一种多模式电量指示的装置及模式检测方法与流程

本发明涉及电源技术领域，特别是一种多模式电量指示的装置及模式检测方法。

背景技术

移动电源的电量指示一般有四种方式实现：第一种方式是移动电源主控芯片直接驱动led灯，根据驱动led灯的数量不同，所需的驱动管脚数量也有所不同，以5颗led为例，至少需要4个输入输出管脚进行驱动；第二种方式是移动电源主控芯片直接驱动led数码管，根据led数码管的类型不同，所需的驱动管脚数量也有所不同，以最简单的5管脚188led数码管为例，至少需要5个输入输出管脚进行驱动；第三种方式是移动电源主控芯片与单片机连接沟通，然后通过单片机驱动led灯，主控芯片通过i2c接口与单片机进行沟通，一般情况下i2c接口至少需要3个输入输出管脚；第四种方式是移动电源主控芯片与单片机连接沟通，然后通过单片机驱动led数码管，主控芯片通过i2c接口与单片机进行沟通，一般情况下i2c接口至少需要3个输入输出管脚。

综上所述，移动电源主控芯片如果要同时集成i2c通讯模块、led灯驱动模块和led数码管驱动模块的其中两个或三个，则至少需要7个或8个或12个输入输出管脚实现，在输入输出管脚资源有限的主控芯片里面，占用如此多的输入输出管脚资源，使得集成难度增加，同时加大了主控芯片的封装成本。本发明提出了一种多模式电量指示的装置及模式检测方法，以最少数量的输入输出管脚就能在移动电源主控芯片内同时集成i2c通讯模块、led灯驱动模块和led数码管驱动模块的其中两个或三个模块，降低了移动电源主控芯片的集成难度和封装成本。

技术实现要素：

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种多模式电量指示的装置及模式检测方法，降低了移动电源主控芯片的集成难度和封装成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多模式电量指示的装置，包括主控芯片，所述主控芯片的输入输出管脚与显示控制模块或led灯显示模块或led数码管显示模块相连，所述主控芯片集成有自动检测模块，所述主控芯片还集成有i2c通讯模块、led灯驱动模块和led数码管驱动模块的其中两个模块或三个模块；

所述自动检测模块用于检测主控芯片的输入输出管脚与外部电路的连接状态并判断其连接模式，从而控制相应的i2c通讯模块、led灯驱动模块或led数码管驱动模块工作。

进一步，所述自动检测模块包括受控源、开关电路、运算电路以及逻辑电路，所述主控芯片的输入输出管脚通过开关电路分别与受控源的输出端和运算电路的输入端相连，所述运算电路的输出端与逻辑电路的电压信号采集端相连，所述逻辑电路的第一控制端与开关电路的驱动端相连，所述逻辑电路的多个第二控制端分别与i2c通讯模块、led灯驱动模块和/或led数码管驱动模块连接。

进一步，所述开关电路采用晶体管或继电器作为开关元件。

进一步，所述逻辑电路的第三控制端还与led灯驱动模块连接。

一种多模式电量指示的装置的检测方法，包括以下具体步骤：

s1、初始化自动检测模块；

s2、设定主控芯片的其中两个输入输出管脚分别为第一检测端和第二检测端；

s3、自动检测模块的输出端依次向第一检测端和第二检测端输出上拉信号；自动检测模块分别检测第一检测端和第二检测端电压信号的大小，从而确定主控芯片输入输出管脚的连接模式；

s4、确定主控芯片输入输出管脚的连接模式后，自动检测模块的输出端停止输出上拉信号，自动检测模块的控制端根据输入输出管脚的连接模式输出相应的使能信号控制i2c通讯模块、led灯驱动模块或led数码管驱动模块工作，自动检测模块结束检测。

进一步，所述主控芯片集成有i2c通讯模块、led灯驱动模块和led数码管驱动模块，所述步骤s3具体检测步骤包括步骤sa31至sa34，所述步骤s4具体检测步骤包括步骤sa41至sa43，各步骤分别为：

sa31、自动检测模块的输出端向第二检测端输出上拉信号；

sa32、自动检测模块检测第二检测端的电压是否低于预设值vth，若低于则进入步骤sa41；若高于则进入步骤sa33；

sa33、自动检测模块的输出端停止向第二检测端输出而向第一检测端输出上拉信号；

sa34、自动检测模块检测第二检测端的电压是否低于预设值vth，若低于则进入是sa42；若高于则进入步骤sa43；

sa41、确定外部连接的模块为显示控制模块，自动检测模块的控制端向i2c通讯模块输出使能信号，自动检测模块结束检测；

sa42、确定外部连接的模块为led灯显示模块，自动检测模块的控制端向led灯驱动模块输出使能信号，自动检测模块结束检测；

sa43、确定外部连接的模块为led数码管显示模块，自动检测模块的控制端向led数码管驱动模块输出使能信号，自动检测模块结束检测。

进一步，所述主控芯片集成有i2c通讯模块、led灯驱动模块和led数码管驱动模块，在步骤s2中还设定有主控芯片的另一输入输出管脚为第三检测端，其中所述步骤s3具体检测步骤包括步骤sb31至sb34，所述步骤s4具体检测步骤包括步骤sb41至sb43，各步骤分别为：

