关于1.8英寸数码管驱动电路设计遇到的问题请教

1万 · 2007-6-5 16:06

//
楼主：关于1.8英寸数码管驱动电路设计遇到的问题请教
...
数码管是1.8英寸的,8段,每段的驱动电流推荐值是10ma-25ma,8段就是至少80ma以上,而每段是由三个led串联(内部电路),每个led的启动电压为1.8v,所以要点亮数码管的电压必须高于5.4v.不知道这些信息说清楚没有,谢谢各位兄台指点.
//
>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

请正确书写单位符号！这是一种态度！知识改变人生，态度决定一切。

下面分析过程依据上面附图左半部。
不知道你这些数据来源可靠不。假设都是正确的算。
每位电流：25mA*8=200mA
LED以外的电压差：12V-1.8V*3=12V-5.4V=6.6V
现在假设位驱动管压降为0.7V，段驱动管压降0.7V。
则R5上的
电压：6.6V-0.7V-0.7V=5.2V
电阻：5.2V/0.2A=26Ω  根据常用电阻参数系列选用27Ω。（楼主是用了51Ω，作为段驱动吗？）
功耗：5.2V*0.2A=1.04VA
在这个参数下，R5不会太烫。
*（如果你会，可以测量和计算一下以前的电路为什么烫。这不是鄙视你，而是你的确没有这么做的想法，至少没去做过）
可见，压差越大，功耗也越大。8V-9V电压比较合适。但下面计算依然以12V电源为准。

设  Q1=8550 with HFE=100
IB=IC/HFE=200mA/100=2mA.
为保证饱和，定为Q1_IB>=2.4mA。

R40 的计算：
设Q1_VEB=0.7V     （即VBE=-0.7V，这个是PNP管）
（我在这没有查资料都一律“设”一个参数，这不是正规工程做法。只不过是希望你能自己去查，比我代你查更有意义。）
12V-Q1_VEB-Q6_VCE=12V-0.7-0.7=10.6V
Q1_IB>=2.4mA    （前面已经选定）
则 R40=10.6V/2.4mA=4.417K。
从常用电阻参数系列中选接近数值4.3K。
因此实际Q1_IB=10.6V/4.3K=2.465mA

设 Q6饱和时压降为Q6_VCE=0.7V
则R4上的
电压：12V-0.7V=11.3V
电流：11.3V/10K=1.13mA
=> Q6_IC=2.465mA+1.13mA=3.53mA

设 Q6_IB=0.05mA   (这里纯粹假设！实际自己查资料和计算）
则 Q6_HFE=3.53/0.05=71.9
=> 我们只要用HFE>=71.9的9013即能满足Q6的工作要求。
特别提醒楼主，一般位驱动不限流，段驱动限流。不然点亮段数多了亮度正常，段少了亮度就会过高。因此R5也不要了，打散到段里。你自己考虑考虑。如果R5本来就是为段驱动设计，那么我算的结果不合适。
//END//
BTW，回这个帖我很费神。在想教会你我有什么好处么？你的班我来上，你的工资给我花，好不好？本“总工”下岗中。

1万 · 2007-6-6 00:57

如果是位驱动，R5应该打散到各段驱动中。因此限流电阻要重新计算。

具体我就不算了。楼主自己试试看，希望能掌握这些设计思路。
相信欧姆定律和基尔霍夫定律楼主都学过，但是面对实际问题时能不能灵活运用这些知识是另一回事。

1万 · 2007-6-6 10:39

用单片机经过非门或者374来驱动

注意电流反灌, 建议用三极管阵列驱动. OC输出.

如果只用1个LED8, 则位驱动可省略. 段驱动用可无输出实现消隐.

1万 · 2007-6-7 22:50

不烧掉算你走运.

1万 · 2007-6-7 23:23

哎……

1万 · 2007-6-8 08:05

图里用了74LSxxx，你可以用74HC273。
ULN2803你也可以用三极管搭8个共射极OC输出的反相器代替。这样别忘记给三极管B极加限流电阻。

ULN2803内部有下已经有下拉电阻，但这不是纯粹的下拉。为保险起见，外面要留下拉电阻的位置。用9个脚的集成电阻排体积就小很多。由于不清楚你的器件选型，实际中有没有必要安装这个下拉就要实验决定了。

1万 · 2007-6-8 10:30

工程图纸就要一丝不苟。一般技术交流取图可以采用：部分取样法。概括法。

例如，一个单元从单片机到一个LED的完整电路，然后有多少个相同的LED组，这样就够了。

现在看来是有10个LED都是1.8寸用5V多电压25mA以下的电流。
没交代动态显示还是静态显示。估计是动态。那么
单片机输出的段数据经过缓存（374/273）送到段驱动电路。
单片机直接提供位驱动信号送到位驱动电路。
显示部分的硬件结构就这么有了概念。

过分热心是我的缺点。我都不明白为什么这样关注你这个问题。一开始就说你这鸭走运了。也许这是缘吧。

1万 · 2007-6-8 21:55

不少人以为硬件容易，轻视硬件技术，眼睛只盯着软件。这无疑是因为做软件容易获得高收入。这种态度导致最后在硬件问题上碰壁。实际写软件的时候，由于对硬件工作原理不甚了解，写出来的程序运行中有很多BUG。总觉得自己写的程序无懈可击，于是把矛头指向硬件——“我写的代码几十万行，你的硬件才百来个零件”。往往要求硬件作改变来补偿软件的不足。而实际上很多优秀软件往往是用最低硬件投入实现所需功能，这是软件的价值。我见过很多关于LED显示故障的问题，都是出在对硬件不了解的基础上，错误地写出满以为完美的程序。有的**程序绝对没错（给我发程序代码，我都懒得看，我没写程序好多年），但在最后发现了程序的问题。楼主也很可能出这种错误，而且可能性极高。

