背光控制电路的制作方法

1.本实用新型涉及一种背光控制电路，属于智能家居集成控制技术领域。


背景技术：

2.多联集成控制面板，是集成了开关、场景、窗帘、温控器等不同功能控制器，最终以多功能控制、组合呈现的智能家居产品。
3.在多联集成控制面板上，通常使用单片机作为主控芯片来控制。现有的单片机的io接口的个数是固定的，而且一个io接口只能够输入/输出一路信号，当输入到单片机或者单片机输出的信号较多时，经常会遇到单片机的io接口不够用的情况。在智能家居领域，多路开关上，每路开关都至少需要两个io接口：一个io接口控制按键背光，另一个io接口控制显示背光，将会对单片机的io接口数量要求较高。
4.现有技术中，为了增加单片机的io接口，主要的解决办法有个两个：1.更换io接口数量更多的单片机，然而对安装好的单片机进行更换，会造成生产工序的繁琐，从而增大生产成本；2.通过增加专门的扩展芯片来扩展io接口，然而扩展芯片的价格比较高，因此同样存在生产成本高的问题，并且即使通过扩展也会因负载过多存在接口紧张，不够用的问题。


技术实现要素：

5.本申请的目的在于提供背光控制电路的技术方案，用以解决io接口不够用的问题。
6.为实现上述目的，本申请提出了第一种背光控制电路的技术方案，包括：
7.按键电路；
8.mcu，mcu连接所述按键电路；
9.至少一组驱动电路，一组驱动电路包括按键背光驱动电路和显示背光驱动电路，按键背光驱动电路和显示背光驱动电路的控制端连接所述mcu的同一个io接口，当io接口输出状态切换时，按键背光驱动电路和显示背光驱动电路的工作状态进行切换。
10.本实用新型的第一种背光控制电路的技术方案的有益效果是：本实用新型mcu的一个io接口连接一组驱动电路，包括按键背光驱动电路和显示背光驱动电路，当io接口输出的状态在高电平和低电平之间切换时，按键背光驱动电路和显示背光驱动电路的工作状态进行切换，一个驱动信号驱动一个驱动电路工作，可以看出，同一个io口通过两个不同的驱动信号驱动两个驱动电路工作，相当于将io接口的数量扩展了2倍，大大提升了io接口的可用度，减少了io接口紧缺的情况。
11.进一步的，所述按键背光驱动电路驱动连接按键背光灯，其中按键背光驱动电路串设有第一开关管；显示背光驱动电路驱动连接显示背光灯，其中显示背光驱动电路串设有第二开关管和反相器；反相器的输入端与第一开关管的控制端连接同一个io接口，反相器的输出端连接第二开关管的控制端。
12.进一步的，为了符合用户对背光的需求，所述按键背光驱动电路驱动连接按键背
光灯，其中按键背光驱动电路串设有npn型三级管；显示背光驱动电路驱动连接显示背光灯，其中显示背光驱动电路串设有pnp型三级管；npn型三级管与pnp型三级管的控制端连接同一个io接口。
13.进一步的，为了实现背光灯亮度的调节，符合不同光照下灯光的亮度需求，还包括背光亮度调节电路，背光亮度调节电路与各驱动电路串联。
14.进一步的，为了提高背光亮度调节的可靠性，所述背光亮度调节电路为调压电路，所述调压电路包括第三开关管，所述第三开关管的控制端连接mcu，第三开关管的输入端连接电源，第三开关管的输出端连接各驱动电路。
15.进一步的，为了增加背光灯的工作电流，所述第三开关管为pnp型三极管。
16.另外，本申请还提出了第二种背光控制电路的技术方案，包括：
17.按键电路；
18.mcu，包括串行接口，mcu连接所述按键电路；
19.移位寄存器，移位寄存器的输入端连接mcu的串行接口；
20.至少一组驱动电路，一组驱动电路包括按键背光驱动电路和显示背光驱动电路，按键背光驱动电路和显示背光驱动电路的控制端连接移位寄存器的同一个并行输出端，当并行输出端输出状态切换时，按键背光驱动电路和显示背光驱动电路的工作状态进行切换。
21.本实用新型的第二种背光控制电路的技术方案的有益效果是：本实用新型在mcu的串行接口处外挂一个移位寄存器，移位寄存器的一个并行输出端相当于一个io接口，也即一定程度上扩展了io接口的数量，并且一个并行输出端连接一组驱动电路，包括按键背光驱动电路和显示背光驱动电路，当并行输出端的状态在高电平和低电平之间切换时，按键背光驱动电路和显示背光驱动电路的工作状态进行切换，一个驱动信号驱动一个驱动电路工作，可以看出，同一个并行输出端通过两个不同的驱动信号驱动两个驱动电路工作，相当于将并行输出端的数量扩展了2倍，也即通过移位寄存器将io接口扩展的情况下，持续将io接口的数量扩展了2倍，不仅大大提升了并行输出端的可用度，还可以减少io接口紧缺的情况。
