专利名称：一种三色led灯控制电路及其电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子领域，特别是一种三色LED灯控制电路及其电子设备。
背景技术：
伴随着信息产业技术的高速发展，各类的数码手持式便携产品以及 LED技术越来越普及，广泛的应用于社会的各个领域。尤其是08年奥运 会开幕式对于LED的成功应用以及该领域技术的提升和成本的降低，LED 技术必然会在今后有着更广阔的应用前景。而数码产品尤其是手机这类 手持式便携电子设备的普及，更是将这类设备从普通的电子产品逐渐向 时尚日用品的方向过度。
在这样的背景下，三色LED灯在电子产品上应用，增加产品的时尚 流行程度。但目前，LED灯的控制基本是通过数码产品的中央处理器CPU 配合分离器件直接实现的。而CPU的通用输入输出端口 (GPIO)数量有 限，导致设备可控制的LED灯不能大规模的应用。难以实现时尚流行的 目的。
发明内容
为克服上述已有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一 种三色LED灯控制电路，来达到以最少GPIO 口以及最简单的驱动器件来 控制最大数量的三色LED灯，并可以实现多种跑马灯变幻方式。 为解决上述技术问题，本发明的技术方案是
一种三色LED控制电路，包括若干个三色LED灯单元，所述三色LED灯单元包括三个不同颜色的LED灯，所述的若干三色LED灯单元排 列成矩阵；
每一列三色LED灯单元由中央处理器CPU的一个GPIO 口控制，每一 行的三色LED灯单元分别由中央处理器CPU的三个GPIO 口来分别控制；
所述电路还包括若干三极管，连接在所述中央处理器的CPU的GPIO 口与所述的三色LED灯的各个二极管之间。
本发明将若干三色LED灯组成一个矩阵形式，实现通过最小数量的 GPIO 口就可以控制最大数量的LED灯来进行自由组合任意闪灭。
与现有的LED灯控制电路相比，本发明通过矩阵式设计，可以极大 的节约为控制LED灯而需要的中央处理器CPU的GPIO 口的数量。
本发明只需要普通的三极管，无需多余的驱动器件就可以实现三色 LED灯的自由组合亮灭。
此外，本发明中的三色LED灯除了自身显示红、蓝、绿3种色彩外, 还可以搭配显示出橙色、白色等多种色彩，丰富显示效果。
图1是本发明三色LED灯控制电路的单元电路原理图。 图2是本发明三色LED灯控制电路的矩阵电路原理图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式
做进一步详细的说 明，但不应以此限制本发明的保护范围。
以共阳极三色LED (light-emitting diode, LED)灯为例，传统的 三色LED灯的控制方式为三色LED灯的阳极连接供电电源，三色LED 灯的三个阴极分别连接在三个叩n三极管的集电极上，所述三个叩n三极管的基极由中央处理器(CPU)的输入输出口 (General Purpose Input/0utput， GPI0)来控制。这样，每个三色LED灯需要3个GPIO 口来控制，而N个三色LED灯的亮灭以及颜色的变幻则需要3 x N个 GPIO 口才可以实现。而由于现在通常的手持式电子设备的中央处理器 的GPIO 口都明显偏少，因此按照这种传统方式来进行多个三色LED灯 的控制是不现实的。
在本发明中，对控制LED的方法进行了改变，不但用CPU的GPIO 口 来控制三色LED灯的阴极，并且通过三极管来实现对三色LED灯阳极的 控制。
以一个三色LED灯控制单元为例，所述的每一个三色LED灯控制单 元包括一个红色的LED灯R， 一个绿色的LED灯G，和一个蓝色的LED 灯B。图1所示的是三色LED灯控制电路控制一个三色LED灯的电路原 理图。为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。如图l所示CPU 的一个GPIO 口 GPIO—VCC来进行控制一个三极管VT1的导通。CPU的三 个GPIO 口 GPIO一R、 GPIO—G、 GPIO—B分别控制三个三极管VT2、 VT3、 VT4的导通，其中，三极管VT1的集线极与所述的三色LED灯的阳极连 接，三极管VT2的集线极与所述三色LED中的红色LED灯R的阴极连接， 三极管VT3的集线极与所述三色LED中的红色LED灯G的阴极连接，三
极管VT4的集线极与所述三色LED中的红色LED灯B的阴极连接。
其中，所述的三极管VT1， VT2， VT3和VT4为带内阻的三极管，其
特性参数只需要满足Ic〉50mA即可。所述的电路中还包括有相对应的限
流电阻。具体的操作如下，如果希望红色LED灯R亮，绿色LED灯G和蓝色 LED灯B灭，则将CPU的GPIO—VCC、 GPIO一R拉高，GPI0—G、 GPIO—B拉 低来实现。即将三极管VT1， VT2导通，VT3， VT4断路。
需要指出的是，这样单独看一个三色LED灯控制单元，比传统的控 制方式多增加使用了一个GPIO 口，但如果扩展到一个三色灯矩阵，如 图2所示，则会极大的节约GPIO 口的资源了。
