單端口管腳驅動雙LED的設計方案
發(fā)布時間:2008/5/26 0:00:00 訪問次數(shù):520
    
    大多數(shù)現(xiàn)代微控制器都提供 i/o 端口,可以在程序執(zhí)行期間改變這些端口的功能。當用作輸出時,這些電路可以吸收或流出相當大的電流。本設計實例示出了用一個 i/o 管腳驅動雙管腳、雙色 led 的三種方法。圖 1 是一個可能的方案,它使用外接反相器 ic1 來驅動一只紅/綠雙向 led,即d1。端口管腳的邏輯高電平輸出使電流流過綠色(上方)led,并將反相器輸入電平拉高,于是驅動反相器輸出端為低電平,從綠色 led 吸入電流。端口管腳的邏輯低電平輸出使反相器輸出端為高電平,從而為紅色(下方)led提供電流,微控制器的輸出端從紅色 led 吸入電流。
    
    
     要關掉兩只led 時,可以重新配置微控制器的端口管腳,使之從輸出轉為輸入或將管腳切換成三態(tài),任何一態(tài)都能阻止微控制器的端口管腳吸入或流出電流。這種電路的主要缺點是不能控制每只led的亮度,而是由電阻器r5決定兩只led的正向電流。
    圖2表示了另一種方法,它也有嚴重缺點。齊納二極管d3、d4和電阻器r3、r4構成一個低阻分壓器,為led d5的一端提供vcc/2v電壓。vcc的值決定了齊納二極管電壓vz的選擇,電壓較低的齊納二極管能提供更多的led電流,較高電壓的齊納管限制了led的最大電流。給定微控制器的輸出可以提供滿擺幅輸出的電壓, vcc與vz之差限定了兩只led的最大正向電流。例如,如果vcc為5v,vz為3v,則流過任何一只led的正向電壓就低于2v。一旦設計師選定了齊納二極管的電壓,vcc只能有少許變動,否則, led的亮度就會出現(xiàn)波動。
    
    
    
     使用分立元件時,另有一種廉價的電路能避免其他電路的缺點(圖3)。圖中,當微控制器的輸出端口為高電平時,電流流經綠色(上方)led、r2、d2和fetq2,端口的高電平接通。當微控制器輸出端口變?yōu)榈碗娖綍r,晶體管q1導通,通過r2和紅色(下方)led向端口管腳提供電流。電路可以對稱地工作,因為無論微控制器端口管腳的電平是高還是低,硅二極管d2的正向壓降都出現(xiàn)。vcc可能在運行中出現(xiàn)變化,但必須保持高于3v。
    
    
    你可以單獨調整 led 的電流,以使兩者亮度均衡,或對微控制器電源電壓與led驅動電路vcc之間的差異作出補償。方法是在q1的射極與d2的陽極之間用兩只串聯(lián)的電阻器代替r2。并將兩支電阻器的中點連接到led上。
    當微控制器的端口管腳被配制成“有上拉的輸入”時,端口為綠色led提供少量電流。但是,只要上拉電阻器阻值等于或高于22 kω,就不會使關斷狀態(tài)下的led產生使人誤解的光輸出。當端口管腳的輸入信號浮動時,即vcc為5v,而端口配置成無上拉電阻器的輸入,則電路不產生任何額外的電流,而由r1所決定的靜態(tài)電流平均值小于100ma。
    
    
    
    大多數(shù)現(xiàn)代微控制器都提供 i/o 端口,可以在程序執(zhí)行期間改變這些端口的功能。當用作輸出時,這些電路可以吸收或流出相當大的電流。本設計實例示出了用一個 i/o 管腳驅動雙管腳、雙色 led 的三種方法。圖 1 是一個可能的方案,它使用外接反相器 ic1 來驅動一只紅/綠雙向 led,即d1。端口管腳的邏輯高電平輸出使電流流過綠色(上方)led,并將反相器輸入電平拉高,于是驅動反相器輸出端為低電平,從綠色 led 吸入電流。端口管腳的邏輯低電平輸出使反相器輸出端為高電平,從而為紅色(下方)led提供電流,微控制器的輸出端從紅色 led 吸入電流。
    
    
     要關掉兩只led 時,可以重新配置微控制器的端口管腳,使之從輸出轉為輸入或將管腳切換成三態(tài),任何一態(tài)都能阻止微控制器的端口管腳吸入或流出電流。這種電路的主要缺點是不能控制每只led的亮度,而是由電阻器r5決定兩只led的正向電流。
    圖2表示了另一種方法,它也有嚴重缺點。齊納二極管d3、d4和電阻器r3、r4構成一個低阻分壓器,為led d5的一端提供vcc/2v電壓。vcc的值決定了齊納二極管電壓vz的選擇,電壓較低的齊納二極管能提供更多的led電流,較高電壓的齊納管限制了led的最大電流。給定微控制器的輸出可以提供滿擺幅輸出的電壓, vcc與vz之差限定了兩只led的最大正向電流。例如,如果vcc為5v,vz為3v,則流過任何一只led的正向電壓就低于2v。一旦設計師選定了齊納二極管的電壓,vcc只能有少許變動,否則, led的亮度就會出現(xiàn)波動。
    
    
    
     使用分立元件時,另有一種廉價的電路能避免其他電路的缺點(圖3)。圖中,當微控制器的輸出端口為高電平時,電流流經綠色(上方)led、r2、d2和fetq2,端口的高電平接通。當微控制器輸出端口變?yōu)榈碗娖綍r,晶體管q1導通,通過r2和紅色(下方)led向端口管腳提供電流。電路可以對稱地工作,因為無論微控制器端口管腳的電平是高還是低,硅二極管d2的正向壓降都出現(xiàn)。vcc可能在運行中出現(xiàn)變化,但必須保持高于3v。
    
    
    你可以單獨調整 led 的電流,以使兩者亮度均衡,或對微控制器電源電壓與led驅動電路vcc之間的差異作出補償。方法是在q1的射極與d2的陽極之間用兩只串聯(lián)的電阻器代替r2。并將兩支電阻器的中點連接到led上。
    當微控制器的端口管腳被配制成“有上拉的輸入”時,端口為綠色led提供少量電流。但是,只要上拉電阻器阻值等于或高于22 kω,就不會使關斷狀態(tài)下的led產生使人誤解的光輸出。當端口管腳的輸入信號浮動時,即vcc為5v,而端口配置成無上拉電阻器的輸入,則電路不產生任何額外的電流,而由r1所決定的靜態(tài)電流平均值小于100ma。
    
    
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