22.进一步的，所述按键背光驱动电路驱动连接按键背光灯，其中按键背光驱动电路串设有第一开关管；显示背光驱动电路驱动连接显示背光灯，其中显示背光驱动电路串设有第二开关管和反相器；反相器的输入端与第一开关管的控制端连接同一个并行输出端，反相器的输出端连接第二开关管的控制端。
23.进一步的，为了符合用户对背光的需求，所述按键背光驱动电路驱动连接按键背光灯，其中按键背光驱动电路串设有npn型三级管；显示背光驱动电路驱动连接显示背光灯，其中显示背光驱动电路串设有pnp型三级管；npn型三级管与pnp型三级管的控制端连接同一个并行输出端。
24.进一步的，为了实现背光灯亮度的调节，符合不同光照下灯光的亮度需求，还包括背光亮度调节电路，背光亮度调节电路与各驱动电路串联。
附图说明
25.图1是本实用新型背光控制电路实施例1的原理框图；
26.图2是本实用新型背光亮度调节电路的电路结构图；
27.图3是本实用新型显示背光驱动电路的电路结构图；
28.图4是本实用新型按键背光驱动电路的电路结构图；
29.图5是本实用新型背光控制电路实施例2的原理框图；
30.图6是本实用新型移位寄存器的原理图；
31.图7是本实用新型显示背光驱动电路与移位寄存器的连接关系图；
32.图8是本实用新型按键背光驱动电路与移位寄存器的连接关系图；
33.图9是本实用新型mcu外挂多个移位寄存器的示意图。
具体实施方式
34.背光控制电路实施例1：
35.背光控制电路的主要构思在于，为解决现有按键背光和显示背光采用两个io接口，导致io接口紧缺的问题，本实用新型采用一个io接口连接两个驱动电路：按键背光驱动电路和显示背光驱动电路，按键背光驱动电路在高电平下工作，显示背光驱动电路在低电平下工作，因此可以通过io接口的电平转换而控制按键背光和显示背光的同步切换，实现了一个io接口控制一路开关的按键背光和显示背光，每个开关可以节省一个io接口，减少使用io接口的数量。
36.背光控制电路如图1所示，包括按键电路、mcu、zigbee通讯模块、电源模块、背光亮度调节电路以及至少一组驱动电路。
37.电源模块连接mcu以及背光亮度调节电路，以实现mcu以及背光灯的供电；zigbee通讯模块与mcu连接以实现无线通信；按键电路连接mcu的输入端，mcu的一个io接口控制连接一组驱动电路，分别为：按键背光驱动电路，用于驱动连接按键背光led；显示背光驱动电路，用于驱动连接显示背光led；背光亮度调节电路的输入端电源模块，控制端连接mcu，输出端用于连接各驱动电路，以通过mcu的控制信号，调节占空比，进而实现背光灯亮度的调节。
38.具体的，背光亮度调节电路为调压电路，调压电路如图2所示，包括电阻r42、电阻r43、三极管q3(第三开关管)；三极管q3为pnp型三极管(这里采用pnp管，而不采用npn型放大电路的原因，是使用pnp低电平导通，可以使三极管饱和导通，输入端和输出端的导通压降较小，被控制的背光led能得到较大的电流)；三极管q3的控制端通过电阻r43连接mcu的led_power_ctrl，用于接收控制信号；三极管q3的输入端vcc3.3v连接电源模块；且电阻r42并联在三极管q3的控制端和输入端之间；电阻r42的型号为10k/0603r；电阻r43的型号为1k/0603r；三极管q3的型号为s8550/sot23
‑
3。
39.显示背光驱动电路如图3所示，包括电阻r2、三极管q1、以及电阻r3；三极管q1的控制端通过电阻r2连接mcu的接口io1；三极管q1为pnp型开关管，三极管q1的输入端连接三极管q3的输出端vdd_led；三极管q1的输出端通过电阻r3(电阻r3为限流电阻，减小显示背光led的电流，降低显示背光led的亮度，使得背光led在夜晚不刺眼)、以及若干个并联的显示背光led(若干个并联的显示背光led为二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、二极管d5)接地；电阻r2的型号为1k/0603r；电阻r3的型号为2k/0603r；三极管q1的型号为s8550/sot23
‑
3；各二极管的型号为暖色led/0603。
