CN104575397B - 一种可减少微处理器i/o口占用的动态led显示电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可减少微处理器I/O口占用的动态LED显示电路，包括微处理器，微处理器的总I/O口、串行通讯脉冲输出口与总与门芯片的两输入口连接，总与门芯片的输出口与各子与门芯片的一个输入口连接，各子与门芯片的另一个输入口分别连接微处理器的各子I/O口，各子与门芯片的输出口分别连接一移位寄存器组，移位寄存器组与数码管组连接。本发明提供的装置仅需占用微处理器少量I/O口便可驱动多片LED数码管进行动态显示，当控制系统比较复杂时，可以有效地节约I/O口数量，充分发挥微处理器的性能，缩短工程开发周期，提高工程开发效率，在实际工程中有十分广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种可减少微处理器I/O口占用的动态LED显示电路，属于LED动态显示技术领域。
背景技术
现代工程应用常常采用微处理器进行控制，并且在这些工程应用中经常带有LED数码管显示电路，当控制系统比较复杂时，会导致I/O口数量短缺的现象。这将会制约微处理器充分发挥其性能，造成控制系统趋于更加复杂。
目前，控制电路中LED设备有两种驱动方式，即静态驱动和动态驱动。静态驱动方式中LED的每一个段码都需要占用一个IO口，此驱动方式缺点显而易见，故现代工程应用中极少采用此种方式，而普遍被采用的动态驱动方式中，多片LED数码管共用数据IO口，而选通IO口独立驱动，故较静态驱动方式所需IO口减少。
图1是采用普通方式驱动多片LED数码管的显示电路简要原理图，在普通LED驱动电路中，需要分配片选I/O口和数据传递I/O口，片选I/O口用于多片数码管的分时选通，数据传输I/O口用于数据的传递，且所需总I/O口数量等于所需显示数据位数加八，图1以显示驱动九位数据进行说明，在普通LED驱动电路中，三组数码管组Group0、Group1、Group2通过微处理器驱动，数码管组Group0需要分配片选I/O口P0.0、P0.1、P0.2，数码管组Group1需要分配片选I/O口P1.0、P1.1、P1.2，数码管组Group2需要分配片选I/O口P2.0、P2.1、P2.2，三组数码管组Group0、Group1、Group2的数据传递共同使用八位I/O口，图1中将I/O口P3作为数据传递I/O，采用普通方式驱动数码管显示九位数据需要占用多达17个I/O口，这将直接造成I/O口数量紧张，微处理器性能发挥遭到制约。
专利文献CN102456308A虽然提出了采用移位寄存器的动态光电设备驱动控制方法，但该方法同一时刻只能驱动一片数码管，只有在该使用条件下可达到减少IO口占用数量的目的，且该方法无法同时驱动多片LED数码管。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能同一时刻驱动多片数码管且有效减少IO口占用的动态LED显示电路。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种可减少微处理器I/O口占用的动态LED显示电路，其特征在于：包括微处理器，微处理器的总I/O口、串行通讯脉冲输出口与总与门芯片的两输入口连接，总与门芯片的输出口与各子与门芯片的一个输入口连接，各子与门芯片的另一个输入口分别连接微处理器的各子I/O口，各子与门芯片的输出口分别连接一移位寄存器组，移位寄存器组与数码管组连接。
优选地，通过所述微处理器的总I/O口和相应子I/O口的电平配置控制相应移位寄存器组的选择性通断，具体为：将总I/O口、相应子I/O口和串行通讯脉冲输出口置高电平，总I/O口和串行通讯脉冲输出口的高电平将总与门导通，总与门输出口和该子I/O口的高电平将与该子I/O口对应的子与门导通，则选通相应的移位寄存器组。
优选地，一个所述移位寄存器组中包含若干移位寄存器，移位寄存器上设有移位脉冲接收口、数据接收口和数据发送口，所述子与门芯片的输出口与各移位寄存器的移位脉冲接收口连接，首片移位寄存器的数据接收口连接所述微处理器的串行通讯数据输出口，首片移位寄存器的数据发送口的第一引脚连接第二片移位寄存器的数据接收口，第二片移位寄存器的数据发送口的第一引脚连接第三片移位寄存器的数据接收口，依此类推。
优选地，所述微处理器设置为串行通讯方式，微处理器的串行通讯脉冲输出口每发送一个移位脉冲，即通过微处理器的串行通讯数据输出口发送一位数据给相应的移位寄存器组，再通过移位寄存器组驱动相应的数码管组动态显示数据。
本发明提供的装置克服了现有技术的不足，在动态显示电路中采用与门芯片组合多片串入并出移位寄存器使用来驱动数码管组，仅需占用微处理器少量I/O口便可驱动多片LED数码管进行动态显示，当控制系统比较复杂时，可以有效地节约I/O口数量，充分发挥微处理器的性能，缩短工程开发周期，提高工程开发效率，在实际工程中有十分广泛的应用前景。
附图说明
图1是采用普通方式驱动多片LED数码管的显示电路简要原理图；
图2为本发明提供的可减少微处理器I/O口占用的动态LED显示电路简要原理图；
图3是图2中与门芯片U5:A、U5:B、U5:C、U5:D和微处理器的连接结构图；
图4是图2中的数码管组LEDG1、与门芯片U5:A、移位寄存器组SRG1连接结构图；
图5是图2中的数码管组LEDG2、与门芯片U5:B、移位寄存器组SRG2连接结构图；
图6是图2中的数码管组LEDG3、与门芯片U5:C、移位寄存器组SRG3连接结构图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
