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　　电路板ღღღ◈✿，必发ღღღ◈✿，必发唯一登录ღღღ◈✿，ღღღ◈✿。大尺寸数码管虽然不能显示汉字等复杂字符ღღღ◈✿，但数字显示效果好ღღღ◈✿，可视距离远ღღღ◈✿，成本低必发bifaღღღ◈✿，符合人的视觉习惯ღღღ◈✿，有着广泛的用途ღღღ◈✿。其结构特性要求驱动电路提供较高的电压和电流ღღღ◈✿，可用动态和静态方式驱动ღღღ◈✿。笔者设计的“广电播控机房大尺寸综合显示器”就是用

　　图1是深圳佳美公司JMS40011D4英寸共阳高亮红色数码管各字段的组成ღღღ◈✿。A~G7个段都是由8只发光二极管串ღღღ◈✿、并联而成;DP是小数点ღღღ◈✿，由2只发光二极管串联而成ღღღ◈✿。单个发光二极管的极限和光电参数如表1所列ღღღ◈✿。

　　正向电流If(20mA)是长时间静态驱动时的电流最大值ღღღ◈✿，如果超过此值ღღღ◈✿，将导致数码管寿命下降ღღღ◈✿，甚至损坏ღღღ◈✿。峰值电流Ipeak(100mA)是动态驱动时的脉冲电流最大值ღღღ◈✿。JMS40011D的A~G字段的导通电压为7.2~8Vღღღ◈✿，单管脉冲电流一般选50mAღღღ◈✿，超过50mA后其亮度就不与电流成比例增加了ღღღ◈✿。

　　动态扫描驱动利用人眼的特性ღღღ◈✿，分时进行LED数码管驱动ღღღ◈✿，人眼感受的是有效亮度的平均值ღღღ◈✿。其优点是驱动芯片少ღღღ◈✿，电路简单ღღღ◈✿，成本低ღღღ◈✿。

　　扩充电压ta66.app番茄社区ღღღ◈✿、电流的驱动电路形式很多ღღღ◈✿。图2ღღღ◈✿、图3是“广电播控机房大尺寸综合显示器”显示部分的主要电路ღღღ◈✿，由6只4英寸高亮红色共阳数码管(N1~N6)组成ღღღ◈✿，主控单片机为美国Atmel公司的AVR系列ATmega16ღღღ◈✿。主控单片机通过数码管驱动电路在大尺寸数码管上以一定时长分时显示“时ღღღ◈✿、分ღღღ◈✿、秒”ღღღ◈✿、“年”ღღღ◈✿、“月ღღღ◈✿、日”ღღღ◈✿、“温度”ღღღ◈✿、“湿度”等信息ღღღ◈✿。

　　图2电路中ta66.app番茄社区ღღღ◈✿，单片机ATmega16完成译码必发bifaღღღ◈✿、动态扫描等功能ღღღ◈✿。74LS07是6同相电平转换电路ღღღ◈✿，输出级是集电极开路的晶体管ღღღ◈✿，耐压30Vღღღ◈✿，驱动电流30mAღღღ◈✿，在ATmega16PA0~PA5口电平控制下驱动Q1~Q6PNP达林顿功率管TIP127ღღღ◈✿，实现6只共阳数码管的字驱动ღღღ◈✿。ULN2803是8位NPN达林顿阵列ღღღ◈✿，耐压50V,驱动电流500mA,这里用于ATmega16PC0~PC7口数码管段驱动的扩充ღღღ◈✿。任一时刻ღღღ◈✿，只有1个数码管得电ღღღ◈✿，数码管的阳极接SA1~SA6ღღღ◈✿，用于驱动电压取样ღღღ◈✿。

　　本设计中ღღღ◈✿，单个发光二极管的驱动电流为45mA,供电电压12Vღღღ◈✿，限流电阻选用33Ωღღღ◈✿，0.5W规格必发bifaღღღ◈✿。

　　本电路占用单片机的I/O口较多ღღღ◈✿，单片机要完成数码管的译码ღღღ◈✿、扫描等任务ღღღ◈✿，负担较重ღღღ◈✿，但对一些小应用来说是不错的选择ღღღ◈✿。

　　后续设计中ღღღ◈✿，系统增加了很多功能ღღღ◈✿，单片机负担加重ღღღ◈✿，大尺寸数码管显示时出现闪烁现象ღღღ◈✿。增加专用芯片完成数码管的扫描驱动ღღღ◈✿、按键检测等功能ღღღ◈✿，以减轻单片机的资源占用ღღღ◈✿，简化程序设计ღღღ◈✿，效果很好ღღღ◈✿，如图3所示ღღღ◈✿。

