一种led数码管显示及按键控制芯片的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种LED数码管显示及按键控制芯片,所述的芯片内设有二线式串行接口模块、命令译码器、辉度调节模块、时分复用显示控制模块、控制锁存器、按键控制模块、显示驱动控制模块以及加密模块；同时内置有振荡电路、复位电路;本实用新型对对LED数码管或LED发光管阵列进行组合连接后，优化传统的LED数码管显示驱动控制系统成本,同时优化按键控制的抗干扰性能以及按键动作期间相应发光段显示微亮问题,本实用新型将数码管或LED发光管阵列进行共阴共阳组合连接后，实现（N+V）*M的组合按键控制功能，本实用新型采用独立的按键输入引脚。
【专利说明】—种LED数码管显示及按键控制芯片
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种LED数码管显示及按键控制芯片。
[0002]
【背景技术】
[0003]传统的数码管或LED发光管阵列显示驱动，因受传统的数码管封装技术思路约束，需要较大的驱动引脚接口进行控制。以本实用新型所能达到的驱动N位P段数码管或N*P发光管显示阵列为例，则至少需要N+P个控制引脚。太多的输出引脚，将使控制芯片的晶圆面积增加，封装成本高。传统LED数码管的显示驱动与按键控制芯片，大多采用DIG引脚作为按键输入复用，原理上无可避免的高阻状态，对按键控制的抗干扰性能极其不利，而如果不采用高阻状态，则会有按键动作区间相应发光显示段微亮的问题。因此，综合以上因素，有必要进行一番改革创新。
【发明内容】
[0004]本实用新型的的任务是提供采用一种新型的LED数码管显示及按键控制芯片。本实用新型的任务通过如下技术方案实现:本实用新型所述的芯片内设有二线式串行接口模块、命令译码器、辉度调节模块、时分复用显示控制模块、控制锁存器、按键控制模块、显示驱动控制模块以及加密模块；同时内置有振荡电路、复位电路。二线式串行接口模块与命令译码器以及加密模块相连、命令译码器的输出端与辉度调节模块、时分复用显示控制模块的输入端相连；辉度调节模块的输出端与控制锁存器输入端相连，辉度调节模块的输入端与命令译码器的输出端相连接；时分复用显示控制模块的输入端与命令译码器输出端相连；时分复用显示控制模块的输出端与控制锁存器的一个输入端相连；控制锁存器的另一个输入端与按键控制模块的输出端相连；控制锁存器的输出端与显示驱动控制模块的一个输入端相连，显示驱动控制模块的另一个输入端与按键盘控制模块的输出端相连；显示驱动控制输出DIGl-DIG(N));外部按键输入引脚Kl?KM (M为按键控制模块的M个输入端)；按键控制模块的输出端与命令译码器的输入端相连。
[0005]与现有技术比较，本实用新型对现有的LED数码管显示驱动与按键控制芯片进行改进，提供一种创新思路，对LED数码管或LED发光管阵列进行组合连接后，优化传统的LED数码管显示驱动控制系统成本。同时优化按键控制的抗干扰性能以及按键动作期间相应发光段显示微亮问题。本实用新型将数码管或LED发光管阵列进行共阴共阳组合连接后，对其进行时分控制。同时，各显不输出引脚被时分复用为按键扫描输出，实现(N+V) *M的组合按键控制功能，(M为组合按键输入引脚数)。本实用新型采用独立的按键输入引脚，摈弃传统的DIG引脚作为按键输入复用时，原理上无可避免的高阻状态或按键动作时相应发光显示段微亮的问题，提高按键的抗干扰性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1为传统的共阴或共阳数码管或LED发光管阵列接线图。
[0007]图2为本实用新型实例所用数码管或LED发光阵列接线图。
[0008]图3为本实用新型芯片的内部结构框图。
[0009]图4为本实用新型实施实例的一种16脚封装芯片的管脚定义及封装排序示意图。
