行列混合式LED显示矩阵电路的制作方法

行列混合式led显示矩阵电路
技术领域
[0001]
本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种行列混合式led显示矩阵电路。


背景技术：

[0002]
传统的led显示矩阵电路均是基于扫描总线和数据总线来进行控制，具体地，可以通过独立的集成驱动电路来驱动led显示矩阵电路，或者，可以通过微控制器驱动led显示矩阵电路。
[0003]
然而，实践发现，通过集成驱动电路来驱动led显示矩阵电路的成本高，而且，集成驱动电路占用较大空间，并且该集成驱动电路还需要通过2至3线与微控制器通信连接，待机时有额外的待机电流消耗，占用微控制器通讯口资源。
[0004]
微控制器的i/o口直接驱动led显示矩阵，扫描总线和数据总线占用微控制器的i/o口较多，例如，四个“8”的28点led矩阵(组成的数码管)，无论是做成4
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7或是5
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6的扫描方式，都需要11个i/o口。
[0005]
可见，如何设计一款新型的led显示矩阵电路,在不占用太多微控制器资源的前提下，省去集成驱动电路的成本，是亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

[0006]
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种行列混合式led显示矩阵电路，能够在不占用太多微控制器资源的前提下，省去集成驱动电路的成本。
[0007]
为了解决上述技术问题，本发明提供一种行列混合式led显示矩阵电路，包括(n-1)
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n个led灯组单元形成的led灯组矩阵以及位于所述led灯组矩阵一侧的n个控制端口，其中，所述led灯组单元包括若干个串联的led灯，
[0008]
所述led灯组矩阵通过n个所述控制端口与微控制器电连接，
[0009]
所述led灯组矩阵的一侧对角线上的n个交叉点位分别与n个所述控制端口一一对应电连接。
[0010]
相对于现有技术，本发明的实施例至少具有以下有益效果：
[0011]
本发明实施例的行列混合式led显示矩阵电路，可以通过n个控制端口，实现对(n-1)
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n个led灯组单元的控制，与现有技术中的led矩阵电路相比，有利于合理利用微控制器的i/o口，从而有利于合理利用微控制器的资源，并且，微控制器通过该n个控制端口与led灯组矩阵连接，实现对该led灯组矩阵的驱动，有利于省去集成驱动电路的布置空间以及成本。
[0012]
作为一个可选的实施方式，本发明中，该行列混合式led显示矩阵电路还包括n个保护单元，所述保护单元包括并联的限流电阻和灌电流二极管，
[0013]
所述led灯组矩阵的一侧对角线上的n个交叉点位通过n个所述保护单元分别与n个所述控制端口一一对应电连接。
[0014]
作为一个可选的实施方式，本发明中，所述led灯组单元包括2个串联的led灯。
[0015]
作为一个可选的实施方式，本发明中，所述led灯组矩阵设置在基板上，其中，所述基板为双面覆铜板、单面覆铜板、柔性pcb板和铝基pcb板的其中一种。
[0016]
作为一个可选的实施方式，本发明中，所述led灯为贴片元件。
[0017]
作为一个可选的实施方式，本发明中，所述led灯为插件元件。
附图说明
[0018]
图1是本发明实施例的种行列混合式led显示矩阵电路的电路原理示意图。
具体实施方式
[0019]
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0020]
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
[0021]
本发明实施例公开的一种行列混合式led显示矩阵电路，包括(n-1)
×
n个led灯组单元形成的led灯组矩阵以及位于led灯组矩阵一侧的n个控制端口，其中，led灯组单元包括若干个串联的led灯，
[0022]
led灯组矩阵通过n个控制端口与微控制器电连接，
[0023]
led灯组矩阵的一侧对角线上的n个交叉点位分别与n个控制端口一一对应电连接。
[0024]
本发明实施例中，可选的，该行列混合式led显示矩阵电路可以包括3
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4个led灯组单元形成的led灯组矩阵，相应地，位于led灯组矩阵一侧的控制端口为4个，此时，n为4，n-1为3。或者，该行列混合式led显示矩阵电路可以包括5
