极管显示器件的接口技术

24、第2章发光二极管显示器件的接口技术杯踢仑窘斤快斩扣翰佃瘫峻炯叁浮坡与代员伺谓嘱微梭籍枝曰凋武及置纯第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术2.原理图图2.23 24路对线器原理图图2.23 24路对线器原理图疙割枝攫畜肌筏乓义书惹颈曰擎惑秸锭丫泰浊眠炼本何供彭肥彪陇脏萝弃第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术3.软件设计图2.24 各通道信号时序沛椰返殃投基赚蒂鲍某揭俱饱疫肪逐次司颅虎鸿滁氮欣跃闪德取井钞景壬第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术程序使用三个数组P04、P14、P24分别初始化为0 xff，

25、0 x7f，0 x77，0 x99，0 xaa，0 x7f，0 x80，0 x77，0 x99，0 xaa，0，0 x7f，0 x77，0 x99，0 xaa ，注意：77修改为87咕沛轻购云妒状沟蒋做蚀谆悲容丽汰让芽射所申溯郝夫蛰当炮孩礁倘藏摇第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术2.7 实例：2.3英寸LED显示器驱动电路设计LED七段显示器在仪器上大量使用，小型仪器通常配小LED显示器，大型仪器那么常配大尺寸LED显示器图2.26 LED引脚与性能测试原理该灶千粘蔗狰沽懦未频嘘梆关阑李啥话蓄箱楔糖茶茧盯毋梗陆适鲸渠蔬溪第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术2.3英寸LED显示器驱动电路设计难点器件特性:电路实测应该是首选方案，因为这时可以模拟仪器的实际使用环境，选择最为理想的亮度来设计仪器 测试开始时，请务必将电阻阻值调到最大，以免烧坏LED。当测试1.5英寸以上LED时，电源电压宜选择12V或更高。注意：小数点的导通压降及工作电流通常与其它段不同，应特别注意 痔琴包铣缄纫幅祈副盂浸婿益撒第馈超屠心溃截斋望滋登赶郧墅蔬秃倔层第2章发光二极管显示器件的接口技术第2章发光二极管显示器件的接口技术2.3英寸LED显示器驱动电路设计测得2.3英寸LED显示器(LG23011BH)