数码管电路及其控制方法和装置与流程

本发明涉及电路领域，尤其涉及一种数码管电路及其控制方法和装置。
背景技术：
：本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。数码管，是指由多个发光二极管封装组成“8”字型的器件，可用于显示数字等信息。常用的数码管是七段数码管和八段数码管，其中，八段数码管比七段数码管多一个用于显示小数点的发光二极管，由驱动板驱动数码管的各个发光二极管，能够显示不同的数字。因价格便宜，使用简单，数码管被广泛应用于各种电子设备上，以显示时间、温度等信息。例如，交通信号灯上倒计时数码管。由于数码管是利用点亮不同的发光二极管来实现显示不同数字的，当数码管工作一段时长后，数码管内各个发光二极管的使用寿命因点亮次数不同而相差较大，使得数码管的整体使用寿命由最短使用寿命的发光二极管决定，而此时，数码管内有些发光二极管还具有一定的使用寿命，存在一定的资源浪费。针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。技术实现要素：本发明实施例中提供了一种数码管电路，用以解决现有数码管通过点亮不同的发光二极管来显示不同的数字，导致数码管工作一段时长后，数码管内各个发光二极管的使用寿命因点亮次数不同而相差较大的技术问题，该数码管电路包括：数码管、第一切换电路、第二切换电路、多个驱动板和多个信号端子；数码管包括：多个发光二极管；其中，第一切换电路和第二切换电路均包括：多个输入端子和多个输出端子，用于切换各个输入端子和各个输出端子之间的连接关系；每个信号端子与第一切换电路的一个输入端子连接；每个驱动板的输入端与第一切换电路的一个输出端子连接；每个驱动板的输出端与第二切换电路的一个输入端子连接；每个发光二极管与第二切换电路的一个输出端子连接。本发明实施例中还提供了一种数码管电路的控制方法，用于控制上述的数码管电路，用以解决现有数码管通过点亮不同的发光二极管来显示不同的数字，导致数码管工作一段时长后，数码管内各个发光二极管的使用寿命因点亮次数不同而相差较大的技术问题，该控制方法包括：监测数码管的各个发光二极管在一个显示周期内的实际点亮次数；根据各个发光二极管在一个显示周期内的实际点亮次数，计算各个发光二极管在一个显示周期内的平均点亮次数；根据各个发光二极管在一个显示周期内的实际点亮次数和平均点亮次数，生成切换指令；根据切换指令，切换各个发光二极管的驱动电路，使得数码管的各个发光二极管在预设显示时长内的实际点亮次数均大于平均点亮次数。本发明实施例中还提供了一种数码管电路的控制装置，用于控制上述的数码管电路，用以解决现有数码管通过点亮不同的发光二极管来显示不同的数字，导致数码管工作一段时长后，数码管内各个发光二极管的使用寿命因点亮次数不同而相差较大的技术问题，该控制装置包括：数码管监测模块，用于监测数码管的各个发光二极管在一个显示周期内的实际点亮次数；计算模块，用于根据各个发光二极管在一个显示周期内的实际点亮次数，计算各个发光二极管在一个显示周期内的平均点亮次数；切换指令生成模块，用于根据各个发光二极管在一个显示周期内的实际点亮次数和平均点亮次数，生成切换指令，切换指令中包含：切换时间间隔和每次切换时需要互换的发光二极管；电路切换模块，用于根据切换指令，切换各个发光二极管的驱动电路，使得数码管的各个发光二极管在预设显示时长内的实际点亮次数均大于平均点亮次数。本发明实施例中还提供了一种计算机设备，用以解决现有数码管通过点亮不同的发光二极管来显示不同的数字，导致数码管工作一段时长后，数码管内各个发光二极管的使用寿命因点亮次数不同而相差较大的技术问题，该计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述数码管电路的控制方法。本发明实施例中还提供了一种计算机可读存储介质，用以解决现有数码管通过点亮不同的发光二极管来显示不同的数字，导致数码管工作一段时长后，数码管内各个发光二极管的使用寿命因点亮次数不同而相差较大的技术问题，该计算机可读存储介质存储有执行上述数码管电路的控制方法的计算机程序。本发明实施例中，在数码管的各个信号端子和各个驱动板之间设置具有多个输入端子、多个输出端子的第一切换电路，并在各个驱动板与数码管的各个发光二极管之间设置具有多个输入端子、多个输出端子的第二切换电路，通过控制第一切换电路和第二切换电路中各个输入端子和各个输出端子之间的连接关系，能够实现对数码管内不同发光二极管的驱动板进行切换的目的，与现有技术中数码管内各个发光二极管与驱动板固定连接的技术方案相比，通过控制数码管内各个发光二极管的驱动板进行互换，使得数码管内各个发光二极管的点亮次数基本保持一致，延长数码管的整体使用寿命。