sb31、自动检测模块的输出端向第三检测端输出上拉信号；

sb32、自动检测模块检测第二检测端的电压是否低于预设值vth，若高于则进入步骤sb41；若低于则进入步骤sb33；

sb33、自动检测模块的输出端停止向第三检测端输出而向第二检测端输出上拉信号；

sb34、自动检测模块检测第二检测端的电压是否高于预设值vth，若低于则进入步骤sb42；若高于则进入步骤sb43；

sb41、确定外部连接的模块为led数码管显示模块，自动检测模块的控制端向led数码管驱动模块输出使能信号，自动检测模块结束检测；

sb42、确定外部连接的模块为显示控制模块，自动检测模块的控制端向i2c通讯模块输出使能信号，自动检测模块结束检测；

sb43、确定外部连接的模块为led灯显示模块，自动检测模块的控制端向led灯驱动模块输出使能信号，自动检测模块结束检测。

进一步，所述主控芯片同时集成有i2c通讯模块和led灯驱动模块，所述步骤s3具体检测步骤包括步骤sc31至sc32，所述步骤s4具体检测步骤包括步骤sc41至sc42，各步骤分别为：

sc31、自动检测模块的输出端向第二检测端输出上拉信号；

sc32、自动检测模块检测第二检测端的电压是否低于预设值vth，若低于则进入步骤sc41；若高于则进入步骤sc42；

sc41、确定外部连接的模块为显示控制模块，自动检测模块的控制端向i2c通讯模块输出使能信号，自动检测模块结束检测；

sc42、确定外部连接的模块为led灯显示模块，自动检测模块的控制端向led灯驱动模块输出使能信号，自动检测模块结束检测。

进一步，所述主控芯片集成有led灯驱动模块和led数码管驱动模块，所述步骤s3具体检测步骤包括步骤sd31至sd32，所述步骤s4具体检测步骤包括步骤sd41至sd42，各步骤分别为：

sd31、自动检测模块的输出端向第一检测端输出上拉信号；

sd32、自动检测模块检测第二检测端的电压是否高于预设值vth，若高于则进入步骤sd41，若低于则进入步骤sd42；

sd41、确定外部连接的模块为led数码管显示模块，自动检测模块的控制端向led数码管驱动模块输出使能信号，自动检测模块结束检测；

sd42、确定外部连接的模块为led灯显示模块，自动检测模块的控制端向led灯驱动模块输出使能信号，自动检测模块结束检测。

进一步，所述主控芯片同时集成有i2c通讯模块和led数码管驱动模块，所述步骤s3具体检测步骤包括步骤se31至se32，所述步骤s4具体检测步骤包括步骤se41至se42，各步骤分别为：

se31、自动检测模块的输出端向第二检测端输出上拉信号；

se32、自动检测模块检测第二检测端的电压是否低于预设值vth，若低于则进入步骤se41；若高于则进入步骤se42；

se41、确定外部连接的模块为显示控制模块，自动检测模块的控制端向i2c通讯模块输出使能信号，自动检测模块结束检测；

se42、确定外部连接的模块为led数码管显示模块，自动检测模块的控制端向led数码管驱动模块输出使能信号，自动检测模块结束检测。

进一步，在步骤s2中还设定有主控芯片的另一输入输出管脚为第四检测端，当步骤s3确定连接模式为led灯显示模块时，所述步骤s3还包括以下步骤：

sf31、自动检测模块的输出端向第一检测端输出上拉信号；

sf32、自动检测模块检测第四检测端的电压是否低于预设值vth，若低于则进入步骤sf35；若高于则进入步骤sf33；

sf33、自动检测模块的输出端停止向第一检测端输出而向第二检测端输出上拉信号；

sf34、自动检测模块检测第二检测端的电压是否低于预设值vth，若低于则进入步骤sf36；若高于则进入步骤sf37；

sf35、则自动检测模块输出led_num3信号给led灯驱动模块，确定led灯显示模块共有三颗led灯，led灯驱动模块选择驱动三颗led灯的工作模式并进入步骤s4；

sf36、则自动检测模块输出led_num4信号给led灯驱动模块，确定led灯显示模块共有四颗led灯，led灯驱动模块选择驱动四颗led灯的工作模式并进入步骤s4；

sf37、则自动检测模块输出led_num5信号给led灯驱动模块，确定led灯显示模块共有四颗led灯，led灯驱动模块选择驱动五颗led灯的工作模式并进入步骤s4。

本发明的有益效果是：利用自动检测模块可自动检测主控芯片的输入输出管脚的连接模式，实现了以采用最少数量的输入输出管脚情况下，在主控芯片内同时集成i2c通讯模块、led灯驱动模块和led数码管驱动模块的其中两个模块或三个模块，并降低了移动电源主控芯片的集成难度和封装成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的第一种较优实施例的电路原理框图；

