CN106683604B - 一种led显示与按键检测的复用处理电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种LED显示与按键检测的复用处理电路，上拉电阻的一端与电源端相连，上拉电阻的另一端分别与按键一端、输入电阻的一端相连，按键的另一端与参考地相连，输入电阻的另一端与单片机端口相连；限流电阻的一端与单片机端口相连，限流电阻的另一端与三极管的集电极相连；三极管的基极连接基极电阻的一端，基极电阻的另一端与单片机端口相连；三极管的发射极连接显示器件的阳极，显示器件的阴极与参考地相连；下拉电阻的一端与三极管的基级相连，下拉电阻的另一端与参考地相连。用一个单片机端口复用处理LED显示与按键检测，可有效防止LED短路失效，或按键短路失效后对另一个复用功能的干涉，有效延长产品使用寿命。

Description

一种LED显示与按键检测的复用处理电路
技术领域
本发明涉及低电压的信号控制电路技术领域，具体涉及一种常用于小家电等领域的LED显示与按键检测的复用处理电路。
背景技术
在现代电子产品中，自动控制系统，电子仪器设备、家用电器、电子玩具等等方面，直流电机都得到了广泛的应用。人们所熟悉的录音机、电唱机、录相机、电子计算机等，都不能缺少直流电机。
在实际的直流电机控制电路中，常用三个LED来分别提示运行，保护，故障等状况，通过不同的LED闪烁长短或个数组合来表示不同的工作与故障代码。
经常因单片机资源有限，常需将LED显示与按键检测功能复用一个端口。单片机IO端口的输出驱动能力，一般在4-20mA之间。直径为3mm，Dmm的LED的驱动电流小于10mA，贴片型的LED驱动电流小于4mA。
常见的电路如图1，并且当按键短路失效后，会使显示错误，出现乱码。并且，多用了一个端口Pb1。
使用图2电路,则按键失效后(如常短路)，LED就也会显示错误，导致显示屏误报。如果LED失效后(如短路)，将导致按键失效。并且，三极管会进入微放大，LED微亮，影响视觉。那么，产品寿命缩短，不能带病运行。
发明内容
本发明的目的是提供一种用一个单片机端口复用处理LED显示与按键检测，可有效防止LED短路失效，或按键短路失效后对另一个复用功能的干涉，有效延长产品使用寿命的LED显示与按键检测的复用处理电路。
为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：一种LED显示与按键检测的复用处理电路，它包含上拉电阻Ru、输入电阻Ri、限流电阻Rc、基级电阻Rb、按键K1、三极管Q1、显示器件LED1和单片机端口Port；其中，
所述的上拉电阻Ru的一端与电源端Vcc相连，上拉电阻Ru的另一端分别与按键K1一端、输入电阻Ri的一端相连，按键K1的另一端与参考地GND相连，输入电阻Ri的另一端与单片机端口Port相连；
所述的限流电阻Rc的一端与单片机端口Port相连，限流电阻Rc的另一端与三极管Q1的集电极相连；
所述的三极管Q1的基极连接基极电阻Rb的一端，基极电阻Rb的另一端与单片机端口Port相连；
所述的三极管Q1的发射极连接显示器件LED1的阳极，显示器件LED1的阴极与参考地GND相连；
所述的下拉电阻Rd的一端与三极管Q1的基级相连，下拉电阻Rd的另一端与参考地GND相连。
作为本发明的进一步改进；所述的电源端Vcc为微处理器常用的3.3V或单片机电源5V。
作为本发明的进一步改进；所述的上拉电阻Ru和输入电阻Ri的阻值在2K以上；限流电阻Rc的阻值在100-600欧姆之间。
采用上述技术方案后，本发明具有以下有益效果：
1、可有效防上复用一个检测端口Port上的按键，或LED坏掉后，对另一个其它功能的干扰；
2、按键坏后，LED显示继续工作；
3、LED坏后，按键检测继续有效；
4、可有效延长产品的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术一的电路原理图；
图2为现有技术二的电路原理图；
图3为本发明所提供的实施例的电路原理图；
图4为本发明所提供的实施例的简化原理图；
图5为本发明所提供的实施例三个组合使用的电路原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图3，本具体实施方式采用以下技术方案：一种LED显示与按键检测的复用处理电路，它包含上拉电阻Ru、输入电阻Ri、限流电阻Rc、基级电阻Rb、按键K1、三极管Q1、显示器件LED1和单片机端口Port；其中，
