[发明专利]一种多位段并联LED数码管的显示驱动方法

说明书

 

技术领域：

本发明涉及一种多位段并联LED数码管的显示驱动方法，属于电子电路技术领域。

 

背景技术：

LED数码管按照发光二极管单元的连接方式可分为共阳极LED数码管和共阴极LED数码管。共阳极LED数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极（com）的LED数码管，应用时公共极接到高电平，当某一字段（seg）发光二极管的阴极为低电平时，相应字段点亮。共阴极LED数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极（com）的LED数码管，应用时公共极接到低电平，当某一字段（seg）发光二极管的阳极为高电平时，相应字段点亮。常见的LED数码管为8段数码管，每一位该数码管包括“日”字形状的7个字段（a、b、c、d、e、f、g），以及作为“小数点”的一个字段（dp）。

多位段并联LED数码管的特点是，一组多位段并联LED数码管具有多个数码管单元，每个数码管单元是一位LED数码管，其中所有LED数码管的seg端并联在一起，而每位LED数码管的com端是独立的。以4位段并联的8段LED数码管为例，其数码管单元是一位8段LED数码管，这组多位段并联LED数码管具有8个seg端和4个com端，共12个引脚端。多位段并联LED数码管有较小的模块体积，金属线紧靠在一起，发热比较集中，因此如何均匀散热是需要解决的问题。

传统技术方案的工作原理如图1所示。在传统技术方案中，连接com端和seg端的芯片输出端口是相互独立的。一方面，每位LED数码管的com端都由单独的芯片输出端口驱动，驱动com端的芯片输出端口的个数等于LED数码管的位数；另一方面，所有数码管的seg端并联在一起，驱动seg端的芯片输出端口的个数等于单个LED数码管的seg端的个数。因此，驱动12位8段LED数码管需要12个芯片输出端口驱动com端，以及8个芯片输出端口驱动seg端，共需要12+8个芯片输出端口。传统技术方案占用较多的芯片输出端口，导致较大的芯片面积、较高的芯片成本和封装成本。

2003年，Maxim公司的Charlie Allen提出了Charlieplexing技术，为现有技术方案一，其工作原理如图2所示。该技术方案利用芯片输出端口的三态特点以及发光二极管的单向导通原理，使芯片输出端口分时地驱动LED数码管的com端和seg端，减少了驱动多位数码管所需要的芯片输出端口的个数。该技术方案不能够直接应用于多位段并联LED数码管的显示驱动。

现有技术方案二的工作原理如图3所示。现有技术方案二将Charlieplexing技术应用于N位段并联LED数码管的显示驱动，其中每组多位段并联LED数码管具有N个数码管单元，即N位LED数码管。现有技术方案二以N为循环的基数，在每个循环中依次将N个芯片输出端口驱动LED数码管的com端。但是，现有技术方案二没有考虑LED数码管、PCB板的均匀散热问题。在多个连续的显示时隙内，多个芯片输出端口持续地驱动同一组多位段并联LED数码管时，多位段并联LED数码管以及与其连接的金属线在持续的时间内流过电流，产生的热量比较集中，热量在短时间内容易聚集。这不利于LED数码管和PCB板的均匀散热，还会增加电迁徙的影响。

 

发明内容：

本发明的目的是针对上述存在的问题，提供一种多位段并联LED数码管的显示驱动方法。该方法能够减少芯片输出端口的个数，并有利于LED数码管和PCB板的均匀散热，而且能够缓解电迁徙的影响，减小芯片和PCB板内金属线的线宽。

实现本发明目的的技术方案是，一种多位段并联LED数码管的显示驱动方法，其特征是：充分利用芯片输出端口的三态特点，使芯片输出端口分时地驱动多位段并联LED数码管的seg端或者com端；驱动各个数码管单元分时显示：首先，驱动第一组多位段并联LED数码管的一个数码管单元显示，再驱动第二组多位段并联LED数码管的一个数码管单元显示，以此类推，直至驱动最后一组多位段并联LED数码管的一个数码管单元显示；然后，驱动第一组多位段并联LED数码管的另一个数码管单元显示，再驱动第二组多位段并联LED数码管的另一个数码管单元显示，以此类推，直至驱动最后一组多位段并联LED数码管的另一个数码管单元显示；以此类推，直至驱动完所有的数码管单元；最后以此循环。

 

有益效果：