一种级联笔段数码显示器及驱动方法与流程

本发明涉及数码管驱动电路技术领域，尤其涉及一种级联笔段数码显示器及驱动方法。

背景技术：

led数码管（ledsegmentdisplays）是常见的数字显示器件，有7个笔段，由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型器件，通过点亮led使笔段发光，发光笔段可组合出0到9共10个不同数字。多个led数码管排列在一起，构成led数码显示系统。对于大型的led数码管，每个笔段内有多个led串联或并联。传统led数码管要正常显示，要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出对应的数字，根据led数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都有一个端口进行驱动。动态驱动是将所有数码管同名的显示笔段对应相连，每个数码管的公共极com增加位选通控制电路，控制电路分时选中公共极com并点亮对应笔段，达到轮流显示数码管的效果。每位数码管的点亮时间为1～2ms，利用人的视觉暂留现象，显示一组稳定的数据。显然，上述两种显示方式，都需要较多的端口、连线和驱动电路，需要较大面积电路板。例如专利201810164118.6《一种单片机驱动数码管的控制电路及方法》、201811268799.7《数码管控制方法、装置和数码管显示装置》等，均是采用这类传统的显示技术，线路复杂，成本高，排除故障麻烦。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供了一种级联笔段数码显示器及驱动方法，本发明所述数码显示器简化了电路，降低了成本。

一种级联笔段数码显示器，包括单片机、直流电源和若干笔段，所述笔段设置有若干内置驱动led，若干个内置驱动led以级联方式在条形的电路板上构成每个所述笔段；所述内置驱动led包括电源端、信号输入端和信号输出端；所述电源端与所述直流电源相连；信号输出端连到下一个内置驱动led的信号输入端；每个所述笔段包括信号输入端和信号输出端；其中一个所述笔段的信号输出端与另一所述笔段的信号输入端相连；首个所述笔段的信号输入端与所述单片机的i/o口相连。

上述技术方案中，更进一步的是，所述笔段的内置驱动led同级信号并联。

上述技术方案中，更进一步的是，所述笔段数量为7个，逐级相连构成七段数码显示器。

上述技术方案中，更进一步的是，所述的若干个所述七段数码显示器件逐级相连，构成一组显示器。

一种级联笔段数码显示器的驱动方法，包括以下几个步骤：

步骤a:将所述七段数码显示器的笔段按照0到9点亮，构成数组；

步骤b:所述单片机根据点亮后的显示数字，取出数组中对应的数据，数据中每个比特对应于笔段显示；单片机根据笔段显示对应的数据进行编码，生成编码信号，所述编码信号从单片机的i/o口输出；

步骤c:所述单片机根据同一笔段内置驱动led的级联数，重复发送编码信号，重复次数为上述级联数；

步骤d:所述单片机完成一个笔段编码信号发送后，进行下一笔段的编码信号发送，直到一整个七段数码显示器的编码信号发送完成；

步骤e:单片机重复上述数码显示器数据编码信号发送后，进行下一个所述七段数码显示器的编码信号发送完成，直到发完一组显示器的编码信号；

步骤f:单片机重复一组显示器的编码信号发送；

步骤g:笔段内置驱动led逐级接收到单片机的对应编码信号，多个内置驱动led按照编码数据进行发光，获得数字显示效果。

上述技术方案中，更进一步的是，在步骤b中，所述编码信号为二进制信号，每24比特为一组，按照红数据8比特、绿数据8比特、蓝数据8比特组合。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：七段数码显示器中每个笔段级联方式进行连接，通过单片机发送编码信号控制段码的组合显示，无需使用专用的led驱动电路，简化了硬件电路，方便后期安装维护,节省了电路板成本。

附图说明

图1为本发明七段数码显示器笔段电路原理图。

图2为本发明七段数码显示器笔段另一种方案的电路原理图。

图3为本发明七段数码显示器的笔段pcb电路。

图4为本发明所述的七段数码显示器的连接方式。

图5为本发明所述的若干个七段数码显示器的级联图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1--5所述，一种级联笔段数码显示器，包括单片机、直流电源和若干笔段，所述笔段设置有若干内置驱动led，若干个内置驱动led以级联方式在条形的电路板上构成每个所述笔段；所述内置驱动led包括电源端、信号输入端和信号输出端；所述电源端与所述直流电源相连；信号输出端连到下一个内置驱动led的信号输入端；每个所述笔段包括信号输入端和信号输出端；其中一个所述笔段的信号输出端与另一所述笔段的信号输入端相连；首个所述笔段的信号输入端与所述单片机的i/o口相连。

