摘要：利用philips公司lpc系列單片機的一些特殊功能,在不外加元件的情況下,定制了一片高性能的led顯示驅(qū)動器芯片。分析了通用4位7段led顯示驅(qū)動器芯片的定制方法與6位"米"字段led顯示驅(qū)動器芯片的定制方法,并介紹了led顯示驅(qū)動軟件編程方法。

    關鍵詞：led led顯示驅(qū)動器 i2c總線 p87lpc762 p89lpc932

    隨著計算機技術和電子技術的飛速發(fā)展和廣泛應用,電器設備的輸出顯示技術也變得復雜多樣,諸如crt顯示、lcd顯示、多位led顯示及發(fā)光二極管顯示等應運而生。在這些顯示當中,led及發(fā)光二極管顯示電路較為簡單,成本也較低,在功能單一的儀器儀表與機電設備中應用較廣。但當設備顯示的點或位較多時,就需要采用一定的驅(qū)動電路與相應的驅(qū)動方式。

    在led的驅(qū)動和顯示單元的設計中,采用的方式有許多種:利用計算機芯片的端口作為led的驅(qū)動口,并通過軟件編程加外部驅(qū)動實現(xiàn),缺點是占用計算機芯片的時間和相關資源;利用專用接口芯片如intel8155、8255等作為計算機芯片的端口擴展,并通過軟件編程加外部驅(qū)動實現(xiàn),缺點是電路較復雜,功耗較大,也要占用計算機芯片的時間和相關資源;利用顯示用專用芯片如intel8279、max7219、ps7219等,可實現(xiàn)較復雜的功能,但其占用計算機芯片端口還是較多,并且芯片價格較高。大多數(shù)顯示驅(qū)動器都沒有嚴格的總線時序,在強干擾環(huán)境下容易造成時序混亂,使顯示不正常。本文討論的led顯示方案是利用philips公司的lpc系列單片機芯片的電路特性,從另一種形式來定制專用的led顯示驅(qū)動控制器芯片。主要利用基于i2c總線的通訊接口,使連接可靠;且基于軟件編程控制顯示,使顯示方式及種類多樣。由于lpc系列芯片的端口驅(qū)動能力較強,一般的led可直接連接,在不外加元件的情況下,可實現(xiàn)多位led或大量發(fā)光二極管的顯示,與其它芯片連接時,占用的i/o口較少。

    1 4位7段led顯示器

    通常的4位led顯示器如圖1所示,其內(nèi)部由多只發(fā)光二極管構成,按連接方式不同可分為共陽極led與共陰極led。其電路特性基本一致:發(fā)光二極管導通壓降為1.2v～1.8v、正向工作電流為2ma～15ma。在顯示驅(qū)動方式中,采用動態(tài)掃描。當掃描到n1～n4公共端時,led驅(qū)動器分別對應輸出a～dp的顯示段,led就能正常顯示。在自定制led顯示驅(qū)動器芯片中,lpc系列中的p87lpc762單片機芯片具有較好的端口設置與較強的內(nèi)部功能,因此可以通過編程設置其引腳功能作為led顯示器的驅(qū)動芯片。

    2 定制4位7段led顯示驅(qū)動器芯片

    要實現(xiàn)4位7段led的顯示,只要使流過發(fā)光二極管每段的電流達到要求就可以了。在這里選用philips公司lpc系列的p87lpc762單片機實現(xiàn)顯示驅(qū)動電路。p87lpc762是一款增強型51系列的單片機,除具有一般單片機的功能外,還具有驅(qū)動led的性能:

    ·i/o口具有上拉輸出模式或開漏輸出模式設置,可作為共陰極或共陽極led的段輸出與位輸出。

    ·具有較大的端口拉電流或灌電流,內(nèi)部有短路保護功能,可實現(xiàn)led的電流驅(qū)動。

    ·當設計4位led驅(qū)動器時,芯片其余引腳可作i2c總線地址設置、led的極性選擇。

    ·內(nèi)部有2k的opt,可作為程序存儲器,用以實現(xiàn)接口與顯示程序化。

    ·自帶i2c硬件接口,便于接口編程與多芯片連接。

    ·內(nèi)部看門狗與內(nèi)部復位,可提高驅(qū)動顯示的可靠性。

    ·內(nèi)部設有rc振蕩器,減少了外部元件。

    p87lpc762芯片的引腳功能如圖2所示。它有三個端口:port0、port1、port2。當選擇內(nèi)部振蕩和內(nèi)部復位時,最大的i/o端口數(shù)目可達到18個。大多數(shù)端口均可以通過軟件配置成準雙向、上拉、輸入、開漏輸出四種類型之一。對于上拉輸出模式,p87lpc762在標準的準雙向口基礎上增加了第三只三極管以提供強上拉功能,在高電平時可輸出很大的拉電流;對于開漏輸出模式,端口對外可提供很大的灌電流;對于輸入模式,端口引腳電平由外部電壓決定。

    根據(jù)4位動態(tài)led的顯示特性,在此對p87lpc762的端口作定義,定義引腳如表1所示。p0.0～p0.7作為4位led的段