关于单片机led显示及驱动方法介绍

LED（lite EMIt diode）显示是项目开发中经常遇到的一种显示方法，其具有亮度高、全视角、使用寿命长、驱动简单等特点，因而在一些高端和大型的器材和设备上使用较为广泛。下面就常用的led显示及驱动方法作一说明：

led：本文所说的led主要是指下列几种：

l 7-段数码led，分共阴和共阳两种，原理图见1和2；

l 常用nxm led点阵：如8x8 led 点阵模块、5x7 led点阵模块等，其也分为共阴和共阳两种；

l 单个led管。

所谓共阴极，即是将所有led的阴极连接到一起，而共阳极则相反，所有的阳极被连接到了一起。但不管哪种结构，其显示设计的原理基本相同，唯一的是其驱动的电路的设计有所差异，一般共阴极采用推（push）电流的方式来驱动，而共阳极结构则采用拉（pull）电流的方式来驱动。

在单片机应用系统中，led 数码管的显示常用两种方法：静态显示和动态扫描显示。目前市场上led显示屏的驱动方式有静态扫描和动态扫描两种,静态扫描又分为静态实像素和静态虚拟，动态扫描也分为动态实像和动态虚拟。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用i/o端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×8＝40根i/o端口来驱动，要知道一个89s51单片机可用的i/o端口才32个呢：），实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。

1． 静态显示驱动法：

静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用i/o端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×8＝40根i/o端口来驱动，要知道一个89s51单片机可用的i/o端口才32个呢：），实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。基于追针式和led指示灯的现代快门速度显示方式可以让你查看整个场景的反差范围，而用二极管方式显示的测光系统则做不到这一点（编者按：以徕卡mp为例，你只能通过取景器中哪个二极管点亮来判断曝光过度还是不足，在其说明书里那几个负责显示曝光的指示灯的名字甚至就叫ledsfor shutter / aperturebalance，即光圈/快门平衡led灯，更别提在取景器中看到整个场景的反差范围了）。（2）如果指示灯显示故障，就检查指示灯的指示灯、驱动三极管、驱动芯片和vfd、lcd本身有没有损坏，如果损坏则更换就行。

由于每一个led均由独立的io口来控制，因此此种显示驱动的软件设计比较简单明了，无需特别的处理，在需要点亮和关闭时设置相应的io输出口的电平即可（即“0”或“1”，具体须根据驱动电路的设计来决定）。

图 3

优点：电路设计简单，编程简单，而且led的亮度控制容易，只需在驱动端增加相应的电流调节电阻即可方便地实现亮度的调节（对于存在独立驱动的设计，还可以通过调整驱动电压来达到亮度的调节）。led驱动模块

传统的大型led显示屏系统以单片机mcu、arm 或pld为核心控制芯片，以fpga为核心的led显示屏控制系统设计实现起来比较复杂，并且需要以高性能的fpga芯片作为基础，而以微处理器为核心的led显示屏控制系统不够灵活，在改变led屏幕显示尺寸时，需要大幅修改系统设计，pld虽在处理速度上有较大提高且能很好地控制多模块显示，但其在时序电路描述方面明显不如fpga。fpga的八个引脚通过限流电阻与led的a-g、dp引脚相连，由于led消耗电流较大，而fpga的引脚驱动能力不足，因此另外三个片选引脚分别先连接到npn管的基集，npn管的发射集再与led的8、9、12引脚相连，从而提高电流驱动能力。特别说明：非一体化的灯管：主要是在传统灯具,也就是三基色的t5灯管,由于三基色的t5灯管需要整流器,而且三基色的灯管寿命有限,设计师为了方便将整流器以及方便更换灯管,特采用非一体化的设计.而现在的led灯管刚开始为了进入市场,很多企业也仿照传统的灯具进行设计.一体化灯管：目前主要是出现在led行业,设计理由主要在于,led本身不易损坏,但是led本身发出的热量很大,如果散热面积过小,容易导致光衰较大,因此将灯和支架设计在一起同时可以降低成本,又能保证led的光衰减。

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