所述笔段的内置驱动led同级信号并联。

所述笔段数量为7个，逐级相连构成七段数码显示器。

所述的若干个所述七段数码显示器件逐级相连，构成一组显示器。

一种级联笔段数码显示器的驱动方法，包括以下几个步骤：

步骤a:将所述七段数码显示器的笔段按照0到9点亮，构成数组；

步骤b:所述单片机根据点亮后的显示数字，取出数组中对应的数据，数据中每个比特对应于笔段显示；单片机根据笔段显示的数据进行编码，生成编码信号，所述编码信号从单片机的i/o口输出；

步骤c:所述单片机根据同一笔段内置驱动led的级联数，重复发送编码信号，重复次数为上述级联数；

步骤d:所述单片机完成一个笔段编码信号发送后，进行下一笔段的编码信号发送，直到一整个七段数码显示器的编码信号发送完成；

步骤e:单片机重复上述数码显示器数据编码信号发送后，进行下一个所述七段数码显示器的编码信号发送完成，直到发完一组显示器的编码信号；

步骤f:单片机重复一组显示器的编码信号发送；

步骤g:笔段内置驱动led逐级接收到单片机的对应编码信号，多个内置驱动led按照编码数据进行发光，获得数字显示效果。

在步骤b中，所述编码信号为二进制信号，每24比特为一组，按照红数据8比特、绿数据8比特、蓝数据8比特组合。

图1为七段数码显示器的一种笔段电路原理图，笔段采用4个内置驱动led级联，这里4个内置驱动led显示一个笔段，对于较大笔段的显示需求，4个led发光单元是不够的。

如图2所示，是在图1基础上增加了所述内置驱动led的数量，内置驱动led同级信号同级并联，一个笔段内设置有8个内置驱动led，显然，级联数还是4级。同样方式，可以在级联数是4级的情况下，在一个笔段有更多个内置驱动led。

图3为七段数码显示器的一种笔段pcb电路，实施例中笔段采用8个内置驱动led，电路原理图如图2。

图5所示，为所述若干个七段数码显示器之间的级联图，1为单片机，2为第一级七段数码显示器，3为第二个级七段数码显示器，4为直流电源，省略号表示有多个七段数码显示器级联。

将图3所示的笔段进行级联，七个笔段可以构成一个七段数码显示器；图4所示，是采用一种级联方式构成的七段数码显示器。七段数码显示器进行级联，第一级七段数码显示器信号输入端与单片机相级联，若干个所述七段数码显示器可构成一组显示器，电源给每个控制和显示器单元进行供电。

单片机1的信号输出端连接到第一级七段数码显示器2的信号输入端，所述第一级七段数码显示器2的信号输出端连接到第二级七段数码显示器3的信号输入端，以此类推，构成一组显示器。

电源对每个显示器供电，保证电压一致，显示亮度均匀。

对应驱动控制显示屏的方法和步骤如下：

所述七段数码显示器的笔段按照0到9点亮，构成数组，按照c语言可表述为；intarray[]={0x77,0x11,0x6b,0x3b,0x1d,0x3e,0x7e,0x13,0x7f,0x3f}；所述单片机根据显示数字，取出数组中对应的数据，数据中每个比特对应于笔段显示。

例如，需要显示数字0，则取出的数据为0x77，这是c语言表述的一个16进制数值，转换为二进制表述是“01110111”，表示从左到右，第1个内置驱动led和第4个内置驱动led不亮，其余内置驱动led都亮，单片机根据笔段显示对应的数据进行编码，生成编码信号，从i/o口输出。所述数据中每个比特对应一组所述编码信号。

所述编码是指，二进制0表示对应笔段不显示，编码信号为0x00，0x00，0x00,从单片机i/o口串行方式输出；二进制1表示对应笔段显示，根据亮度设定，全亮编码信号为0xff，0xff，0xff，半亮编码信号为0x7f，0x7f，0x7f，从单片机i/o口串行方式输出。

所述编码信号为二进制信号，每24比特为一组，按照红数据8比特，绿数据8比特，蓝数据8比特组合，这样组合，可以控制亮度输出。

单片机根据同一笔段内置驱动led的级联数，重复发送编码信号，重复次数为上述级联数；例如级联数为四，则重复发编码信号四次。这样，一个笔段输出同样内容，即相同的亮度；单片机完成一个笔段编码信号发送后，进行下一笔段的编码发送，直到完成一个七段数码显示器的编码发送。单片机重复上述七段数码显示器数据编码发送过程，直到发完一组显示器的数据，即有一组完整的显示。单片机重复一组显示器的数据编码发送，获得实时更新显示的效果。

本发明所述的七段数码显示器，每个显示笔段级联方式进行连接，通过单片机发送编码信号控制段码的组合显示，无需使用专用的led驱动电路，简化了硬件电路；若有故障，只要看到有不显示部分，则这里就是故障点，方便后期安装维护。传统数码显示屏一般是整块屏为一个显示单元，而本发明电路板仅仅笔段部分需要电路板，与传统数码显示屏相比，节省了电路板成本。

在本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。