CN100580750C - 数码管显示驱动电路及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种数码管显示驱动电路，该数码管显示驱动电路包括有正整数N个单片机驱动I/O口，每个I/O口的输出线路上设置有一个二极管，每个二极管的正极与相应的I/O口之间连接有一条数码管电路，而各二极管的负极端均连接于一点，所述输出线路终止于该点，并从该点通过第一三极管引出第N+1条数码管电路，所述第一三极管的基极与该点连接、集电极接工作电源及第N+1条数码管电路，发射极接地。相应地，本发明还公开了一种数码管显示控制方法。本发明节约了单片机资源和成本，特别是在实际产品设计过程中，COM口比I/O口多一个的情况下，其效果尤为显著。

Description

数码管显示驱动电路及其控制方法

技术领域

本发明涉及数码管显示技术，尤其涉及一种数码管显示驱动电路及其控制方法。

背景技术

传统的数码管显示驱动电路，单片机的I/O口与数码管都是一对一的关系，即一个I/O口驱动一个数码管的COM口。而在实际的产品设计过程中，经常会遇到单片机的I/O口资源比COM口少、特别是I/O口比COM口少一个的情况，在这样的情况下，如果增加I/O口，则既增加了产品成本，又造成了单片机资源的浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种数码管显示驱动电路，该电路结构简单，可节约单片机资源、成本。

本发明进一步所要解决的技术问题是：提供一种数码管显示控制方法，该方法可节约单片机资源、成本。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种数码管显示驱动电路，包括有单片机驱动I/O口以及与所述I/O口相连的数码管电路，重点在于：

该数码管显示驱动电路包括有正整数N个单片机驱动I/O口，每个I/O口的输出线路上设置有一个二极管，每个二极管的正极与相应的I/O口之间连接有一条数码管电路，而各二极管的负极端均连接于一点，所述输出线路终止于该点，并从该点引出通过第一三极管第N+1条数码管电路，所述第一三极管的基极与该点连接、集电极接工作电源及第N+1条数码管电路，发射极接地。

其中，每条数码管电路分别包括有一数码管以及一第二三极管，所述第二三极管的基极连接在单片机I/O口的输出线路上、集电极与数码管相连、发射极接地，其中，第1-N条数码管电路中的第二三极管的基极直接与所述输出线路相连，第N+1条数码管电路的第二三极管的基极则通过所述第一三极管连接到所述输出线路的终止点。

其中，每个直接连接在所述输出线路及其终点上的三极管与输出线路之间均加设有一电阻。

优选地，N＝2。

优选地，所述三极管均为NPN型三极管。

相应地，本发明提供了一种一种利用上述的数码管显示驱动电路的数码管显示控制方法，用于利用N个单片机I/O口驱动N+1路数码管，包括以下步骤：

显示步骤，点亮第N路数码管；

重置步骤，若N值达到显示管数量值，则将N值重置为1，否则，直接执行下述增值步骤；

增值步骤，使N值增1，并执行所述显示步骤。

其中，所述显示步骤具体包括：

若N值达到显示管数量值，则将单片机所有I/O口置低电平，否则，向第N路数码管输出高电平，其余I/O口均输出低电平。

优选地，单片机I/O口工作功率大于60Hz。

优选地，N＝2。

本发明的有益效果是：

本发明的实施例通过在第N+1条数码管电路与I/O口的输出电路之间设置一个基极通过上拉电阻与工作电源相连的三极管，配合I/O口输出信号的不同组合状态来控制N+1个COM的显示状态，从而实现了利用N个I/O口驱动N+1个COM，比普通电路多控制一个COM，节约了单片机资源，降低了成本，特别是在实际产品设计过程中，COM口比I/O口多一个的情况下，其效果尤为显著。

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

附图说明

图1是本发明提供的数码管显示驱动电路一个实施例的电路原理图。

图2是本发明提供的数码管显示控制方法一个实施例的流程图。

图3是本发明提供的数码管显示驱动电路一个实施例中单片机I/O口的脉冲信号示意图。

具体实施方式

本发明通过在第N+1条数码管电路与I/O口的输出电路之间设置一个基极通过上拉电阻与工作电源相连的三极管，配合I/O口输出信号的不同组合状态来控制N+1个COM的显示状态，从而实现了利用N个I/O口驱动N+1个COM，比普通电路多控制一个COM，节约了单片机资源，降低了成本，特别是在实际产品设计过程中，COM口比I/O口多一个的情况下，其效果尤为显著。其中，所述N为正整数。

参考图1，本实施例主要包括有2(即N＝2)个单片机驱动I/O口I/O1、IO/2，I/O1、IO/2口的输出线路上分别设置有单向二极管D1、D2，二极管D1、D2的正极与驱动I/O口之间分别连接有一条数码管电路，而其负极端相互连接于一点，所述输出电路终止与该点，并从该点通过第一三极管Q3引出第3条数码管电路，第一三极管Q3的基极与二极管D1、D2负极相连、集电极通过上拉电阻R4接工作电源VCC及所述第3条数码管电路、发射极接地。

其中，3条数码管电路分别由数码管DS1、DS2、DS3以及第二三极管Q1、Q2、Q4构成，第二三极管Q1、Q2、Q4的基极分别连接在I/O1、IO/2口的输出线路上、集电极分别与数码管DS1、DS2、DS3相连、发射极分别接地，其中，第1-2条数码管电路中的第二三极管Q1、Q2的基极直接与所述输出线路相连，第3条数码管电路的第二三极管Q4的基极则通过所述第一三极管Q3连接到所述输出线路的终止点。具体实现时，三极管Q1、Q2、Q3与单片机I/O口的输出线路之间分别连接有电阻R1、R2、R3。