【具体实施方式】
[0010]以下结合附图的具体实施例对本实用新型进一步说明。(但不是对本实用新型的限制)。
[0011]如图1所示，为传统的共阴和共阳数码管或LED发光管阵列接线图，为I位*8段显示。共需N+P=l+8=9个控制引脚，而图2为本实用新型实例所用数码管或LED发光阵列接线图，可以看出同样I位8段显示控制，只需N+V=l+4=5个控制引脚。可节省上位机控制芯片4个控制引脚数，同时也节省同数量的数码管封装引脚数，全方位节约系统成本。
[0012]图3为本实用新型芯片的内部结构框图，本实用新型所述的芯片内设有二线式串行接口模块、命令译码器、辉度调节模块、时分复用显示控制模块、控制锁存器、按键控制模块、显示驱动控制模块以及加密模块；同时内置有振荡电路、复位电路。芯片内部各模块连接如下:
[0013]【a】二线串行接口模块:二线式串行数据信号D1和时钟信号CLK通过二线串行接口模块与命令译码器、加密模块相连，模块间的通信为双向通信；
[0014]【b】命令译码器:命令译码器的输出端与辉度调节模块、时分复用显示控制模块的输入端相连；命令译码器的输入按键控制模块端相连；命令译码器与二线式串行接口模块连接，模块间的通信为双向通信；
[0015]【C】辉度调节模块:辉度调节模块的输出端与输出锁存器输入端相连，辉度调节模块的输入端与命令译码器的输出端相连接；
[0016]【d】时分复用显示控制模块:时分复用显示控制模块的输入端与命令译码器输出端相连；时分复用显不控制模块的输出端与输出锁存器的输入端相连；
[0017]【e】控制锁存器:控制锁存器的一个输入端与时分复用显示控制模块的输出端相连接，另一个输入端与按键控制模块的输出端相连；控制锁存器的输出端与显示驱动控制模块的输入端相连；
[0018]【f】显示驱动控制模块:显示驱动控制模块的一个输入端与输出锁存器的输入端相连，另一个输入端与按键盘控制模块的输出端相连；显示驱动控制输出DIGl-DIG(N)(DIG为位显示驱动引脚，N为显示位数)及Sl-S(V) (S为时分复用段显示驱动引脚，V为所需的引脚数，V=P/2，若V不整除，则加I处理)；
[0019]【g】按键控制模块:外部按键输入引脚Kl?KM(M为按键控制模块的M个输入端)；按键控制模块的一个输出端与命令译码器的输入端相连，另一个输出端与控制锁存器的输入端相连；
[0020]【h】加密模块:加密模块通过二线式串行模块接口，连接到D1与CLK信号端，与上位机进行双向加解密通信；
[0021]【i】内置复位电路及振荡电路，为整个系统各模块提供时序参考及同步时钟。
[0022]本实用新型所述的LED数码管显示及按键控制芯片，提供M个按键输入引脚，可实现(N+V)*M个按键控制。采用独立的按键输入引脚，有利于按键的独立时序控制。摈弃传统的DIG引脚作为按键输入复用时，原理上无可避免的高阻状态或按键动作时相应发光显示微亮的问题，提高按键的抗干扰性能。
[0023]本实用新型所述的LED数码管显示及按键控制芯片，其特征在于，采用二线式串行接口，并在通信接口内置上拉电阻，上拉电阻采用CMOS阱电阻工艺，以提高电阻精度同时，减少与上位机不同接口电平通信时的相互干扰，加强接口电平兼容性。同时该芯片内置复位电路及振荡电路，进一步优化整机应用成本。
[0024]所述的LED数码管显示及按键控制芯片，其特征在于采用二线式串行接口，并根据实际应用经验，在通信接口内置上拉电阻，上拉电阻采用CMOS阱电阻工艺，以提高电阻精度同时，减少与上位机不同接口电平通信时的相互干扰，加强接口电平兼容性。同时本实用新型内置复位电路及振荡电路，进一步优化整机应用成本。
[0025]封装布局:如图5所示的本实用新型实施实例的一种16脚封装芯片的管脚定义及封装排序示意图，所述的LED数码管显示及按键控制芯片，根据实际应用中PCB的布局布线需要，以及大多数显示面板PCB单面敷铜板选材需求，同时为提高应用时对数码管选择的灵活性，将各输出控制引脚的排序与传统数码管封装排序一致布局。并将串行信号引脚及电源引脚靠边排列布局，以提高关键信号的PCB布局通畅，减少单面PCB布线中跳线元件的用量，进一步优化成本。