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为本发明实施例中提供的一种数码管示意图；图2为本发明实施例中提供的一种数码管的数字显示示意图；图3为本发明实施例中提供的一种数码管电路的切换示意图；图4为本发明实施例中提供的一种切换前的数码管电路示意图；图5为本发明实施例中提供的一种切换后的数码管电路示意图；图6为本发明实施例中提供的一种数码管电路的控制方法流程图；图7为本发明实施例中提供的一种数码管电路的控制装置示意图。附图标记：10数码管；20第一切换电路；30第二切换电路；40驱动板；50信号端子；101发光二极管。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。本发明实施例中提供了一种数码管电路，可以应用但不限于交通信号灯中的倒计时数码管。本发明实施例中以交通信号灯中的七段数码管为例来进行说明。图1为本发明实施例中提供的一种数码管示意图，如图1所示，七段数码管由a、b、c、d、e、f、g七段组成，每段为一个发光二极管(也称数码管段)。数码管内的各个发光二极管在出厂设计过程中具有相同的使用寿命，但数码管在工作过程中，各个发光二极管的有效工作时长不均衡，通常有效工作时长最长的那个发光二极管会提前到达使用寿命，从而使得整个数码管都无法正常工作。图2为本发明实施例中提供的一种数码管的数字显示示意图，如图2所示，当数码管工作时，通常会显示“0”、“1”、“2”、“3”、“4”、“5”、“6”、“7”、“8”、“9”这十个数字；在显示不同数字的情况下，点亮的数码管段是不同的，将点亮的数码管段表示为“1”；将未点亮的数码管段表示为“0”，则显示0～9数字时各个数码管段的点亮情况如表1所示。表1显示0～9数字时各个数码管段的点亮情况显示内容abcdefg01111110101100002110110131110011401100115101101161011111711100008111111191111011当显示数字0～9时(即数码管的一个显示周期)，各个数码管段的实际点亮次数如表2所示。表2数码管内各个数码管段在一个显示周期内的实际点亮次数abcdefg8896477经计算，数码管内各个数码管段在一个显示周期内的平均点亮次数为7；从表2可以看出，一些数码管的实际点亮次数超出了平均点亮次数，而一些数码管的实际点亮次数低于平均点亮次数，如表2所示，数码管c段的发光二极管使用了9次，而数码管e段的发光二极管仅使用了4次。在交通信号灯中，倒计时数码管是在切换不同颜色信号灯时使用的，由于数字“0”往往是最后一个需要显示的数字，同时伴随不同颜色信号灯的切换，因而，交通信号灯中倒计时数码管通常是不显示数字“0”的。当显示数字1～9时(即倒计时数码管的一个显示周期)，各个数码管段的实际点亮次数如表3所示。表3倒计时数码管内各个数码管段在一个显示周期内的实际点亮次数abcdefg7785367经计算，交通信号灯中倒计时数码管内各个数码管段在一个显示周期内的平均点亮次数为6.142857。发明人经研究发现，如果每隔预设时长，将数码管c段和d段互换，并将数码管a段、b段、e段、g段重新排列组合进行互换，可优化各个数码管段的点亮次数大于平均点亮次数。例如，针对交通信号灯中用于倒计时的七段数码管执行如下切换操作：第一次切换：将c和d段数码管互换，c的使用次数会减少，d的使用次数会增加，基本达到平均水平；将a和e段数码管互换，a的使用次数会大大减少，e的使用次数会大大增加；第二次切换：将c和d段数码管互换；将a和b段数码管互换；第三次切换：将c和d段数码管互换；将b和g段数码管互换；以后更换，从第一次更换开始重复上述三次切换操作。经过长期不断交换数码管内不同数码管段的驱动部分，能够使得数码管内各个数码管段的实际使用次数，都达到平均使用次数，从而提高了数码管内各个发光二极管的利用率，延长数码管的整体使用寿命，从而合理增加采用该数码管的各种电子设备(例如，交通信号灯)的使用寿命。图3示出了对数码管c段和数码管d段进行切换的过程，图4为切换前的数码管电路示意图；图5为切换后的数码管电路示意图；如图4和图5所示，本发明实施例中提供的数码管电路可以包括：数码管10、第一切换电路20、第二切换电路30、多个驱动板40和多个信号端子50；数码管10包括：多个发光二极管101；其中，第一切换电路20和第二切换电路30均包括：多个输入端子和多个输出端子，用于切换各个输入端子和各个输出端子之间的连接关系；每个信号端子50与第一切换电路20的一个输入端子连接；每个驱动板40的输入端与第一切换电路20的一个输出端子连接；每个驱动板40的输出端与第二切换电路30的一个输入端子连接；每个发光二极管101与第二切换电路30的一个输出端子连接。可选地，本发明实施例中的第一切换电路20和第一切换电路30可以是如下任意一种切换电路：继电器切换电路、igbt切换电路、mosfet切换电路。