用戶自定制LED驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)

摘要：利用philips公司lpc系列單片機(jī)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(dòng)器芯片。分析了通用4位7段led顯示驅(qū)動(dòng)器芯片的定制方法與6位"米"字段led顯示驅(qū)動(dòng)器芯片的定制方法,并介紹了led顯示驅(qū)動(dòng)軟件編程方法。關(guān)鍵詞：led led顯示驅(qū)動(dòng)器 i2c總線 p87lpc762 p89lpc932隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,電器設(shè)備的輸出顯示技術(shù)也變得復(fù)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(yīng)運(yùn)而生。在這些顯示當(dāng)中,led及發(fā)光二極管顯示電路較為簡(jiǎn)單,成本也較低,在功能單一的儀器儀表與機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用較廣。但當(dāng)設(shè)備顯示的點(diǎn)或位較多時(shí),就需要采用一定的驅(qū)動(dòng)電路與相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)方式。 在led的驅(qū)動(dòng)和顯示單元的設(shè)計(jì)中,采用的方式有許多種:利用計(jì)算機(jī)芯片的端口作為led的驅(qū)動(dòng)口,并通過軟件編程加外部驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn),缺點(diǎn)是占用計(jì)算機(jī)芯片的時(shí)間和相關(guān)資源;利用專用接口芯片如intel8155、8255等作為計(jì)算機(jī)芯片的端口擴(kuò)展,并通過軟件編程加外部驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn),缺點(diǎn)是電路較復(fù)雜,功耗較大,也要占用計(jì)算機(jī)芯片的時(shí)間和相關(guān)資源;利用顯示用專用芯片如intel8279、max7219、ps7219等,可實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的功能,但其占用計(jì)算機(jī)芯片端口還是較多,并且芯片價(jià)格較高。大多數(shù)顯示驅(qū)動(dòng)器都沒有嚴(yán)格的總線時(shí)序,在強(qiáng)干擾環(huán)境下容易造成時(shí)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(jī)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(dòng)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(dòng)能力較強(qiáng),一般的led可直接連接,在不外加元件的情況下,可實(shí)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(shí),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(gòu)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(dǎo)通壓降為1.2v～1.8v、正向工作電流為2ma～15ma。在顯示驅(qū)動(dòng)方式中,采用動(dòng)態(tài)掃描。當(dāng)掃描到n1～n4公共端時(shí),led驅(qū)動(dòng)器分別對(duì)應(yīng)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(dòng)器芯片中,lpc系列中的p87lpc762單片機(jī)芯片具有較好的端口設(shè)置與較強(qiáng)的內(nèi)部功能,因此可以通過編程設(shè)置其引腳功能作為led顯示器的驅(qū)動(dòng)芯片。2 定制4位7段led顯示驅(qū)動(dòng)器芯片要實(shí)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(dá)到要求就可以了。在這里選用philips公司lpc系列的p87lpc762單片機(jī)實(shí)現(xiàn)顯示驅(qū)動(dòng)電路。p87lpc762是一款增強(qiáng)型51系列的單片機(jī),除具有一般單片機(jī)的功能外,還具有驅(qū)動(dòng)led的性能: ·i/o口具有上拉輸出模式或開漏輸出模式設(shè)置,可作為共陰極或共陽極led的段輸出與位輸出?！ぞ哂休^大的端口拉電流或灌電流,內(nèi)部有短路保護(hù)功能,可實(shí)現(xiàn)led的電流驅(qū)動(dòng)?！ぎ?dāng)設(shè)計(jì)4位led驅(qū)動(dòng)器時(shí),芯片其余引腳可作i2c總線地址設(shè)置、led的極性選擇。·內(nèi)部有2k的opt,可作為程序存儲(chǔ)器,用以實(shí)現(xiàn)接口與顯示程序化?！ぷ詭2c硬件接口,便于接口編程與多芯片連接?！?nèi)部看門狗與內(nèi)部復(fù)位,可提高驅(qū)動(dòng)顯示的可靠性?！?nèi)部設(shè)有rc振蕩器,減少了外部元件。p87lpc762芯片的引腳功能如圖2所示。它有三個(gè)端口:port0、port1、port2。當(dāng)選擇內(nèi)部振蕩和內(nèi)部復(fù)位時(shí),最大的i/o端口數(shù)目可達(dá)到18個(gè)。大多數(shù)端口均可以通過軟件配置成準(zhǔn)雙向、上拉、輸入、開漏輸出四種類型之一。對(duì)于上拉輸出模式,p87lpc762在標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)雙向口基礎(chǔ)上增加了第三只三極管以提供強(qiáng)上拉功能,在高電平時(shí)可輸出很大的拉電流;對(duì)于開漏輸出模式,端口對(duì)外可提供很大的灌電流;對(duì)于輸入模式,端口引腳電平由外部電壓決定。根據(jù)4位動(dòng)態(tài)led的顯示特性,在此對(duì)p87lpc762的端口作定義,定義引腳如表1所示。p0.0～p0.7作為4位led的段