图2是本发明主控芯片连接单片机的示意图；

图3是本发明主控芯片连接三颗led灯的示意图；

图4是本发明主控芯片连接四颗led灯的示意图；

图5是本发明主控芯片连接五颗led灯的示意图；

图6是本发明主控芯片连接led数码管的示意图；

图7是本发明led数码管内部led连接状态的示意图；

图8是本发明的自动检测模块的电路原理框图；

图9是本发明自动检测模块的一种较优实施例的电路结构图；

图10是本发明检测方法的主要流程示意图；

图11是本发明检测方法基于第一种较优实施例的检测步骤s3和s4的第一种检测方法的具体流程示意图；

图12是本发明检测方法基于第一种较优实施例的检测步骤s3和s4的第二种检测方法的具体流程示意图；

图13是本发明的第二种较优实施例的电路原理框图；

图14是本发明检测方法基于第二种较优实施例的检测步骤s3和s4的第三种检测方法的具体流程示意图；

图15是本发明的第三种较优实施例的电路原理框图；

图16是本发明检测方法基于第三种较优实施例的检测步骤s3和s4的第四种检测方法的具体流程示意图；

图17是本发明在确定检测led灯显示模块中led灯数量的检测流程示意图；

图18是本发明的第四种较优实施例的电路原理框图；

图19是本发明检测方法基于第四种较优实施例的检测步骤s3和s4的第五种检测方法的具体流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。

参照图1，为第一种较优的实施方式，一种多模式电量指示的装置，包括主控芯片，所述主控芯片的输入输出管脚包括五个输入输出管脚，分别为管脚pin1、管脚pin2、管脚pin3、管脚pin4以及管脚pin5，五个管脚与显示控制模块或led灯显示模块或led数码管显示模块相连，所述主控芯片集成有自动检测模块1、i2c通讯模块2、led灯驱动模块3和led数码管驱动模块4；所述显示控制模块采用单片机与i2c通讯模块2进行数据传输，再利用单片机控制多个led灯或led数码管的工作状态显示电量的多少；所述led灯显示模块采用多个led灯连接在主控芯片的输入输出管脚上并由led灯驱动模块3驱动；所述led数码管显示模块采用led数码管连接在主控芯片的输入输出管脚上并由led数码管驱动模块4驱动。

所述自动检测模块1用于检测主控芯片的五个管脚的连接状态并判断其连接模式，从而控制相应的i2c通讯模块2、led灯驱动模块3或led数码管驱动模块4工作；

所述i2c通讯模块2用于与主控芯片外部连接的单片机的信号接收与发送，控制单片机驱动与单片机连接的led灯或led数码管的工作状态；

所述led灯驱动模块3用于驱动主控芯片外部直接连接的led灯进行指示电源电量的信号；

所述led数码管驱动模块4用于驱动主控芯片外部直接连接的led数码管显示0-100的数字，从而指示电源电量的百分比情况。

本实施例中，主控芯片内的各模块的连接方式分别为：所述自动检测模块1的第一控制端en1与i2c通讯模块2的使能端连接，自动检测模块1的第二控制端en2与led灯驱动模块3的使能端连接，自动检测模块1的第三控制端en3与led数码管驱动模块4的使能端连接，自动检测模块1的输出led灯数量的信号led_num端口还与led灯驱动模块3的信号采集端相连，根据自动检测模块1的led_num端口的信号，led灯驱动模块3会输出相应的信号驱动对应数量的led灯。

所述自动检测模块1的五个检测端分别与管脚pin1、管脚pin2、管脚pin3、管脚pin4以及管脚pin5相连；所述i2c通讯模块2的三个输出端分别与管脚pin1、管脚pin2以及管脚pin3相连；所述led灯驱动模块3的四个输出端分别与管脚pin1、管脚pin2、管脚pin3以及管脚pin4相连；所述led数码管驱动模块4的五个输出端分别与管脚pin1、管脚pin2、管脚pin3、管脚pin4以及管脚pin5相连。

图2至图6所示的是主控芯片的五个输入输出管脚pin1、pin2、pin3、pin4、pin5的外部连接状态；

分别如图2所示是主控芯片外部连接显示控制模块的模式示意图，显示控制模块主要是采用单片机对外部连接的led灯或led灯数码管进行控制；其中管脚pin1作为i2c接口的时钟管脚，与单片机的sck管脚连接；管脚pin2作为i2c接口的串行数据传输管脚，与单片机的sda管脚连接；管脚pin3作为i2c接口的中断管脚，与单片机的irq管脚连接；管脚pin4接地；管脚pin5悬空；

如图3-图5所示是主控芯片外部连接led灯显示模块的模式示意图，led灯显示模块主要是采用led灯的显示状态来表示电量的参数；图3所示的是主控芯片的外部连接三颗led灯的情况；移动电源主控芯片外部连接三颗led灯，管脚pin1与第一颗led灯led1的阴极、与第二颗led灯led2的阳极、与第三颗led灯led3的阴极连接；管脚pin2与第一颗led灯led1的阳极、与第二颗led灯led2的阴极连接；管脚pin3与第三颗led灯led3的阳极连接；管脚pin4和管脚pin5悬空；

如图4所示是主控芯片的外部连接4颗led灯的模式示意图；管脚pin1与第一颗led灯led1的阴极、与第二颗led灯led2的阳极、与第三颗led灯led3的阴极、与第四颗led灯led4的阳极连接；管脚pin2与第一颗led灯led1的阳极、与第二颗led灯led2的阴极连接；管脚pin3与第三颗led灯led3的阳极、与第四颗led灯led4阴极连接；管脚pin4和管脚pin5悬空；