　　数码管显示驱动和键盘扫描控制芯片很多ღღღ◈✿，作者选用的是南京沁恒电子有限公司生产的CH452Lღღღ◈✿，其性价比较高ღღღ◈✿。CH452L内置时钟振荡电路ღღღ◈✿，可以动态驱动1英寸以下的8位共阴数码管或者64只LEDღღღ◈✿，具有BCD译码必发bifaღღღ◈✿、闪烁ღღღ◈✿、移位ღღღ◈✿、段位寻址ღღღ◈✿、光柱译码等功能;同时还可以进行64键的键盘扫描ღღღ◈✿。CH452L通过可以级联的4线线串行接口与单片机等交换数据ta66.app番茄社区必发bifaღღღ◈✿。这里使用4线串行接口与ATmega16连接ღღღ◈✿，具有编程简单ღღღ◈✿、稳定可靠的特点ღღღ◈✿。CH452L的第17脚(H3L2)是接口模式选择ღღღ◈✿，接高电平为4线英寸数码管ღღღ◈✿，必须进行扩充ღღღ◈✿，扩充电路就是图1ღღღ◈✿。单片机将显示的数据送给CH452L即可ღღღ◈✿，由CH452L代替单片机完成译码和数码管的动态扫描等任务ღღღ◈✿。

　　3英寸以上的数码管ღღღ◈✿，单块价格已超过单片机芯片ღღღ◈✿。由于动态扫描驱动电路的特点ღღღ◈✿，为了达到需要的亮度ღღღ◈✿，每个LED所加的脉冲电流远大于静态驱动时的极限电流值ღღღ◈✿。如果驱动电路有故障ღღღ◈✿，长时间将大电流加在数码管上必发bifaღღღ◈✿，将导致数码管烧伤ღღღ◈✿、亮度严重衰减ღღღ◈✿、寿命缩短ღღღ◈✿、甚至损坏ღღღ◈✿，因此要加必要的保护电路ღღღ◈✿，如图4所示ღღღ◈✿。

　　在上述驱动扩充电路中ღღღ◈✿，如果段驱动电路ULN2803损坏ღღღ◈✿，只会出现显示混乱现象ღღღ◈✿，对大尺寸数码管不造成伤害;如果字驱动达林顿管TIP127断路ღღღ◈✿，只是相应位的数码管不显示ღღღ◈✿，也无伤害;如果74LS07某位断路ღღღ◈✿，TIP127不会导通ღღღ◈✿，数码管也不会长时间过流ღღღ◈✿。

　　如果字驱动达林顿管TIP127短路或者74LS07的某位对地短路ღღღ◈✿，相应位的大尺寸数码管将一直得电ღღღ◈✿，造成数码管长时间过流损伤ღღღ◈✿，因此必须避免这种情况发生ღღღ◈✿。在扫描空隙时ta66.app番茄社区ღღღ◈✿，检测数码管的阳极电压必发bifaღღღ◈✿，就能发现这种故障ღღღ◈✿。

　　如图4所示ღღღ◈✿，在每个大尺寸数码管的阳极进行驱动电压取样ღღღ◈✿，任一时刻只有1个数码管的字驱动被扫描选中ღღღ◈✿，即TIP127导通ღღღ◈✿。取样电压约为数码管的供电电压(这里是12V)ღღღ◈✿，未选中的为0V(TIP127截止后的漏电流极小ღღღ◈✿，相当于完全关断)ღღღ◈✿。通过ULN2803进行电平转换ღღღ◈✿，送入单片机的PB口检测ღღღ◈✿。所有大尺寸数码管通过继电器K1的常闭触点供电ღღღ◈✿，K1受控于单片机的PA0口ღღღ◈✿。

　　对于图3电路ღღღ◈✿，由于CH452L的第8个数码管字选位DIG7未用ღღღ◈✿，因此用DIG7作为取样触发信号(SSTART)触发ATmega16的中断INT0ღღღ◈✿，在中断程序中加入上述监测和保护代码ღღღ◈✿，即可完成采样和保护功能ღღღ◈✿。

　　①如果不具备图2ta66.app番茄社区ღღღ◈✿、图3电路的取样时机条件ღღღ◈✿，可采取随机读取的方式ღღღ◈✿。需要明确ღღღ◈✿，任何时刻只有1个数码管得电工作ღღღ◈✿，多于1个即可认为驱动电路有致命故障发生ღღღ◈✿。

　　②抗干扰ღღღ◈✿：在取样电路并接小容量电容ღღღ◈✿，滤除杂波干扰;软件采取多次采样ღღღ◈✿、表决方式ღღღ◈✿，防止保护电路误动作ღღღ◈✿。

　　④如果单片机I/O口数量不足ღღღ◈✿，可以用74LS165(并行输入转串行输出)等电路进行取样电路扩展ღღღ◈✿。

　　⑤对于由单片机完成扫描的动态驱动电路ღღღ◈✿，要注意防止因程序设计不合理或者死机对大尺寸数码管造成的长时间过流损伤ღღღ◈✿。专用数码管显示驱动和键盘扫描控制芯片多由纯硬件逻辑实现ღღღ◈✿，不会出现死机现象ღღღ◈✿。

　　本文提及的大尺寸数码管动态驱动和保护电路ღღღ◈✿，笔者经过产品实际验证过ღღღ◈✿，价格低廉ღღღ◈✿、性能可靠ღღღ◈✿。其他类型的大尺寸数码管驱动ღღღ◈✿、保护电路可参照此思路设计ღღღ◈✿。在此抛砖引玉ღღღ◈✿，希望对大家有所帮助ღღღ◈✿。