[0026]如图4所述芯片的管脚定义如下表:
[0027]
引脚序号丨名称丨说明
8、7、6、4、9、10 DIGl-DIG6 LE:D位驱动引脚,接LE:D数码管的或发光管阵列的位公共引脚端，同时为按键扫描输
__出复用引脚，高电平输出有效。_
1、5、3、2S1-S4Lro段驱动引脚,接LED数码管的或发光管阵列的各相应段引脚；同时为按键扫描输
__出复用引脚，高电平输出有效。_
11U2_K1、K2_按键输入端，高电平输入有效_
13SCL~三1^串行通信时钟接口，在上升沿读取串行数据，下降沿输出数据。
14_SDA_二线式串行通信数据接口_
15VCC—接系统电源3.0?5.0V
16|gndI接系统地
[0028]文字复述:
[0029]所述的LED数码管显示及按键控制16引脚封装芯片，其特征在于DIG1-DIG6为LED位驱动引脚，接LED数码管的或发光管阵列的位公共引脚端，同时为按键扫描输出复用引脚，高电平输出有效；S1_S4为LED段驱动引脚，接LED数码管的或发光管阵列的各相应段引脚，同时为按键扫描输出复用引脚，接机械按键盘的输入端，高电平输出有效；K1、K2为按键输入端，接机械按键的输出端，高电平输入有效；SCL为二线串行通信时钟接口，在上升沿读取串行数据，下降沿输出数据；SDA为二线串行通信数据接口 ；VCC接系统电源
3.0V?5.0V ；GND接系统地。
[0030]以上只是本实用新型的实施例，凡熟悉此项技术人员，其依本实用新型所做的等同变更，均理应包含在本案申请专利范围内。
【权利要求】
1.一种LED数码管显示及按键控制芯片，其特征在于，所述的芯片内设有二线式串行接口模块、命令译码器、辉度调节模块、时分复用显示控制模块、控制锁存器、按键控制模块、显示驱动控制模块以及加密模块；同时内置有振荡电路、复位电路；二线式串行接口模块与命令译码器以及加密模块相连、命令译码器的输出端与辉度调节模块、时分复用显示控制模块的输入端相连；辉度调节模块的输出端与控制锁存器输入端相连，辉度调节模块的输入端与命令译码器的输出端相连接；时分复用显示控制模块的输入端与命令译码器输出端相连；时分复用显不控制模块的输出端与控制锁存器的一个输入端相连；控制锁存器的另一个输入端与按键控制模块的输出端相连；控制锁存器的输出端与显不驱动控制模块的一个输入端相连，显示驱动控制模块的另一个输入端与按键盘控制模块的输出端相连；显示驱动控制输出DIGl-DIG(N);外部按键输入引脚Kl?KM ;按键控制模块的输出端与命令译码器的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的LED数码管显示及按键控制芯片，其特征在于，采用二线式串行接口，并在通信接口内置上拉电阻。
3.根据权利要求1所述的LED数码管显示及按键控制芯片，其特征在于，所述的LED数码管显示及按键控制芯片的DIG1-DIG6为LED位驱动引脚，接LED数码管的或发光管阵列的位公共引脚端，同时为按键扫描输出复用引脚；S1-S4为LED段驱动引脚，接LED数码管的或发光管阵列的各相应段引脚，同时为按键扫描输出复用引脚，接机械按键盘的输入端；K1、K2为按键输入端，接机械按键的输出端；SCL为二线串行通信时钟接口 ；SDA为二线串行通信数据接口 ；VCC接系统电源3.0V?5.0V ；GND接系统地。
【文档编号】G09G3/14GK203950532SQ201420362388
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月2日 优先权日:2014年7月2日
【发明者】刘伟城 申请人:福州福大海矽微电子有限公司