40.按键背光驱动电路如图4所示，包括电阻r5，三极管q15；三极管q15为npn型开关管，三极管q15的控制端通过电阻r5连接mcu的接口io1；三极管q15的输入端通过电阻r6和若干个并联的按键背光led(干个并联的按键背光led为二极管d26、二极管d27、二极管d28)连接三极管q3的输出端vdd_led；三极管q15的输出端接地；电阻r5的型号为10k/r0603/5％；各二极管的型号为白色led/0603；电阻r6的型号为5.1k/r0603/5％。
41.调压电路调节背光亮度的原理为：三极管q3为pnp型开关管，实现led_power_ctrl低电平时导通，通过mcu调节占空比，实现三极管q3的输出端vdd_led点的电压调节，进而实现各背光led的亮度调节。
42.背光控制电路的工作过程为：
43.常态下，按键电路不触发，io接口输出低电平，三极管q1导通，显示背光led亮起，为暖白色光；三极管q15不导通，按键背光led不亮；
44.按键触发，mcu接收到按键的控制信号后，io接口输出高电平，三极管q1不导通，显示背光led不亮；三极管q15导通，按键背光led亮起；为白色光。
45.上述实施例中，采用npn型三级管和pnp型三级管实现了高电平和低电平信号的导通，作为其他实施方式，也可以采用两个pnp型三级管(为第一开关管和第二开关管)，在按键背光驱动电路中的pnp型三级管与mcu之间设置一个反相器，或者采用两个npn型三级管(为第一开关管和第二开关管)，在显示背光驱动电路的npn型三级管与mcu之间设置一个反相器；反相器的输入端和另一个三极管的控制端连接同一个io接口，反相器的输出端连接与之串联的三极管的控制端，通过反相器将电平信号进行转换(高电平转换为低电平、低电平转换为高电平)，以实现不同电平信号的三极管导通控制。
46.上述实施例中，一组驱动电路为属于同一开关的按键背光驱动电路和显示背光驱动电路，作为其他实施方式，一组驱动电路可以为任意一组有切换需求的驱动电路，本实用新型对此不做限制。
47.上述实施例中，按键背光驱动电路串设有npn型三级管，显示背光驱动电路串设有pnp型三级管，这是由于显示背光灯需要常亮，因此需要低电平导通，作为其他实施方式，在按键背光灯常亮的情况下，按键背光驱动电路可串设pnp型三级管，显示背光驱动电路串设npn型三级管。
48.上述实施例中，将串设三极管q3的调压电路作为背光亮度调节电路，并且为了提高背光灯的电流，三极管q3为pnp型开关管，作为其他实施方式，在不考虑背光灯电流的情况下，三极管q3也可以为npn型三极管，并且对于具体的背光亮度调节电路的实现形式并不做限制，只要可以实现背光灯亮度的调节即可。或者在不需要进行亮度调节的基础上，背光调度调节电路也可以不设置。
49.本实用新型中mcu的一个io接口连接一组驱动电路，以高、低电平信号控制属于同一个开关的显示背光和按键背光，实现按键背光和显示背光的同步切换显示，节省了使用io接口的数量。
50.背光控制电路实施例2：
51.本实施例中的背光控制电路与实施例1的不同之处在于，为了进一步的解决io接口紧张、不够用的情况，通过在mcu的串形接口处外挂串行转并行的移位寄存器，每个移位寄存器的一个并行输出端相当于一个io接口，也即将io接口进行扩展。
52.如图5所示，一个移位寄存器有多个并行输出端，每个并行输出端可连接一组驱动电路，移位寄存器u2如图6所示，采用nxp的sop_74hc595d，拥有8位串行输入，8路串/并输出，三态输出。移位寄存器u2中ser(引脚14)为串行数据输入口，rck(引脚12)为输出存储器锁存时钟线，sck(引脚11)为数据时钟输入口，在sck的上升沿，单行数据由ser输人到内部的8位位移缓存器，并由q7＇(引脚9)输出，而并行输出则是在rck的上升沿将在8位位移缓存器的数据存入到8位并行输出缓存器。q0～q7为8个并行输出端，对应引脚15、引脚1～引脚7；vcc(引脚16)连接外接电源；g(引脚13)以及gnd(引脚8)接地。
53.本实施例中，以q0作为输出端为例详细描述其与一组驱动电路的连接关系，如图7、图8所示，与q0对应的外接端led1，连接一组驱动电路：按键背光驱动电路与显示背光驱动电路的控制端；与ser对应的外接端ser与mcu的串口连接，其余连接关系、以及其他扩展与实施例1相同，这里不做赘述。
54.同理，与q1～q7对应的外接端led2～led8，分别可以连接一组驱动电路，实现io接口的扩展。而且如图9所示，mcu可以外挂多个移位寄存器，分别是u2、u3。
55.本实施例在通过将移位寄存器进行io接口扩展后，持续提高对每个io接口的使用度，进一步的避免了io接口紧张的现象。