如图5所示是主控芯片的外部连接5颗led灯的模式示意图，管脚pin1与第一颗led灯led1的阴极、与第二颗led灯led2的阳极、与第三颗led灯led3的阴极、与第四颗led灯led4的阳极、与第五颗led灯led5的阴极连接；管脚pin2与第一颗led灯led1的阳极、与第二颗led灯led2的阴极连接；管脚pin3与第三颗led灯led3的阳极、与第四颗led灯led4阴极连接；管脚pin4与第五颗led灯led5的阳极连接；管脚pin5悬空。

如图6所示是主控芯片外部连接led数码管显示模块的模式示意图，led数码管显示模块采用的是led数码管进行显示电量的百分比；其中管脚pin1与led数码管的第一管脚连接；管脚pin2与led数码管的第二管脚连接；管脚pin3与led数码管的第三管脚连接；管脚pin4与led数码管的第四管脚连接；管脚pin5与led数码管的第五管脚连接；led数码管内部其实是由若干个led灯以固定的方式进行连接，本实施例中的led数码管内部led连接状态如图7所示。

参照图8，为自动检测模块1的主要电路原理框图，所述自动检测模块1包括受控源11、开关电路12、运算电路13以及逻辑电路14，所述主控芯片的五个管脚通过开关电路12分别与受控源11的输出端和运算电路13的输入端相连，所述运算电路13的输出端与逻辑电路14的电压信号采集端相连，所述逻辑电路14的控制端与开关电路12的驱动端相连，所述受控源11用于向五个管脚外部输出上拉信号，所述开关电路12用于控制每一个管脚分别与受控源11或运算电路13之间的连接状态，而开关电路12的状态由逻辑电路14的控制端来控制，运算电路13用于比较每一个管脚的输入电压或电流的大小，从而将运算结果输出给逻辑电路14，逻辑电路14根据运算结果输出i2c通讯模块2、led灯驱动模块3和led数码管驱动模块4相应的驱动信号。

参照图9，为自动检测模块1的内部主要电路结构连接图，所述逻辑电路14采用通过集成电路形成的微处理器u1，可输出控制信号及接收检测信号；则逻辑电路14的第一控制端包括分别指微处理器u1的控制端ctrl_1、ctrl_2···至ctrl_10共十个控制引脚，逻辑电路的多个第二控制端分别为微处理器u1控制端en1、控制端en2以及控制端en3，逻辑电路的第三控制端为微处理器u1的控制端led_num；所述受控源11采用可输出恒定电流的电流源is，所述开关电路12共设置有10组，分别为开关k1、开关k2、开关k3、开关k4、开关k5、开关k6、开关k7、开关k8、开关k9和开关k10，所述运算电路13采用比较器u2对输入电压进行比较，并输出对比结果给微处理器u1的ad采样端；

更具体地，所述管脚pin1通过开关k1与电流源的输出端连接，管脚pin1通过开关k6与比较器u2的同相输入端连接；所述管脚pin2通过开关k2与电流源的输出端连接，管脚pin2通过开关k7与比较器u2的同相输入端连接；所述管脚pin3通过开关k3与电流源的输出端连接，管脚pin3通过开关k8与比较器u2的同相输入端连接；所述管脚pin4通过开关k4与电流源的输出端连接，管脚pin4通过开关k9与比较器u2的同相输入端连接；所述管脚pin5通过开关k5与电流源的输出端连接，管脚pin10通过开关k10与比较器u2的同相输入端连接；同时开关k1、开关k2、开关k3、开关k4、开关k5、开关k6、开关k7、开关k8、开关k9以及开关k10的通断状态分别由微处理器u1的控制端ctrl_1、ctrl_2、ctrl_3、ctrl_4、ctrl_5、ctrl_6、ctrl_7、ctrl_8、ctrl_9以及ctrl_10一一对应并进行控制，其中开关k1至开关5在同一时刻只有一个开关处于导通的状态，其余四个开关处于截止的状态，同样开关k6至开关10在同一时刻也有只有一个开关处于导通的状态，其余四个开关处于截止的状态，即微处理器u1的控制端ctrl_1至ctrl_5在同一时刻只有一个控制端会输出一个控制信号，微处理器u1的控制端ctrl_6至ctrl_10在同一时刻只有一个控制端会输出一个控制信号；比较器u2的反向输入端则输入恒定电源vth，比较器u2会比较同相输入端输入的vp电压与vth电压大小，输出信号out，当vp>vth时，out＝1；当vp<vth时，out＝0；同时开关k1至开关k10可采用晶体管或继电器作为开关元件，由于在实际电路中继电器的阻抗较大，同时考虑本实施例的电流源输出电流的大小以及开关的工作环境，本实施优先采用晶体管作为每一个开关的开关元件。

