专利名称：基于max7219的大尺寸数码管显示电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于LED数码管的显示驱动电路，尤其涉及一种大尺寸、高 亮度LED数码管的静/动态显示及亮度可随环境光强变化自动调整的显示驱动电路。
背景技术：
在大尺寸LED数码管显示电路中，常采用微控制器的8位输出口作为LED数码管 的段码输出线，采用其它输出口作为LED数码管的片选信号，配以锁存及驱动电路，完成 LED数码管的显示。该种电路占用微控制器资源多，线路复杂。Maxim公司的MAX7219芯 片用于动态扫描显示驱动，芯片内有可存储显示信息的8X8静态RAM，动态扫描电路，以及 段、位驱动器。它与通用微处理器只有3根串行线相连，最多可驱动8个共阴数码管或64 个发光二极管。采用MAX7219芯片实现LED数码显示，具有电路紧凑、可节省CPU的I/O接 口、芯片功能强大、编程简单等优点，得到了广大电路设计者认可。然而MAX7219的工作电 压为5V，共阴极LED显示驱动，只适用于3. 5V以下电压驱动的小尺寸LED数码管显示，限制 了其使用范围。LED数码管用于室外环境时，由于环境光强的影响，LED数码管显示对比度 会发生很大变化，造成LED数码管显示不清(晴天)或耀眼(夜晚)。
实用新型内容针对上述现有技术，本实用新型提供一种基于MAX7219的大尺寸数码管显示电 路，该电路在保留了 MAX7219芯片的功能强大、编程简单等优点的基础之上，通过锁存器和 驱动器实现对大尺寸数码管提供较高电压和电流的驱动的静态显示，并亮度可调。为了解决上述技术问题，本实用新型基于MAX7219的大尺寸数码管显示电路予以 实现的技术方案是该电路包括微控制器、MAX7219显示驱动芯片、多个锁存驱动模块、多 个共阳LED数码管、一个光敏传感器和一可编程控制的电子开关，所述微控制器与MAX7219 显示驱动芯片之间通过3路导线连接；所述MAX7219显示驱动芯片与多个锁存器相连，所述 MAX7219显示驱动芯片与每个锁存驱动模块均通过1路导线时钟触发信号，所述MAX7219显 示驱动芯片与每个锁存驱动模块通过并行的8路导线进行段码数据传输；每个锁存驱动模 块对应与1个共阳LED数码管连接，其两者之间通过8路导线连接共阳LED数码管的段码引 脚，LED数码管共阳极接驱动电源；所述光敏传感器与微控制器AD接口通过1路导线连接； 所述电子开关的输出端分别与LED数码管的共阳端及LED数码管供电电压的正极连接；所 述电子开关的控制端与微控制器之间通过1路导线连接；所述可控电子开关根据微控制器 的指令导通或关闭，由微控制器输出一个PWM信号，通过PWM占空比控制电子开关的通断， 进而调整LED数码管亮度。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是本实用新型电路在保留了 MAX7219芯片的功能强大、编程简单等优点的基础之 上，与通用微处理器只有4根线相连，通过锁存驱动模块实现最多8片大尺寸LED数码管的 高电压和电流驱动显示，并且亮度可随环境光强变化自动调整。显示方式在显示数码变化
3时是动态显示，在数码保持不变时是静态显示。
图1是本实用新型基于MAX7219的大尺寸数码管显示电路的构成框图；图2是本实用新型一实施例8位共阳LED数码显示电路的原理图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细地描述。本实用新型基于MAX7219的大尺寸数码管显示电路的构成框图如图1所示，该包 括微控制器、MAX7219显示驱动芯片、多个锁存驱动模块、多个共阳LED数码管、一个光敏传 感器和一可编程控制电子开关，所述微控制器与MAX7219芯片之间通过3路导线连接，所述 MAX7219芯片与多个锁存驱动模块相连，所述MAX7219芯片与每个锁存驱动模块均通过1路 导线提供时钟触发信号，所述MAX7219芯片与每个锁存驱动模块通过并行的8路导线进行 数据传输；每个锁存驱动模块对应连接有1个共阳LED数码管，其两者之间通过8路导线连 接；所有共阳LED数码管均与所述可编程控制电子开关通过1路导线连接；所述光敏传感 器与微控制器1路AD接口连接；所述电子开关的控制端与微控制器之间通过1路导线连 接；所述电子开关另外两端分别与所有LED数码管的共阳端及LED数码管供电电压的正极 连接；所述可控电子开关根据微控制器的指令导通或关闭；显示方式在显示数码变化时是 动态显示，在数码保持不变时是静态显示。下面是本实用新型基于MAX7219的大尺寸数码管显示电路的一个具体实施例。图2示出了一 8位共阳LED数码显示电路，其中74LS273锁存器和ULN2803驱动 芯片构成锁存驱动模块。所述333引脚DIG0 DIG7位码线分别接8片74LS273锁存器 11 (cp)脚锁存控制端，相当于片选信号，该8位数据/地址锁存器74LS273是一种带清除 功能的8D触发器。