所述的上拉电阻Ru的一端与电源端Vcc相连，上拉电阻Ru的另一端分别与按键K1一端、输入电阻Ri的一端相连，按键K1的另一端与参考地GND相连，输入电阻Ri的另一端与单片机端口Port相连；所述的限流电阻Rc的一端与单片机端口Port相连，限流电阻Rc的另一端与三极管Q1的集电极相连；所述的三极管Q1的基极连接基极电阻Rb的一端，基极电阻Rb的另一端与单片机端口Port相连；所述的三极管Q1的发射极连接显示器件LED1的阳极，显示器件LED1的阴极与参考地GND相连；所述的下拉电阻Rd的一端与三极管Q1的基级相连，下拉电阻Rd的另一端与参考地GND相连。
本发明的工作原理为：
按键检测模式：将单片机端口Port设定为输入模式，在无按键时，单片机端口Port为高电平，当有按键K1按下或常按入时，单片机端口Port为低电平，很容易检测到按键K1。由于三极管Q1的基极分压低于0.7V，三极管Q1不能进入放大状态，显示器件LED1不亮，排除了微亮。
LED显示模式：将单片机端口Port设定为输出高电平，三极管Q1导通，直接驱动显示器件LED1亮。
当按键K1失效短路后，当单片机端口Port输出高电平时，输入电阻Ri阻值大于显示器件LED1显示回路的阻值，显示器件LED1亮度显示正常。而当显示器件LED1失效短路，或开路后，因三极管Q1的基极分压低于0.7V，不进入放大与饱和状态，不能拉低单片机端口Port，故不影响按键检测。
请参阅图4，图4为本发明的简化电路原理图。但会出现显示器件LED1暗亮的缺陷。因电源电流通过电源端Vcc—上拉电阻Ru—输入电阻Ri—限流电阻Rc，给显示器件LED1供电。
请参阅图5，图5为本发明的三个显示器件LED1与三个按键复用的电路原理，可见比图1，减少了一个端口Pb1。
由此可见，本发明可有效防上复用一个检测端口Port上的按键，或LED坏掉后，对另一个其它功能的干扰；按键坏后，LED显示继续工作；LED坏后，按键检测继续有效；可有效延长产品的使用寿命。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种LED显示与按键检测的复用处理电路，其特征在于，它包含上拉电阻(Ru)、输入电阻(Ri)、限流电阻(Rc)、基级电阻(Rb)、按键(K1)、三极管(Q1)、显示器件(LED1)和单片机端口(Port)；其中，
所述的上拉电阻(Ru)的一端与电源端(Vcc)相连，上拉电阻(Ru)的另一端分别与按键(K1)一端、输入电阻(Ri)的一端相连，按键(K1)的另一端与参考地(GND)相连，输入电阻(Ri)的另一端与单片机端口(Port)相连；
所述的限流电阻(Rc)的一端与单片机端口(Port)相连，限流电阻(Rc)的另一端与三极管(Q1)的集电极相连；
所述的三极管(Q1)的基极连接基极电阻(Rb)的一端，基极电阻(Rb)的另一端与单片机端口(Port)相连；
所述的三极管(Q1)的发射极连接显示器件(LED1)的阳极，显示器件(LED1)的阴极与参考地(GND)相连；
下拉电阻(Rd)的一端与三极管(Q1)的基级相连，下拉电阻(Rd)的另一端与参考地(GND)相连；
当按键(K1)失效短路后，当单片机端口(Port)输出高电平时，输入电阻(Ri)阻值大于显示器件(LED1)显示回路的阻值，显示器件(LED1)亮度显示正常；而当显示器件(LED1)失效短路，或开路后，因三极管(Q1)的基极分压低于0.7V，不进入放大与饱和状态，不能拉低单片机端口(Port)，故不影响按键检测。
2.根据权利要求1所述的一种LED显示与按键检测的复用处理电路，其特征在于，所述的电源端(Vcc)为微处理器常用的3.3V或单片机电源5V。
3.根据权利要求1所述的一种LED显示与按键检测的复用处理电路，其特征在于，所述的上拉电阻(Ru)和输入电阻(Ri)的阻值在2K以上；限流电阻(Rc)的阻值在100-600欧姆之间。
4.根据权利要求1所述的一种LED显示与按键检测的复用处理电路，其特征在于，它的原理为：按键检测模式：将单片机端口(Port)设定为输入模式，在无按键时，单片机端口(Port)为高电平，当有按键(K1)按下或常按入时，单片机端口(Port)为低电平，很容易检测到按键(K1)；由于三极管(Q1)的基极分压低于0.7V，三极管(Q1)不能进入放大状态，显示器件(LED1)不亮，排除了微亮；
LED显示模式：将单片机端口(Port)设定为输出高电平，三极管(Q1)导通，直接驱动显示器件(LED1)亮。
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