如图10所示，一种多功能驱动电路的检测方法，其主要步骤包括以下具体步骤：

s1、初始化自动检测模块1；

s2、设定主控芯片的其中两个输入输出管脚分别为第一检测端和第二检测端；

s3、自动检测模块1的输出端依次向第一检测端和第二检测端输出上拉信号；自动检测模块1分别检测第一检测端和第二检测端电压信号的大小，从而确定主控芯片输入输出管脚的连接模式；

s4、确定主控芯片输入输出管脚的连接模式后，自动检测模块1的输出端停止输出上拉信号，自动检测模块1的控制端根据输入输出管脚的连接模式输出相应的使能信号控制i2c通讯模块2、led灯驱动模块3或led数码管驱动模块4工作，自动检测模块1结束检测。

当确定为显示控制模块后，管脚pin1、pin2、pin3被配置为i2c接口，i2c通讯模块2通过i2c接口与外部单片机进行通信，告知外部单片机电池的实时电量信息，单片机根据接收到的实时电量信息驱动外部led灯或led数码管；当确定为led数码管显示模块后，管脚pin1、pin2、pin3、pin4、pin5被配置为led数码管驱动管脚，led数码管驱动模块4根据实时电量信息，通过管脚pin1、pin2、pin3、pin4、pin5以时分复用的方式驱动外部连接的led数码管；当确定为led灯显示模块后，pin1、pin2、pin3、pin4被配置为led灯驱动管脚，led灯驱动模块3根据实时电量信息以及led灯的数量，通过管脚pin1、pin2、pin3、pin4以时分复用的方式驱动外部连接的led灯。

结合图9的自动检测模块1的电路结构连接图以及图2至6主控芯片外部的连接状态，下面为图1中第一种较优的实施方式的情况下对图10所示的具体检测步骤s3进行详细的讲解，即在所述主控芯片集成有i2c通讯模块2、led灯驱动模块3和led数码管驱动模块4的情况下，如图11所示，所述步骤s3的第一种检测方法可分为步骤sa31至sa34，所述步骤s4具体检测步骤包括步骤sa41至sa43，各步骤分别为：

sa31、自动检测模块1的输出端向第二检测端输出上拉信号；

sa32、自动检测模块1检测第二检测端的电压是否低于预设值vth，若低于则进入步骤sa41；若高于则进入步骤sa33；

sa33、自动检测模块1的输出端停止向第二检测端输出而向第一检测端输出上拉信号；

sa34、自动检测模块1检测第二检测端的电压是否低于预设值vth，若低于则进入是sa42；若高于则进入步骤sa43；

sa41、确定外部连接的模块为显示控制模块，自动检测模块1的控制端向i2c通讯模块2输出使能信号，自动检测模块1结束检测；

sa42、确定外部连接的模块为led灯显示模块，自动检测模块的控制端向led灯驱动模块输出使能信号，自动检测模块结束检测；

sa43、确定外部连接的模块为led数码管显示模块，自动检测模块的控制端向led数码管驱动模块输出使能信号，自动检测模块结束检测。

下面为主控芯片采用第一种较优实施方式下，对外部连接模式进行判断的步骤s3的第一种具体的检测方法进行说明；其中步骤s2中设定第一检测端为管脚pin1，第二检测端为管脚pin4。

步骤sa31和sa32的目的是首先检测外部连接的是否为显示控制模块，自动检测模块1用上拉电流源上拉管脚pin4，其余的四个管脚悬空，检测管脚pin4的电压，即微处理器u1输出控制信号ctrl_4和ctrl_9，使开关4和开关9导通，其余开关断开，通过比较器u2检测管脚pin4的电压，若管脚pin4低于vth，则表明pin4外部接地，则判断外部连接的为显示控制模块，则自动检测模块1进入步骤s4，其微处理器u1输出控制信号en1，i2c通讯模块2被使能，管脚pin1、pin2、pin3受i2c通讯模块2控制，这三个输入输出管脚被配置为i2c接口，同时自动检测模块1停止检测并退出；若管脚pin4的电压高于vth，则表明pin4外部没有接地，判断为非显示控制模块，则自动检测模块1继续进行步骤sa33和sa34的检测；

步骤sa33和sa34的目的是为了区别检测外部连接的是led数码管模式或led灯显示模块，自动检测模块1用上拉电流源上拉管脚pin1，其余的四个管脚悬空，检测管脚pin4的电压，即微处理器u1输出控制信号ctrl_1和ctrl_9，使开关1和开关9导通，其余开关断开，比较器u2比较管脚pin4的输入电压大小，若管脚pin4的电压高于vth，则表明管脚pin1到pin4之间存在外部通路，在上述的六种外部连接状态的情况中，只有在外部接led数码管时，如图7所示，只有led数码管内部的e3灯才会使pin1到pin4之间存在外部通路，因此如果管脚pin4的电压高于vth，则可以判断外部连接为led数码管显示模块，则自动检测模块1进入步骤s4，其微处理器u1输出控制信号en3，led数码管驱动模块4被使能，管脚pin1、pin2、pin3、pin4、pin5受led数码管驱动模块4控制，这五个输入输出管脚被配置为led数码管驱动模块4的驱动管脚，同时自动检测模块1停止检测；反之，如果管脚pin4的电压低于vth，则判断为led灯显示模块，则自动检测模块1进入步骤s4，其微处理器u1输出控制信号en2，led灯驱动模块3被使能，管脚pin1、pin2、pin3、pin4受led灯驱动模块3控制，这四个输入输出管脚被配置为led灯驱动模块3的驱动管脚。