图2所示的是三色LED灯控制装置的矩阵电路原理图。以每列3个 三色LED灯为例。当然本发明可以扩展应用到每列为其他数量三色LED 灯的情况。如图2所示，每一列有3个三色LED灯，因此需要3X3个 GPIO 口来进行控制，即GPI0_R1控制第一行的红色LED灯，GPI0_G1控 制第一行的绿色LED灯，GPIO—Bl控制第一行的蓝色LED灯，GPIO—R2 控制第二行的红色LED灯，GPI0—G21控制第二行的绿色LED灯，GPI0—B2 控制第二行的蓝色LED灯，GPI0_R3控制第三行的红色LED灯，GPIO—G3 控制第三行的绿色LED灯，GPI0一B31控制第三行的蓝色LED灯。同时， 每一列用一个CPU的GPIO 口来控制供电电源，即第一列用一个GPIO 口 GPIO—VCC—1来控制供电电源，第二列用一个GPIO 口 GPIO—VCC—2来控 制供电电源，依次下去，第N列用一个GPIO 口 GPIO一VCC一N来控制供电 电源。如此扩展为N列时，每一列的三色LED灯仍然采用第一列的9个 GPIO 口 GPI0一R1至GPI0一B3来分别控制，而仅仅扩展GPIO—VCC—N的数 量。这样，就可以依然控制控制矩阵中的任意LED灯的亮灭了。例如， 如果希望第三列第二行的红色LED灯亮，则仅仅需要将GPI0一R2和 GPI0一VCC—3拉高，其他管脚拉低，就可以实现；而如果希望第三列第二行的红色LED灯和第二列第三行的绿色LED灯亮，则将GPI0_R2和 GPIO—VCC—3， GPI0一G3和GPI0一VCC—2拉高，其他管脚拉低，即可实现。
对比传统的实现方式和本发明中采用的矩阵式控制方式，当需要N 个三色灯时，传统方法需要3N个CPU的GPIO 口来实现，而本发明所提 供的电路则只需要N/3 +9个GPIO 口就可以实现。而且，三色LED灯 的数量越多，CPU的GPIO 口的利用率越高。当然，也可以通过增加三 色LED矩阵中，列上的三色LED灯数量来进一步提高GPIO 口的利用率。
需要指出的是，所述的三色LED灯除了自身显示红、蓝、绿3种色 彩外，还可以搭配显示出橙色、白色等多种色彩，丰富显示效果。
所述的主控制器CPU适用于低端8051系列到高端ARM系列。同时根 据CPU可提供的GPIO 口数量的多少来实现所控制的三色LED灯的数量。 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的 实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰， 都应为本发明的技术范畴。
权利要求
1、一种三色LED灯控制电路，其特征在于，所述电路包括若干个三色LED灯单元，所述三色LED灯单元包括三个不同颜色的LED灯，所述的若干三色LED灯单元排列成矩阵；以及每一列三色LED灯单元由中央处理器CPU的一个GPIO口控制，每一行的三色LED灯单元由中央处理器CPU的三个GPIO口来分别控制。
2、 根据权利要求1所述的三色LED灯控制电路，其特征在于，所述 电路还包括若干三极管，该三极管分别连接在所述中央处理器的CPU的 GPIO 口与所述的三色LED灯的各个二极管之间。
3、 根据权利要求2所述的三色LED灯控制电路，其特征在于，所述 的三极管为NPN三极管，其中所述连接三色LED灯矩阵每列的NPN三极 管的集线极连接在所述三色LED灯的阳极上，所述连接三色LED灯矩阵 每行的NPN三极管的集线极连接在所述三色LED灯的阴极上。
4、 根据权利要求3所述的三色LED灯控制电路，其特征在于，所述 的三极管为带内阻的三极管。
5、 根据权利要求4所述的三色LED灯控制电路，其特征在于，所述 的电路还包括若干限流电阻，用以控制流过所述三极管和所述LED的电 流大小。
6、 根据权利要求l，或2，或3，或4，或5所述的三色LED灯控制 电路，其特征在于，所述的三色LED灯分别为蓝色、红色、绿色，并可 以通过控制所述的三色LED灯的亮灭明暗的不同组合而显示白色、橙色、 紫色、黄色灯其他颜色。
7、 一种包含如权利要求l，或2，或3，或4，或5所述的三色LED 灯控制电路的电子设备。
全文摘要
本发明涉及了一种三色LED灯控制电路及其电子设备，所述的电路包括若干个三色LED灯单元，排列成矩阵；每一列三色LED灯单元由中央处理器CPU的一个GPIO口控制，每一行的三色LED灯单元分别由中央处理器CPU的三个GPIO口来分别控制；所述电路还包括若干三极管，连接在中央处理器的CPU的GPIO口与三色LED灯的各个二极管之间。本实用新型将若干三色LED灯组成一个矩阵形式，实现通过最小数量的GPIO口控制最大数量的LED灯来进行自由组合任意闪灭。
文档编号H05B37/00GK101640957SQ20091005153
公开日2010年2月3日 申请日期2009年5月19日 优先权日2009年5月19日
发明者赵晋洪 申请人:上海闻泰电子科技有限公司