本发明提供的可减少微处理器I/O口占用的动态LED显示电路为多片八位串入并出移位寄存器动态显示电路，通过微处理器控制来实现动态LED显示，通过编写程序将微处理器设置为串行通讯方式，并将所要显示的数据写入程序中，微处理器串行通讯脉冲输出口P3.0每发送一个移位脉冲，将数据通过串行通讯数据输出口P3.1发送一位给相应的移位寄存器组，最后通过移位寄存器组驱动相应数码管组动态显示数据。
图2是微处理器、与门芯片、移位寄存器组、数码管组连接简要原理图，每个移位寄存器组SRG1、SRG2、SRG3都由三片移位寄存器组成，从而驱动三个数码管组LEDG1、LEDG2、LEDG3动态显示九位数据，移位寄存器上标识C、I、O分别代表移位脉冲接收口、数据接收口、数据发送口。图3是与门芯片U5:A、U5:B、U5:C、U5:D与微处理器连接原理图，四片与门芯片分别为子与门U5:A、U5:B、U5:C和总与门U5:D，三片子与门芯片U5:A、U5:B、U5:C通过总I/O口P1.0和子I/O口P1.1、P1.2、P1.3的电平配置控制导通，从而控制三组移位寄存器组SRG1、SRG2、SRG3的选择性通断。
当要选通第一组移位寄存器组SRG1时，通过程序将总I/O口P1.0、子I/O口P1.1和串行通讯脉冲输出口P3.1置高电平，总I/O口P1.0和串行通讯脉冲输出口P3.1高电平将总与门U5:D导通，总与门U5:D输出口P1Z和子I/O口P1.1连接子与门U5:A的两输入口，从而将子与门U5:A导通。
如图4所示，首片移位寄存器SR11的数据发送口的第一引脚W00连接第二片移位寄存器SR12数据接收口I12，第二片移位寄存器SR12数据发送口的第一引脚W10连接第三片移位寄存器SR13数据接收口I13。当子与门U5:A导通时，第一组移位寄存器SRG1被选通，微处理器的移位脉冲可以通过子与门U5:A传送给第一组移位寄存器组SRG1的三片移位寄存器SR11、SR12、SR13的脉冲接收口C11、C12、C13，同时第一组移位寄存器组SRG1首片移位寄存器SR11的数据接收口I11接收来自微处理器串行通讯数据输出口P3.1的数据，微处理器的串行通讯脉冲输出口P3.0每发送一个移位脉冲，数据将发送一位，经八个移位脉冲后，传输的第一位数据到达第二片移位寄存器SR12，再经八位移位脉冲，传输的第一位数据才到达第三片移位寄存器SR13，移位寄存器SR11、SR12、SR13的数据输出口与所驱动的数码管LED11、LED12、LED13相应管脚相连，其中移位寄存器SR11管脚W00、W01、W02、W03、W04、W05、W06、W07与数码管LED11管脚W00、W01、W02、W03、W04、W05、W06、W07相连，移位寄存器SR12管脚W10、W11、W12、W13、W14、W15、W16、W17与数码管LED12管脚W10、W11、W12、W13、W14、W15、W16、W17相连，移位寄存器SR13管脚W20、W21、W22、W23、W24、W25、W26、W27与数码管LED13管脚W20、W21、W22、W23、W24、W25、W26、W27相连，从而通过三片移位寄存器SR11、SR12、SR13驱动数码管组LEDG1动态显示相应的数据。
结合图5和图6，第二组数码管LEDG2包括LED21、LED22、LED23，分别由移位寄存器SR21、SR22、SR23驱动。第三组数码管LEDG3包括LED31、LED32、LED33，分别由移位寄存器SR31、SR32、SR33驱动。当要第二组、第三组数码管动态显示数据时，如前所述一样，分别选通子与门U5:B、U5:C即可。通过编写相应程序来控制三子与门U5:A、U5:B、U5:C和总与门U5:D的通断就能实现三组数码管LEDG1、LEDG2、LEDG3的动态显示。
如此，仅需微处理器上4个I/O口即可实现三组数码管组的动态显示，与传统方法17个I/O口相比，大大节约了I/O口数量。
Claims (3)
1.一种可减少微处理器I/O口占用的动态LED显示电路，其特征在于：包括微处理器，微处理器的总I/O口、串行通讯脉冲输出口与总与门芯片的两输入口连接，总与门芯片的输出口与各子与门芯片的一个输入口连接，各子与门芯片的另一个输入口分别连接微处理器的各子I/O口，各子与门芯片的输出口分别连接一移位寄存器组，移位寄存器组与数码管组连接；
一个所述移位寄存器组中包含若干移位寄存器，移位寄存器上设有移位脉冲接收口、数据接收口和数据发送口，所述子与门芯片的输出口与各移位寄存器的移位脉冲接收口连接，首片移位寄存器的数据接收口连接所述微处理器的串行通讯数据输出口，首片移位寄存器的数据发送口的第一引脚连接第二片移位寄存器的数据接收口，第二片移位寄存器的数据发送口的第一引脚连接第三片移位寄存器的数据接收口，依此类推。
2.如权利要求1所述的一种可减少微处理器I/O口占用的动态LED显示电路，其特征在于：通过所述微处理器的总I/O口和相应子I/O口的电平配置控制相应移位寄存器组的选择性通断，具体为：将总I/O口、相应子I/O口和串行通讯脉冲输出口置高电平，总I/O口和串行通讯脉冲输出口的高电平将总与门导通，总与门输出口和该子I/O口的高电平将与该子I/O口对应的子与门导通，则选通相应的移位寄存器组。
3.如权利要求1所述的一种可减少微处理器I/O口占用的动态LED显示电路，其特征在于：所述微处理器设置为串行通讯方式，微处理器的串行通讯脉冲输出口每发送一个移位脉冲，即通过微处理器的串行通讯数据输出口发送一位数据给相应的移位寄存器组，再通过移位寄存器组驱动相应的数码管组动态显示数据。
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