除上述步骤s3的第一种检测方法外，第一种较优的实施方式还有另一种检测方法，且在步骤s2中还设定有主控芯片的另一输入输出管脚为第三检测端，如图12的流程示意图所示，所述步骤s3的第二种检测方法可分为步骤sb31至sb34，而所述步骤s4具体检测步骤包括步骤sb41至sb43，各步骤分别为：

sb31、自动检测模块1的输出端向第三检测端输出上拉信号；

sb32、自动检测模块1检测第二检测端的电压是否低于预设值vth，若高于则进入步骤sb41；若低于则进入步骤sb33；

sb33、自动检测模块1的输出端停止向第三检测端输出而向第二检测端输出上拉信号；

sb34、自动检测模块1检测第二检测端的电压是否高于预设值vth，若低于则进入步骤sb42；若高于则进入步骤sb43；

sb41、确定外部连接的模块为led数码管显示模块，自动检测模块1的控制端向led数码管驱动模块4输出使能信号，自动检测模块1结束检测；

sb42、确定外部连接的模块为显示控制模块，自动检测模块1的控制端向i2c通讯模块2输出使能信号，自动检测模块1结束检测；

sb43、确定外部连接的模块为led灯显示模块，自动检测模块1的控制端向led灯驱动模块3输出使能信号，自动检测模块1结束检测。

下面为主控芯片采用第一种较优实施方式下，对外部连接模式进行判断的步骤s3的第二种具体的检测方法进行说明；其中步骤s2中设定第一检测端为管脚pin1，第二检测端为管脚pin4，第三检测端为pin5。

所述步骤sb31和步骤sb32的目的是检测外部连接的是否为led数码管显示模块，自动检测模块1用上拉电流源上拉管脚pin5，其余的四个管脚悬空，检测pin4的电压，即微处理器u1输出控制信号ctrl_5和ctrl_9，使开关5和开关9导通，其余开关断开，通过比较器u2检测管脚pin4的电压，若管脚pin4高于vth，则表明管脚pin1到pin4之间存在外部通路，在上述的六种外部连接状态的情况中，只有在外部接led数码管时，如图7所示，led数码管内部的g2灯才会使pin5到pin4之间存在外部通路，因此如果管脚pin4的电压高于vth，则可以判断外部连接的为led数码管显示模块，则自动检测模块进入步骤s4，其微处理器u1输出控制信号en3，led数码管驱动模块4被使能，管脚pin1、pin2、pin3、pin4、pin5受led数码管驱动模块4控制，这五个输入输出管脚被配置为led数码管驱动管脚，同时自动检测模块1停止检测；若管脚pin4的电压低于vth，判断为非led数码管显示模块，则自动检测模块1进入步骤sb33和sb34；

步骤sb33和sb34目的检测是为了区别显示控制模块和led灯显示模块，自动检测模块1用上拉电流源上拉管脚pin4，其余的四个管脚悬空，检测管脚pin4的电压，即微处理器u1输出控制信号ctrl_4和ctrl_9，使开关4和开关9导通，其余开关断开，比较器u2比较管脚pin4的输入电压大小，若管脚pin4低于vth，则表明pin4外部接地，则判断为显示控制模块，则自动检测模块1进入步骤4，其微处理器u1输出控制信号en1，i2c通讯模块2被使能，管脚pin1、pin2、pin3受i2c通讯模块2控制，这三个输入输出管脚被配置为i2c接口，同时自动检测模块1停止检测并退出；反之，如果管脚pin4的电压高于vth，则判断外部连接的为led灯显示模块，则自动检测模块进入步骤s4，其微处理器u1输出控制信号en2，led灯驱动模块3被使能，管脚pin1、pin2、pin3、pin4受led灯显驱动模块控制，这四个输入输出管脚被配置为led灯显驱动管脚。

参照图13，为第二种较优的实施方式，其原理及结构与第一种实施例相同，其区别在于，相对于第一种实施例，所述主控芯片内部少了模块led数码管驱动模块4，所述自动检测模块1仅需判断并控制i2c通讯模块2和led灯驱动的两个模块即可。如图14所示，步骤s3基于第二种较优的实施方式的第三种检测方法可分为步骤sc31至sc32，而所述步骤s4具体检测步骤包括步骤sc41至sc42，各步骤分别为：

sc31、自动检测模块1的输出端向第二检测端输出上拉信号；

sc32、自动检测模块1检测第二检测端的电压是否低于预设值vth，若低于则进入步骤sc41；若高于则进入步骤sc42；

sc41、确定外部连接的模块为显示控制模块，自动检测模块1的控制端向i2c通讯模块2输出使能信号，自动检测模块1结束检测；

sc42、确定外部连接的模块为led灯显示模块，自动检测模块1的控制端向led灯驱动模块3输出使能信号，自动检测模块1结束检测。

下面为主控芯片采用第二种较优实施方式下，对外部连接模式进行判断的步骤s3的第三种具体的检测方法进行说明；其中步骤s2中设定第一检测端为管脚pin1，第二检测端为管脚pin4。