本发明实施例中提供了一种数码管电路的控制方法，用于控制上述的数码管电路，图6为本发明实施例中提供的一种数码管电路的控制方法流程图，如图6所示，该方法包括如下步骤：s601，监测数码管的各个发光二极管在一个显示周期内的实际点亮次数；s602，根据各个发光二极管在一个显示周期内的实际点亮次数，计算各个发光二极管在一个显示周期内的平均点亮次数；s603，根据各个发光二极管在一个显示周期内的实际点亮次数和平均点亮次数，生成切换指令；s604，根据切换指令，切换各个发光二极管的驱动电路，使得数码管的各个发光二极管在预设显示时长内的实际点亮次数均大于平均点亮次数。具体地，上述切换指令中可以包含：切换次数和每次切换时待互换的发光二极管；则上述s604可以通过如下步骤来实现：根据切换指令，确定待互换的第一发光二极管和第二发光二极管；将第一发光二极管的驱动板连接到第二发光二管，并将第二发光二极管的驱动板连接到第一发光二极管。进一步地，上述切换指令中还可以包含：切换时间间隔，用于确定相邻两次切换之间的时间间隔，以便在切换各个发光二极管的驱动电路的时候，每间隔该切换时间间隔执行一次切换，直到达到切换指令中包含的切换次数。可选地，本发明实施例中的切换时间间隔可以是预先配置的时间间隔，也可以是根据各个发光二极管在一个显示周期内的实际点亮次数和平均点亮次数，以及数码管的预设显示时长，计算出的一个能够使得各个发光二极管在该预设显示时长内的实际点亮次数均大于平均点亮次数的时间间隔。更进一步地，在达到切换指令中包含的切换次数后，可以采用循环的方式，继续根据切换指令中包含的切换次数和每次切换时待互换的发光二极管，切换各个发光二极管的驱动电路，直到耗尽任意一个发光二极管的使用寿命。需要注意的是，每次循环根据切换指令执行电路切换的时候，相邻两次切换之间的时间间隔都可以是切换指令中包含的切换时间间隔。基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种数码管电路的控制装置，用于控制上述的数码管电路，如下面的实施例所述。由于该装置解决问题的原理与数码管电路的控制方法相似，因此该装置的实施可以参见上述数码管电路的控制方法的实施，重复之处不再赘述。图7为本发明实施例中提供的一种数码管电路的控制装置示意图，如图7所示，该装置包括：数码管监测模块71、计算模块72、切换指令生成模块73和电路切换模块74。其中，数码管监测模块71，用于监测数码管的各个发光二极管在一个显示周期内的实际点亮次数；计算模块72，用于根据各个发光二极管在一个显示周期内的实际点亮次数，计算各个发光二极管在一个显示周期内的平均点亮次数；切换指令生成模块73，用于根据各个发光二极管在一个显示周期内的实际点亮次数和平均点亮次数，生成切换指令，切换指令中包含：切换时间间隔和每次切换时需要互换的发光二极管；电路切换模块74，用于根据切换指令，切换各个发光二极管的驱动电路，使得数码管的各个发光二极管在预设显示时长内的实际点亮次数均大于平均点亮次数。在一个实施例中，上述切换指令生成模块73生成的切换指令中可以包含：切换次数和每次切换时待互换的发光二极管；其中，电路切换模块74还用于根据切换指令，确定待互换的第一发光二极管和第二发光二极管；以及将第一发光二极管的驱动板连接到第二发光二管，并将第二发光二极管的驱动板连接到第一发光二极管。基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种计算机设备，用以解决现有数码管通过点亮不同的发光二极管来显示不同的数字，导致数码管工作一段时长后，数码管内各个发光二极管的使用寿命因点亮次数不同而相差较大的技术问题，该计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述数码管电路的控制方法。基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种计算机可读存储介质，用以解决现有数码管通过点亮不同的发光二极管来显示不同的数字，导致数码管工作一段时长后，数码管内各个发光二极管的使用寿命因点亮次数不同而相差较大的技术问题，该计算机可读存储介质存储有执行上述数码管电路的控制方法的计算机程序。综上所述，本发明实施例中提供了一种数码管电路及其控制方法、装置、计算机设备和计算机可读存储介质，在数码管的各个信号端子和各个驱动板之间设置具有多个输入端子、多个输出端子的第一切换电路，并在各个驱动板与数码管的各个发光二极管之间设置具有多个输入端子、多个输出端子的第二切换电路，通过控制第一切换电路和第二切换电路中各个输入端子和各个输出端子之间的连接关系，能够实现对数码管内不同发光二极管的驱动板进行切换的目的，与现有技术中数码管内各个发光二极管与驱动板固定连接的技术方案相比，通过控制数码管内各个发光二极管的驱动板进行互换，使得数码管内各个发光二极管的点亮次数基本保持一致，延长数码管的整体使用寿命。本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12