《第2章发光二极管显示器件的接口技术.ppt

第二章发光二极管显示器件的接口技术重点难点动态扫描 发光二极管LED 尽管LCD(液晶)显示器的应用已越来越多，但目前的中低端测控系统中，LED(发光二极管)仍占有主要地位。 主要原因有以下几个： 1)LED接口简单；2)LED自发光且亮度高，即便在室外仍具有很好的可见度；3)容易做大，十几平方米的大LED屏已很普遍；4)成本低、寿命长。 电气特性 驱动电流一般为3~20mA 导通时管压降一般2V左右 显示驱动方式 静态显示：用于信息少 动态显示：用于信息多 2.1 静态显示 2.1 静态显示 2）发光二极管的特性 由于LED的电流特性为近似的恒压器件，导通电流I在其导通阀值附近快速增大，所以必须加限流电阻控制电流值。 3）限流电阻的计算 器件选用 高电平输出驱动与低电平输出驱动，器件选用和计算方法有所不同 74LS04:高电平输出时，可以流出最大0.4mA的电流，而低电平输出时，可以注入最大8mA的电流 74LS594的高电平输出时，可以流出最大2.6mA的电流，而低电平输出时，可以注入最大24mA的电流 74LS244:高电平输出时，可以流出最大15mA的电流，而低电平输出时，可以注入最大24mA的电流 器件选用 对需要更大输出电流、更高输出电压时，还可选择高压输出的OC门驱动器7406/7407。 7406/7407器件低电平时的注入电流可达40mA，高电平输出时，可耐压30V。 专用驱动器ULN2003/ ULN2803/ULN2023/ULN2823更适合LED的大电流驱动，导通时可注入500mA的极限电流，可在300mA电流下长期工作，高电平输出耐压可达50V(ULN2003/ULN2803)或95V(ULN2023/ULN2823)。 高电平时的输出电流远小于低电平时的注入电流。 所以，一般情况下应使用低电平驱动方式 4） 驱动器的选择——要考虑到2个参数 5） LED数码管 2.2 LED的动态刷新显示本章重点难点 视觉暂留 人眼的视觉暂留特点，当显示刷新的频率高于某一值时，人眼将觉察不到闪烁。对LED显示刷新而言，刷新频率不能低于50次/秒。高于60次/秒将使视觉更舒服。 1、动态显示的注意事项 （1）动态扫描频率不能低于50HZ (2)要保证通过LED的瞬时电流不超过其峰值电流;显示亮度由流过一个发光二极管的平均电流决定 动态扫描 注意：为了达到足够的平均电流，必须给发光二极管提供足够的瞬时电流 若扫描行数为16行，LED 段平均电流为8mA，（以十六行扫描作为一个扫描周期为例 ） 则段瞬时电流应为8*16=128mA 但由于对大多数单个LED而言，大于200mA的峰值电流，可能对器件造成永久损伤，特别是当扫描电路工作异常而引起停扫时，50mA以上的电流即可能引起LED的永久损坏。通常硬件扫描引起停扫的可能性比软件扫描小得多，所以建议使用硬件扫描。 2.3动态显示刷新的专用模块 动态刷新的方法 8279，MAX7219/7221 1）MAX7219/7221与LED的接口电路（串行） 2.4大尺寸显示器的接口 大尺寸LED的特点 高压输出驱动电路 图2.20 用MAX7219驱动大导通压降的LED电路 2.5动态显示驱动管的散热问题 驱动管在线路板上应均与分布 大量的驱动块不能集中在一起 通风良好 驱动电压不能太大 注意安装 2.6 实例对线器的设计 问题长线连接信号，对线困难 2.原理图 3.软件设计 程序使用三个数组P0[4]、P1[4]、P2[4]分别初始化为{0xff，0x7f，0x77，0x99，0xaa}，{0x7f，0x80，0x77，0x99，0xaa}，{0，0x7f，0x77，0x99，0xaa} ，注意：77修改为87 2.7 实例：2.3英寸LED显示器驱动电路设计LED七段显示器在仪器上大量使用，小型仪器通常配小LED显示器，大型仪器则常配大尺寸LED显示器 2.3英寸LED显示器驱动电路设计难点 2.3英寸LED显示器驱动电路设计 测得2.3英寸LED显示器(LG23011BH)的显示段导通压降为7.1V(基本可用亮度，电流12mA)或7.3V(较高亮度，电流25mA)，40mA以上电流时，亮度增加不明显，小数点的导通压降为3.4V，亮度合适时的段电流为15~20mA。 驱动电压低于12V时，取LED导通压降加2V~3V,此处选择10V供电较节能，实际使用12V供电，以便与其它开关量部件共用一组电源。 按8位显示，平均段电流30mA设计，瞬时电流为30×8 选择驱动器。ULN2003/ ULN2803/更适合LED的大电流驱动，导通时可注入500mA的极限电流，可在300mA电流下长期工作，