一种两线双色数码管控制器制造技术

本发明专利技术公开一种两线双色数码管控制器。它主要由第１～８串－＞并转换逻辑器件、第１～８双色数码管、第１～２可调三端稳压器、单片机组成，其中：所述第１～８串－＞并转换逻辑器件具有串行数据输入端和串行数据输出端，第１串－＞并转换逻辑器件的串行数据输入端为整个驱动单元的串行数据输入，信号来自单片机，其串行数据输出端逐级联至下一级串－＞并转换逻辑器件的串行数据输入端；第１～８串－＞并转换逻辑器件分别接第１～８双色数码管的笔划端及小数点端，时钟并联在一起，第１～８双色数码管为双色数码管分别与第１～２可调三端稳压器相连。它节省动扫法的大量Ｉ／Ｏ线及静态驱动法的同步串口，使数码管驱动简便易行，接口简单方便，可靠性高。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能仪器领域，具体地说是一种两线双色数码管控制器。
技术介绍
在智能仪器领域，测量数据的显示必不可少。七段数码管因其亮度高、驱动简单以及长寿命等优点，被越来越多地应用在各种各样的仪器中。但传统的驱动方式或占用较多的CPU I/O口(在动态扫描方式中，可以驱动8个七段数码管为例，需16个CPU I/O，参见图2)，或占用其串口资源(通常单片机只有1个标准串口，如采用串-＞并转换的静态驱动法，参见图3)。另外，双色数码管由于其发光元件采用两只发光二极管实现双色，其驱动电压不同，故同一电压下其亮度不同；同时，同一数码管由于其显示字符笔划数不同时，由于公共端限流电阻的分压，流过数码管公共端的电流会不同，造成其显示不同字符时亮度不一致。
技术实现思路
针对上述缺陷，本专利技术提供一种连接结构简单、可保持亮度一致的两线双色数码管控制器，采用本专利技术可实现使用两线串行接口，双色且亮度可调之目的。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是由第1～8串-＞并转换逻辑器件、第1～8双色数码管、第0～7电阻、第0～6电容、第1～2可调三端稳压器、单片机、第1晶体管及第1继电器组成，其中所述第1～8串-＞并转换逻辑器件具有串行数据输入端及串行数据输出端，第1串-＞并转换逻辑器件的串行数据输入端为整个驱动单元的串行数据输入，信号来自单片机，其串行数据输出端逐级联至下一级串-＞并转换逻辑器件的串行数据输入端；第1～8串-＞并转换逻辑器件的Q0～Q7端分别接第1～8双色数码管的A～G七个笔划端及小数点端，其时钟并联在一起；第1～8双色数码管为双色数码管，具有红色和绿色字符笔划的公共端(分别为1脚及5脚)，分别与第1～2可调三端稳压器相连；所述第1～2可调三端稳压器调整端分别与第1、0电阻及第4、3电阻的交点相连，第1、4电阻经第2、5电阻接地，第0、3电阻的另一端分别至第1～2可调三端稳压器输出端，第1～2可调三端稳压器输入端接电源；第1～2电容接在电源与地之间，第3～4电容接在第1～2可调三端稳压器输出端与地之间；第1继电器的电磁线圈接第1晶体管Q1发射极，常闭触点与第1～8双色数码管红色字符笔划的公共端(1脚)及第1可调三端稳压器输出端相连，其常开触点与第1～8双色数码管绿色字符笔划的公共端(5脚)及第2可调三端稳压器输出端相连；所述单片机的12～14脚分别与第1串-＞并转换逻辑器件的串行数据输入端、时钟端相连，并通过第6电阻与第1晶体管控制端相连。与现有技术相比，本专利技术更具有如下有益效果1.结构简单，可靠性强。本专利技术用单片机的两根普通I/O线软件模仿串口进行串行数据发送，只占用2根普通I/O口，使数码管驱动简便易行，整个驱动器结构紧凑，与采用16个CPU I/O相比，既节省了动扫法的大量I/O线，又节省了静态驱动法的同步串口，解决了长期困扰设计人员的数码显示不理想问题，同时大大减化了电路，提高了可靠性，使双色数码广泛、方便地应用于智能仪器中成为可能。2.可保持双色数码管亮度一致。本专利技术设置了亮度可调的控制装置，可随时按需要调整双色数码管的亮度，本专利技术驱动双色数码管的设计不但每划亮度均匀稳定，显示不同颜色时亦可轻松实现亮度一致，完美解决了双色数码管的驱动问题。3.方便、轻型。由于本专利技术采用帖片元件，体积很小，接口简单方便。附图说明图1为本专利技术电路结构示意图。图2为现有技术中动态扫描方式驱动8个七段数码管的电路原理图。图3为现有技术中串-＞并转换的静态驱动法电路原理图。具体实施例方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步详细说明。