所述显示驱动芯片MAX7219引脚的段码线SEGA SEGG和SE⑶P以数 据总线形式接在8片74LS273触发器的DO D7输入端；当DIG0 DIG7片选信号某一位 是低电平时，数据总线DO D7的为对应的段码数据；当片选信号ll(cp)脚有一个上升沿， 74LS273触发器立即锁存输入脚的电平状态，并呈现在在输出脚Q0 Q7上锁存；DIG0 DIG7片选低电平信号循环扫描，将要显示的数据段码分别送入对应的触发器锁存。ULN2803驱动芯片接收74LS273锁存器输出信号，实现对80011B(即共阳LED数 码管)的驱动显示。ULN2803驱动芯片8位集电极开路输出口上挂共阳数码管的对应段码 引脚，共阳数码管公共引脚通过电子开关接电源正极。当74LS273锁存器输出高电平时， ULN2803驱动LED数码管80011B对应段码亮，反之灭。显示驱动芯片MAX7219在内部硬件动态扫描显示控制电路作用下，实现LED数码 管动态显示。在本实用新型电路中采用74LS273触发器锁存各LED数码管的段码驱动信 号，当显示数码变更时，显示驱动芯片MAX7219显示驱动芯片动态巡回扫描完成显示数据 更新。当显示数码保持时，可通过微处理器控制显示驱动芯片MAX7219在休眠状态，即不 工作方式，此时，LED数码管为静态显示方式，通过74LS273锁存器锁存的数据，由ULN2803 驱动芯片驱动LED数码管显示。电路实现显示驱动芯片MAX7219间歇工作，只有在LED数 码管显示数据改变的情况下，启动MAX7219工作，完成数据更新锁存后，进入不工作状态，
4以节省功耗。图2示出了所述一个光敏传感器与微控制器1路AD接口连接，光敏传感器采集环 境光强，与LED数码管的发光量进行比较，通过自适应算法，实现LED数码管显示亮度可随 环境光强变化自动调整。由微控制器输出一个PWM信号，通过PWM占空比控制电子开关的 通断，进而调整LED数码管亮度。图2中所示，LED数码管供电电压为最大允许电压(共阳LED数码管80011B为 12. 5V)，通过微处理器输出脉宽调制信号PWM控制PM0S管调整LED数码管供电电压即可实 现LED数码管亮度控制。由于LED数码管供电电压为最大允许电压，提高了 LED数码管工 作的安全系数，采用占空比调整LED数码管亮度可靠、方便。同时取消了 A G字段的限流 电阻，降低了功耗。本实用新型基于MAX7219的大尺寸数码管显示电路，保留了显示驱动芯片 MAX7219的使用优点，实现了大尺寸LED数码管的静/动态显示及亮度可随环境光强变化自 动调整。实际应用中，每路LED数码管的锁存驱动电路可做成电路模块嵌装在LED数码管 上，与显示驱动芯片MAX7219芯片引脚相连，电路简洁、可靠。经实验测试证明该电路性能 稳定，具有很高的实用价值。尽管上面结合图对本实用新型进行了描述，但是本实用新型并不局限于采用上述 具体芯片(例如74LS273锁存器和ULN2803驱动芯片)的实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱 离本实用新型宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本实用新型的保护之内。
权利要求一种基于MAX7219的大尺寸数码管显示电路，包括微控制器、MAX7219显示驱动芯片、多个锁存驱动模块、多个共阳LED数码管、一个光敏传感器和一可编程控制的电子开关，其特征在于所述微控制器与MAX7219显示驱动芯片之间通过3路导线连接；所述MAX7219显示驱动芯片与多个锁存器相连，所述MAX7219显示驱动芯片与每个锁存驱动模块均通过1路导线时钟触发信号，所述MAX7219显示驱动芯片与每个锁存驱动模块通过并行的8路导线进行段码数据传输；每个锁存驱动模块对应与1个共阳LED数码管连接，其两者之间通过8路导线连接共阳LED数码管的段码引脚，LED数码管共阳极接驱动电源；所述光敏传感器与微控制器AD接口通过1路导线连接；所述电子开关的输出端分别与LED数码管的共阳端及LED数码管供电电压的正极连接；所述电子开关的控制端与微控制器之间通过1路导线连接；所述可控电子开关根据微控制器的指令导通或关闭，由微控制器输出一个PWM信号，通过PWM占空比控制电子开关的通断，进而调整LED数码管亮度。
专利摘要本实用新型公开了一种基于MAX7219的大尺寸数码管显示电路，予以实现的技术方案是该电路包括微控制器、MAX7219显示驱动芯片、多个锁存驱动模块、多个共阳LED数码管、一个光敏传感器和一可编程控制电子开关。所述微控制器与MAX7219芯片之间通过3路导线连接，MAX7219芯片与多个锁存器及对应的共阳LED数码管相连，构成大尺寸数码管显示的驱动电路；所述光敏传感器及电子开关各通过1路导线与微控制器连接，构成LED数码管亮度调整电路。该电路保留了MAX7219芯片的功能强大、编程简单等优点，实现了大尺寸、高亮度LED数码管的静/动态显示及亮度自动调整显示。
文档编号G09G3/32GK201655254SQ201020158308
公开日2010年11月24日 申请日期2010年4月14日 优先权日2010年4月14日
发明者付少波, 孙昱, 李志勇, 李长安, 赵玲 申请人:中国人民解放军军事交通学院