步骤sc33和sc34目的检测是为了区别显示控制模块和led灯显示模块，自动检测模块1用上拉电流源上拉管脚pin4，其余的四个管脚悬空，检测管脚pin4的电压，即微处理器u1输出控制信号ctrl_4和ctrl_9，使开关4和开关9导通，其余开关断开，比较器u2比较管脚pin4的输入电压大小，若管脚pin4低于vth，则表明pin4外部接地，则判断为显示控制模块，则自动检测模块1进入步骤4，其微处理器u1输出控制信号en1，i2c通讯模块2被使能，管脚pin1、pin2、pin3受i2c通讯模块2控制，这三个输入输出管脚被配置为i2c接口，同时自动检测模块1停止检测并退出；反之，如果管脚pin4的电压高于vth，则判断外部连接的为led灯显示模块，则自动检测模块进入步骤s4，其微处理器u1输出控制信号en2，led灯驱动模块3被使能，管脚pin1、pin2、pin3、pin4受led灯显驱动模块控制，这四个输入输出管脚被配置为led灯显驱动管脚。

参照图15，为第三种较优的实施方式，其原理及结构与第一种实施例相同，其区别在于，相对于第一种实施例，所述主控芯片内部少了i2c通讯模块2，所述自动检测模块1仅需判断并控制led灯驱动模块3和led数码管驱动模块4的两个模块即可。如图16所示，步骤s3基于第三种较优的实施方式的第四种检测方法可分为步骤sd31至sd32，而所述步骤s4具体检测步骤包括步骤sd41至sd42，各步骤分别为：

sd31、自动检测模块1的输出端向第一检测端输出上拉信号；

sd32、自动检测模块1检测第二检测端的电压是否高于预设值vth，若高于则进入步骤sd41，若低于则进入步骤sd42；

sd41、确定外部连接的模块为led数码管显示模块，自动检测模块1的控制端向led数码管驱动模块4输出使能信号，自动检测模块1结束检测；

sd42、确定外部连接的模块为led灯显示模块，自动检测模块1的控制端向led灯驱动模块3输出使能信号，自动检测模块1结束检测。

下面为主控芯片采用第三种较优实施方式下，对外部连接模式进行判断的步骤s3的第四种具体的检测方法进行说明；其中步骤s2中设定第一检测端为管脚pin1，第二检测端为管脚pin4。

步骤sd33和sd34的目的是为了区别检测外部连接的是led数码管模式或led灯显示模块，自动检测模块1用上拉电流源上拉管脚pin1，其余的四个管脚悬空，检测管脚pin4的电压，即微处理器u1输出控制信号ctrl_1和ctrl_9，使开关1和开关9导通，其余开关断开，比较器u2比较管脚pin4的输入电压大小，若管脚pin4的电压高于vth，则表明管脚pin1到pin4之间存在外部通路，在上述的六种外部连接状态的情况中，只有在外部接led数码管时，如图7所示，只有led数码管内部的e3灯才会使pin1到pin4之间存在外部通路，因此如果管脚pin4的电压高于vth，则可以判断外部连接为led数码管显示模块，则自动检测模块1进入步骤s4，其微处理器u1输出控制信号en3，led数码管驱动模块4被使能，管脚pin1、pin2、pin3、pin4、pin5受led数码管驱动模块4控制，这五个输入输出管脚被配置为led数码管驱动模块4的驱动管脚，同时自动检测模块1停止检测；反之，如果管脚pin4的电压低于vth，则判断为led灯显示模块，则自动检测模块1进入步骤s4，其微处理器u1输出控制信号en2，led灯驱动模块3被使能，管脚pin1、pin2、pin3、pin4受led灯驱动模块3控制，这四个输入输出管脚被配置为led灯驱动模块3的驱动管脚。

结合图3至图5，由于led灯显示模块有连接不同数量的led灯情况，因此在步骤s3中的第一种检测方法、第二种检测方法、第三种检测方法以及第四种检测方法中确定led灯显示模块后，还需确定led灯显示模块采用了多少颗led灯，故在步骤s2中还设定有主控芯片的另一输入输出管脚为第四检测端，当步骤s3确定连接模式为中led灯显示模块时，如图17所示，所述步骤s3还包括以下步骤：

sf31、自动检测模块1的输出端向第一检测端输出上拉信号；

sf32、自动检测模块1检测第四检测端的电压是否低于预设值vth，若低于则进入步骤sf35；若高于则进入步骤sf33；

sf33、自动检测模块1的输出端停止向第一检测端输出而向第二检测端输出上拉信号；

sf34、自动检测模块1检测第二检测端的电压是否低于预设值vth，若低于则进入步骤sf36；若高于则进入步骤sf37；

sf35、则自动检测模块1输出led_num3信号给led灯驱动模块3，确定led灯驱动模块3共有三颗led灯，led灯驱动模块3选择驱动三颗led灯的工作模式并进入步骤s4；

sf36、则自动检测模块1输出led_num4信号给led灯驱动模块3，确定led灯驱动模块3共有四颗led灯，led灯驱动模块3选择驱动四颗led灯的工作模式并进入步骤s4；

sf37、则自动检测模块1输出led_num5信号给led灯驱动模块3，确定led灯驱动模块3共有四颗led灯，led灯驱动模块3选择驱动五颗led灯的工作模式并进入步骤s4。