实施例1本专利技术由第1～8串-＞并转换逻辑器件U1～U8、第1～8双色数码管SEG1～SEG8、第0～7电阻R0～R7、第0～6电容C0～C6、第1～2可调三端稳压器U9～U10、单片机U11、第1晶体管Q1及第1继电器RD1组成，具体连接为第1～8串-＞并转换逻辑器件U1～U8的1、2脚为串行数据输入端，13脚为串行数据输出端，第1串-＞并转换逻辑器件U1的串行数据输入端为整个驱动单元的串行数据输入(参见图中LEDATA网络标识)，信号来自单片机U11的12脚，其串行数据输出端逐级联至下一级串-＞并转换逻辑器件的串行数据输入端，如经第1串-＞并转换逻辑器件U1串行数据输出端联至第2串-＞并转换逻辑器件U2的串行数据输入端，第2串-＞并转换逻辑器件U2串行数据输出端联至第3串-＞并转换逻辑器件U3的串行数据输入端，以此类推，至第8串-＞并转换逻辑器件U8的串行数据输入端；第1～8串-＞并转换逻辑器件U1～U8的时钟并联在一起作为整个驱动单元的时钟端(参见图中LEDSCLK网络标识)，其Q0～Q7分别接第1～8双色数码管SEG1～SEG8的A～G七个笔划端及小数点端(Dp)，每个双色数码管的8位串行数据在串行时钟(LEDSCLK)的同步下由其数据端LEDATA输入来自单片机U11的信号，显示完整一帧字符串需8×8共64位串行数据及64个时钟周期，如图1所示，第1～8双色数码管SEG1～SEG8为双色数码管(本实施例中为红色VCRED和绿色VCGRN)，其1脚及5脚分别为红色和绿色字符笔划的公共端，第1～2可调三端稳压器(U9、U10)分别与第1～8双色数码管SEG1～SEG8的1、5脚相连，使用第1～2可调三端稳压器(U9、U10)分别对第1～8双色数码管SEG1～SEG8的1(图中VCRED网络标识)、5(图中VCGRN网络标识)脚供电，通过第2、5电阻R2、R5(为可调电位器)调节其供电电压，进而改变其亮度。第1～4电容C1～C4均为滤波电容，避免因第1～8双色数码管SEG1～SEG8的笔划变化导致电流突变对其它电路造成干扰，其中第1～2电容C1～C2接在电源与地之间，第3～4电容C3～C4接在第1～2可调三端稳压器U9～U10输出端Vout与地之间。第1～2可调三端稳压器U9～U10调整端ADJ分别与第1、0电阻R1、R0及第4、3电阻R4、R3的交点相连，第1、4电阻R1、R4经第2、5电阻R2、R5接地，第0、3电阻R0、R3的另一端分别至第1～2可调三端稳压器U9～U10输出端Vout，第1～2可调三端稳压器U9～U10输入端Vin接电源；所述第1继电器RD1的电磁线圈接第1晶体管Q1发射极，常闭触点与第1～8双色数码管SEG1～SEG8 1脚及第1可调三端稳压器U9输出端Vout相连，其常开触点与第1～8双色数码管SEG1～SEG81 5脚及第2可调三端稳压器U10输出端Vout相连；单片机U11的12～14脚分别与第1串-＞并转换逻辑器件U1的串行数据输入端LEDATA、时钟端LEDSCLK、通过第6电阻R6与第1晶体管Q1控制端CLRCTRL相连；在所述单片机U11的XT2、XT1之间设晶体震荡器X1，又于其复位端RST、XT1之间并联第0电容C0及第7电阻R7。本实施例中第1～8串-＞并转换逻辑器件U1～U8采用芯片74LS164，考虑到其整体体积，采用贴片封装器件；单片机U11采用芯片AT89C2051；第1～2可调三端稳压器U9～U10采用LM317器件。本专利技术原理是第1～8双色数码管SEG1～SEG8的红、绿两种发光二极管供电电压不同，通常情况下，红色和绿色数码管要达到相同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两线双色数码管控制器，其特征在于：由第１～８串－＞并转换逻辑器件（Ｕ１～Ｕ８）、第１～８双色数码管（ＳＥＧ１～ＳＥＧ８）、第０～７电阻（Ｒ０～Ｒ７）、第０～６电容（Ｃ０～Ｃ６）、第１～２可调三端稳压器（Ｕ９～Ｕ１０）、单片机（Ｕ１１）、第１晶体管（Ｑ１）及第１继电器（ＲＤ１）组成，其中：所述第１～８串－＞并转换逻辑器件（Ｕ１～Ｕ８）具有串行数据输入端及串行数据输出端，第１串－＞并转换逻辑器件（Ｕ１）的串行数据输入端为整个驱动单元的串行数据输入，信号来自单片机（Ｕ１１），其串行数据输出端逐级联至下一级串－＞并转换逻辑器件的串行数据输入端；第１～８串－＞并转换逻辑器件（Ｕ１～Ｕ８）分别接第１～８双色数码管（ＳＥＧ１～ＳＥＧ８）的七个笔划端及小数点端，其时钟并联在一起；第１～８双色数码管（ＳＥＧ１～ＳＥＧ８）为双色数码管，具有红色和绿色字符笔划的公共端，分别与第１～２可调三端稳压器（Ｕ９、Ｕ１０）相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张利国，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳科学仪器研制中心，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]