硬件是演员，软件是演技。如果演技不行，演员再漂亮也只是摆设，戏会不好看。演技好，小丑也能满堂红。

1万 · 2007-6-9 00:41

如果只是实验，你可以继续让374这样工作下去。坏多少换多少。但做产品的话就死定了。这是严重的设计错误。

不知道你用什么工艺的374。LS？HC？请仔细查阅该工艺374的数据手册。
还有，你对各种逻辑IC的输入输出电路结构完全不了解，不明白现在这样的做法是对374极大的伤害。如果不是TTL-OC输出，是不能接入高于VCC电压的。否则必定反罐电流。例图中的ULN2803就是为此而设。74LS06是OC输出的。LM339也是OC输出的。……

再给你说一次：停止这样使用374做直接驱动。374必死！

1万 · 2007-6-9 11:07

书上有的各位自己去读。我这里只是自个儿玩，没打算出书。
为了容易看清楚，我把图放得比较大。14寸显示器可能看得辛苦点。

74LS154是低电平输出的，不能推E极接了高于VCC电位的PNP管。电平转换麻烦，要加个非门才能正推NPN管。改用ST的M74HC4028充当位选，4028的输出是高电平有效的，正好用来推NPN，免去非门。
...（删除误图）
74HC175和74HC273组成位、段各自的缓冲寄存器。273和175的CLK类似行频和帧频作用。175和273共用了P0口。当然，楼主还可以考虑其他方法。

由于89C51的P0口是OD输出，通常用于位驱动比较合适。因此实际接的应该是P1口，我这里懒了。如果一定要接P0口，需要加上拉电阻。也许楼主已经知道这点了。

1万 · 2007-6-9 12:16

如果不是很有必要，就不要273了，能小就小。

1万 · 2007-6-9 13:09

已经编辑过.从PROTEL99SE导出的.
电路图仅供参考.一切后果自负!
相关链接:https://bbs.21ic.com/upfiles/img/20076/2007691373449.rar

1万 · 2007-6-9 20:17

经过长期改进，现在一般的逻辑IC输入输出都带了钳位二极管，用来保护内部电路不受一般浪涌过冲伤害。但这个电流容量很小，接上一个足够强的电流就会烧掉内部电路。轻则结热击穿，重则芯片爆炸。

这个图里没把MOS管的寄生二极管画出来。各位不妨自己加画上去看看，当输出脚电位高于门电路的VCC+0.7V，输出脚的电流会是怎么样走。

不是TTL-OC输出的输出脚禁止接高于VCC+(0.4V~0.7V)的电位或低于GND-(0.4V~0.7V)的电位。一些MOS-OD输出脚内部很可能带有钳位二极管（例如89C51的P1口就是带位二极管。如果以P0口驱动PNP管，则PNP管的E极不能接到比VCC高的电位）。
相关链接:https://bbs.21ic.com/club/bbs/list.asp?boardid=26&page=1&t=2548134&tp=%u8BF7%u6559%u4E00%u4E2A%u975E%u95E8%u7684%u7535%u8DEF%u5185%u90E8%u539F%u7406%u56FE%uFF1A

1万 · 2007-6-11 11:58

1/因为74hc4028是高驱动的,所以我决定不再用74ls154来译码,但是杨真人再该芯片之前还用了块175,我不明白,这样直接用单片机I/O驱动不行吗?
> 可以直接用单片机的IO控制4028、154。我提供了一个节约3个IO口的办法。但是节约这个，就要在其他地方付出代价。

2/273的clr脚我看datasheet上介绍是low有效,我再这里直接串一个电阻到5v不知道可以不?杨真人建议接到单片机复位电路,可是我想不明白为什么锁存器需要复位呢?
> 开机复位,MCU是高电平复位，273是低电平复位——你就不会加个非门

。我打包的图里有的。
当然你可以不复位273。这样开机后273输出是随机的。175也是。

3/如果是三极管阵列代替uln2803我根据形成的回路倒是会计算该用多大的电阻,但是如果用uln2803这样的ic我就不知道如何选取电阻阻值了.
> 2803 实际上和分立元件一样用。只是它更紧凑。2803是单管NPN-OC输出，你可查看它的DATASHEET。相当于9013的驱动能力，做段驱动是完全没问题的。

要提醒一下，1.8寸LED的小数点（dp段）内部是一个LED，它的限流电阻与其余7段不一样。

1万 · 2007-6-11 21:04

Ios 输出短路电流
单独一个短路——不允许多个短路同时发生。危险参数!
避免达到Ios。

Icc VCC脚最大电流(极限参数!)
尽量别让Icc达到极限。

Ioh 高电平输出电流(一般参数)
为负值，表示电流从IC输出脚向外流。

Iol 低电平输出电流(一般参数)
为正值，表示电流从外面流进IC输出脚。
还有其他参数，这些都反映了IC各种引脚的输入输出能力。
余下事情请去问欧姆先生。

关于1.8英寸数码管驱动电路设计遇到的问题请教

回复楼主

嗯，要改电路。

注意电流反灌,建议用三极管阵列驱动

电流已经反灌了.停止使用374

把你完整电路帖出来吧.

例图。

完全相同的电路就不用贴出来了，

不少人以为硬件容易，轻视硬件技术

叫你别这样用374,例图给你这么久还上心.374损坏是预料中事.

再来一图

175占面积比273小。

图都打包了.

有劳 maychang 了。

回复主题：关于1.8英寸数码管驱动电路设计遇到的问题请教

回复 53楼

核心会员奖章

沉静之湖泊

技术新星奖章