由于步骤s3的第一种至第四种检测方法中，已设定第一检测端为管脚pin1，第二检测端为管脚pin4，则第四检测端设置为管脚pin3。

当确定外部连接的是led灯显示模块时，自动检测模块1还需检测外部连接的led灯显示模块包括多少颗led灯。由于led灯显示模块至少连接有三颗led灯，则步骤sf31和sf32目的是确定第四颗led灯是否存在，自动检测模块1用上拉电流源上拉管脚pin1，其余的四个管脚悬空，检测管脚pin3的电压，即微处理器u1输出控制信号ctrl_1和ctrl_8，使开关1和开关8导通，其余开关断开；比较器u2比较管脚pin3的输入电压大小，如果管脚pin3的电压低于vth，则表明第四颗led灯led4不存在，则判断外部连接了三颗led灯，则进入步骤sf35，自动检测模块1通过微处理器u1的控制端led_num输出信号led_num3告知led灯显驱动模块外部连接三颗led灯，自动检测模块1进入步骤s4；如果管脚pin3的电压高于vth，则表明第四颗led灯led4存在，自动检测模块1则进入步骤sf33和sf34的检测；

步骤sf33和sf34的目的是检测外部连接的第五颗led灯是否存在，自动检测模块1用上拉电流源上拉管脚pin4，其余的四个管脚悬空，检测管脚pin1的电压，即微处理器u1输出控制信号ctrl_4和ctrl_6，使开关4和开关6导通，其余开关断开，比较器u2比较管脚pin1的输入电压大小，如果管脚pin1的电压低于vth，则表明第五颗led灯led5不存在，则判断外部连接了四颗led灯，则进入步骤sf36，自动检测模块1通过微处理器u1的控制端led_num输出信号led_num4告知led灯显驱动模块外部连接四颗led灯，同时自动检测模块1进入步骤s4；如果管脚pin1的电压高于vth，则表明第五颗led灯led5存在，则判断外部连接了五颗led灯，则进入步骤sf37，自动检测模块1通过微处理器u1的控制端led_num输出信号led_num5告知led灯显驱动模块外部连接五颗led灯，同时自动检测模块1进入步骤s4。

参照图18，为第四种较优的实施方式，其原理及结构与第一种实施例相同，其区别在于，相对于第一种实施例，所述主控芯片内部少了led灯驱动模块3，所述自动检测模块1仅需判断并控制i2c通讯模块2和led数码管驱动模块4的两个模块即可。如图19所示，步骤s3基于第四种较优的实施方式的第五种检测方法步骤可分为步骤se31至se32，所述步骤s4具体检测步骤包括步骤se41至se42，各步骤分别为：

se31、自动检测模块1的输出端向第二检测端输出上拉信号；

se32、自动检测模块1检测第二检测端的电压是否低于预设值vth，若低于则进入步骤se41；若高于则进入步骤se42；

se41、确定外部连接的模块为显示控制模块，自动检测模块1的控制端向i2c通讯模块2输出使能信号，自动检测模块1结束检测；

se42、确定外部连接的模块为led数码管显示模块，自动检测模块1的控制端向led数码管驱动模块4输出使能信号，自动检测模块1结束检测。

下面为主控芯片采用第四种较优实施方式下，对外部连接模式进行判断的步骤s3的第五种具体的检测方法进行说明；其中步骤s2中设定第一检测端为管脚pin1，第二检测端为管脚pin4。

步骤se31和se32的目的是区别检测外部连接的是显示控制模块或led数码管显示模块，自动检测模块1用上拉电流源上拉管脚pin4，其余的四个管脚悬空，检测管脚pin4的电压，即微处理器u1输出控制信号ctrl_4和ctrl_9，使开关4和开关9导通，其余开关断开，通过比较器u2检测管脚pin4的电压，若管脚pin4低于vth，则表明pin4外部接地，则判断外部连接的为显示控制模块，则自动检测模块1进入步骤s4，其微处理器u1输出控制信号en1，i2c通讯模块2被使能，管脚pin1、pin2、pin3受i2c通讯模块2控制，这三个输入输出管脚被配置为i2c接口，同时自动检测模块1停止检测并退出；若管脚pin4的电压高于vth，则表明pin4外部没有接地，则可判断为led数码管显示模块，则自动检测模块1进入步骤s4，其微处理器u1输出控制信号en3，led数码管驱动模块4被使能，管脚pin1、pin2、pin3、pin4、pin5受led数码管驱动模块4控制，这五个输入输出管脚被配置为led数码管驱动模块4的驱动管脚，同时自动检测模块1停止检测。

上述检测流程的顺序可以根据实际情况进行调整，经过调整之后的检测流程同样在本发明的保护范围之内。本发明的核心思想是：自动检测模块1检测输入输出管脚pin1、pin2、pin3、pin4、pin5外部的连接状态，根据不同的连接状态来确定主控芯片外部连接模式，即区分主控芯片的输入输出管脚连接的是显示控制模块、led灯模块还是led数码管模块，从而使能相应的功能模块，进而将输入输出管脚配置成相应的功能管脚，实现输入输出管脚的多功能复用。

以上所述，只是本发明的较佳实施方式而已，但本发明并不限于上述实施例，只要其以任何相同或相似手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。