[发明专利]一种带USB接口的LED电子胸牌及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED，尤其涉及一种LED电子胸牌。

背景技术

目前，LED电子胸牌已经广泛应用于社交场合的工作人员的佩戴，用于公司的广告和个人信息显示。由于LED电子胸牌属于销量大，价格低的产品，市场价格竞争相对较为激烈。然而目前市场上的LED电子胸牌多采用驱动芯片74HC595完成LED阵列驱动，同时其控制器采用带异步串口的单片机，数据下载需要使用PL2303完成USB-RS232的通信转换，这些集成电路均增加了系统的成本，导致了产品的价格竞争力下降。同时，在售LED电子胸牌均未对锂电池进行保护，导致了锂电池的使用寿命不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一款价格低、性能好、带高速USB接口、长寿命的LED电子胸牌，无须使用驱动芯片即可完成LED显示阵列的驱动。

本发明的技术方案为:

一种带USB接口的LED电子胸牌，其特征在于，包括控制器10，与控制相连的LED阵列20、USB接口50、锂电池30以及按键开关60，还包括与锂电池相连的充电及保护电路40；

控制器10用于整个系统的控制、LED阵列的驱动及显示；

LED阵列20用于显示控制器10输出的内容；

锂电池30为控制器10提供可持续电源；

充电及保护电路40为锂电池30的充电蓄能、过充、过放、过电流提供保护，防止锂电池损坏，同时为控制器10提供电压基准；

USB接口50用作电子胸牌的显示图形或汉字下载以及充电接口；

按键开关60用于显示模式及内容的切换以及实现LED电子胸牌的开启和关闭。

进一步，充电及保护电路40，包括充电电路410、第一降压电路420、第二降压电路430、锂电池保护电路440、电池电压采样电路450；

充电电路410，用于给锂电池充电，包括由单刀双掷开关K1、锂电池串联组成的电路；充电模块的输入端VCC_IN连接USB接口50，通过单刀双掷开关K1控制充电模块的工作或断开；单刀双掷开关K1的一输出端连接电池，给电池充电，另一输出端连接第二降压电路430；

电池电压采样电路450：用于实时采集锂电池的电压，并将该电压值转换为电量通过LED阵列显示出；其输入端藕接于USB接口50，其输出端连接于控制器AD采样端PC2脚；

第一降压电路420，为控制器判断是否有USB接入提供参考电压，其输入端连接VCC_IN电源，输出端连接控制器PC1脚；

第二降压电路430，为控制器对LED电子胸牌开关状态的判别提供参考电压，其输入端连接单刀双掷拨动开关K1的输出端，输出端连接控制器PC3引脚；

锂电池保护电路440：用于调节锂电池的过充、过放、过流、短路保护，其输入端连接单刀双掷开关K1的输出端。

进一步，电池电压采样电路450包括稳压电路和滤波电路，稳压电路由限流电阻R6、稳压二极管S3组成。

进一步，第一降压电路420，由电阻R8和R7串联组成，电阻R8的输入端连接VCC_IN电源，电阻R8的输出端连接控制器PC1脚，为控制器提供USB插入的采样判断参考；R7的输出端接地。

进一步，第二降压电路430，由电阻R9和R10串联组成，电阻R9的输入端连接单刀双掷开关K1的输出端，电阻R9的输出端连接控制器PC3脚，为控制器对LED电子胸牌开关状态的判别提供参考。

进一步，锂电池保护电路440，包括保护IC U1与电阻R1、R2、电容C1，保护IC U1采用专用锂电池保护集成电路DW06D，用于调节锂电池的过充、过放、过流、短路保护；电阻R1的输入端连接单刀双掷开关K1的输出端，输出端连接U1的第5引脚VDD；U1的第6引脚VSS和第3引脚S2连接电池的负极；U1的第6引脚VSS和第5引脚VDD之间连接有去耦电容C1；U1的第1引脚V-经电阻R2接地，U1的第2引脚S1接地。

进一步，单刀双掷开关K1采用SS12D07VG2单刀双掷拨动开关，用于实现LED电子胸牌的开启和关闭。

进一步，控制器10采用STM32F102C8单片机。

进一步，所述充电电路410中设置有防止USB接口短接的开关二极管S2。

一种带USB接口的LED电子胸牌实现方法，其特征在于，包括如下步骤：