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6个led灯组单元形成的led灯组矩阵，相应地，位于led灯组矩阵一侧的控制端口为6个，此时，n为6，n-1为5。通常，n可以选取4至8之间。具体地，如图1所示，该行列混合式led显示矩阵电路包括5
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6个led灯组单元形成的led灯组矩阵，并且，该行列混合式led显示矩阵电路的一侧，设置有6个控制端口。进一步的，该led灯组单元包括2个串联的led灯，led灯组矩阵通过n个控制端口与微控制器电连接，led灯组矩阵的一侧对角线上的6个交叉点位与上述6个控制端口电连接。进一步的，微控制器可以为型号sn8f570202的控制芯片，或者型号ft60f011a的控制芯片。可以理解的是，微控制器还可以根据led灯组矩阵的控制端口的个数进行选型，具体地，基于led灯组矩阵的控制端口的个数为n，控制芯片则需要具有至少n个i/o口。进一步可选的，如图1所示，微控制器与该行列混合式led显示矩阵电路可以通过接口cn2连接。又进一步可选的，如图1所示，微控制器可以通过接口cn4与电源端电连接。
[0025]
可见，本发明实施例的行列混合式led显示矩阵电路，可以通过n个控制端口，实现对(n-1)
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n个led灯组单元的控制，与现有技术中的led矩阵电路相比，有利于合理利用微控制器的i/o口，从而有利于合理利用微控制器的资源，并且，微控制器通过该n个控制端口
与led灯组矩阵连接，实现对该led灯组矩阵的驱动，有利于省去集成驱动电路的布置空间以及成本。
[0026]
本发明实施例中，可选的，led灯组矩阵设置在基板上，其中，基板为双面覆铜板、单面覆铜板、柔性pcb板和铝基pcb板的其中一种。有利于led灯组矩阵的灵活布置，从而有利于本发明实施例的行列混合式led显示矩阵电路应用于各种不同的场景，具有更强的适应性。
[0027]
本发明实施例中，可选的，led灯可以选用贴片元件，或者，led灯可以选用插件元件。可以理解的是，设计者可以根据需要选用的贴片的led灯或者选用插件的led灯，有利于led灯组矩阵的灵活布置，从而有利于本发明实施例的行列混合式led显示矩阵电路应用于各种不同的场景，进一步增强其适应性。
[0028]
在本发明的一些具体实施例中，该行列混合式led显示矩阵电路还包括n个保护单元，保护单元包括并联的限流电阻和灌电流二极管，
[0029]
led灯组矩阵的一侧对角线上的n个交叉点位通过n个保护单元分别与n个控制端口一一对应电连接。
[0030]
该实施例中，具体地，可以如图1所示，对于5
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6个led灯组单元形成的led灯组矩阵中，该led灯组矩阵的一侧对角线上的6个交叉点位通过6个保护单元与6个控制端口电连接。
[0031]
该实施例中，限流电阻和灌流二极管的参数，可以根据所连接的led灯组矩阵的具体情况来确定，具体确定过程，可以如下。
[0032]
每条支路上的限流电阻可以用于限制一个led灯组单元的点亮电流，其阻值根据微控制器的工作输出电压及led灯组单元的额定电流计算结果确定，阻值一般在几欧姆至几百欧姆。例：微控制器的工作电压为5v，i/o口输出高电平为4.5v,输出低电平为0.5v，灌电流二极管正向压降为0.4v，led灯组单元的点亮电流为20ma，计算限流电阻阻值：
[0033]
(4.5v-0.5v-0.4v)/20ma＝180ω
[0034]
每条支路上的灌电流二极管用于当该支路作为扫描线时，屏蔽其上并联的限流电阻上产生过高的压降，避免每个led灯组单元获得的电流不均衡而导致亮度差异和闪烁感。灌电流二极管的正向电流可以按n-1个led同时点亮的电流计算确定，一般为几十毫安至几百毫安。例：6支路(对应6端口)的5
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6点led矩阵，其中一条支路作为扫描线时，最多有另5条支路的5个led灯组单元点亮。单个led灯组单元的点亮电流为20ma，计算二极管的正向电流：
[0035]
20ma
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5＝100ma
[0036]
该实施例中，可选的，led灯组单元包括2个串联的led灯。
[0037]
最后应说明的是：本发明实施例公开的一种行列混合式led显示矩阵电路所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述的实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明的实施例技术方案的精神和范围。