具体实现时，三极管Q1、Q2、Q3、Q4均为NPN型三极管。

下面详细描述本发明提供的用于前述数码管显示驱动电路的数码管显示控制方法的一个实施例。因此，本实施例提供的数码管显示控制方法主要用于利用N(N为自然数)个单片机I/O口驱动N+1路数码管，主要包括以下步骤：

显示步骤，根据系统的显示控制信号点亮第M(M为小于或等于N+1的自然数)路数码管，具体实现时，若M值达到N+1值，则将单片机所有I/O口置低电平，否则，向第M路数码管输出高电平，其余I/O口均输出低电平；

重置步骤，若M值达到N+1值，则将M值重置为1后，执行所述显示步骤，否则，执行下述增值步骤；

增值步骤，使M值增1，并执行所述显示步骤。

下面参考图2具体描述本实施例的具体实现流程(以2个I/O口驱动3个COM为例)。

在步骤S01中，先设置一个时间周期(如5毫秒)并开始记时，时间到后，开始执行下述步骤S02：

在步骤S02中，将数码管SEG口置低，关闭数码管后，循环依次扫描COM1、COM2、COM3；

若扫描COM1口，则执行下述步骤S03：

在步骤S03中，IO1置1、IO2置0，获取DS1的显示数据，并映射到相应的SEG控制端口；

若扫描COM2口，则执行下述步骤S04：

在步骤S04中，IO1置0、IO2置1，获取DS2的显示数据，并映射到相应的SEG控制端口；

若扫描COM3口，则执行下述步骤S05：

在步骤S05中，IO1置0、IO2置0，获取DS2的显示数据，并映射到相应的SEG控制端口。

具体实现时，COM扫描频率应当大于60Hz。

下面以2个I/O口驱动3个COM为例，详细描述本实施例的电路工作原理和工作过程。参考图3，该图是本实施例中I/O1和I/O2输出的脉冲信号示意图。

当I/O1输出1和I/O2输出0时：

NPN型的Q1基极为1而导通，Q2的基极为0而截止，二极管D1导通使NPN型的Q3导通，使得NPN型的Q4基极为0而截止。则DS1使能，DS2、DS3禁止；

当I/O1输出0和I/O2输出1时：

NPN型的Q1基极为0而截止，Q2的基极为1而导通，二极管D2导通使NPN型的Q3导通，使得NPN型Q4基极为0而截止。则DS1禁止，DS2使能，DS3禁止；

当I/O1和I/O2同时输出0时：

NPN型的Q1、Q2的基极为0而截止，二极管D1，D2截止使NPN型的Q3截止。由于上拉电阻R1及电源VCC的存在使得NPN型的Q4导通。则DS1、DS2禁止，DS3使能。

IO1及IO2的工作频率大于60Hz就能达到很好的显示效果。如需要关断数码管的显示，则可使IO1及IO2停留在任何状态后，通过控制数码管的SEG口实现。

若需要驱动更多的COM，则仅需要增加二极管数量，其控制电路和原理同上。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1、一种数码管显示驱动电路，包括有单片机驱动I/O口以及与所述I/O口相连的数码管电路，其特征在于：

该数码管显示驱动电路包括有正整数N个单片机驱动I/O口，每个I/O口的输出线路上设置有一个二极管，每个二极管的正极与相应的I/O口之间连接有一条数码管电路，而各二极管的负极端均连接于一点，所述输出线路终止于该点，并从该点通过第一三极管引出第N+1条数码管电路，所述第一三极管的基极与该点连接、集电极接工作电源及第N+1条数码管电路，发射极接地。

2、如权利要求1所述的数码管显示驱动电路，其特征在于，每条数码管电路分别包括有一数码管以及一第二三极管，所述第二三极管的基极连接在单片机I/O口的输出线路上、集电极与数码管相连、发射极接地，其中，第1-N条数码管电路中的第二三极管的基极直接与所述输出线路相连，第N+1条数码管电路的第二三极管的基极则通过所述第一三极管连接到所述输出线路的终止点。

3、如权利要求2所述的数码管显示驱动电路，其特征在于，每个直接连接在所述输出线路及其终点上的三极管与输出线路之间均加设有一电阻。

4、如权利要求3所述的数码管显示驱动电路，其特征在于，N＝2。

5、如权利要求1-3中任一项所述的数码管显示驱动电路，其特征在于，所述三极管均为NPN型三极管。

6、一种利用如权利要求1所述的数码管显示驱动电路的数码管显示控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

显示步骤，根据系统的显示控制信号点亮第M路数码管，M为小于或等于N+1的自然数；

重置步骤，若M值达到N+1值，则将M值重置为1后，执行所述显示步骤，否则，执行下述增值步骤；

增值步骤，使M值增1，并执行所述显示步骤。

7、如权利要求6所述的数码管显示控制方法，其特征在于，所述显示步骤具体包括：

若M值达到N+1时，则将单片机所有I/O口置低电平，否则，向第M路数码管输出高电平，其余I/O口均输出低电平。

8、如权利要求6或7所述的数码管显示控制方法，其特征在于，单片机I/O口工作功率大于60Hz。

9、如权利要求6或7所述的数码管显示控制方法，其特征在于，N＝2。

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