.. _[11]_6digit: [11] 6位共阳大尺寸数码管驱动板: ================================= 编号[11]：6位 大尺寸共阳驱动板。 此模组可配套LegoL(CWTNS05)使用。 :ref:`LegoL(CWTNS05)说明书 ` | 说明书PDF版本：`通用大尺寸数码管驱动板[11]说明手册V1.0.pdf`_ .. _通用大尺寸数码管驱动板[11]说明手册V1.0.pdf: http://g-clock.cn:5000/%E9%80%9A%E7%94%A8%E5%A4%A7%E5%B0%BA%E5%AF%B8%E6%95%B0%E7%A0%81%E7%AE%A1%E9%A9%B1%E5%8A%A8%E6%9D%BF%5B11%5D%E8%AF%B4%E6%98%8E%E6%89%8B%E5%86%8CV1.0.pdf | ======================== 概述: ======================== 该驱动板使用GN1637/TM1637芯片进行扩展，实现高电压，大电流的驱动能力， 数码管电压支持6-28V，段输入电流能力最大到200mA， 位输出电流能力不小于1.6A。 适用1.5寸以上的数码管，此驱动板可搭载LegoL(CWTNS05)主板构成WIFI时钟。 | ======================== 接口说明 ======================== .. figure:: ../../picture/disp11/20221013disp11_副本1.png :scale: 50% .. csv-table:: 接口 :header: "标号", "符号", "名称", "说明" "①", "A-DP", "输出(段)", "接数码管段，NPN集电极开路输出" "②", "G1-G6", "输出(位)", "接数码管位，P管开漏输出" "③", "VCC_LED", "数码管电源正极", "驱动数码管的电压，参考后面介绍" " ", "GND", "数码管电源负极", "驱动数码管的电源负极" "④", "VCC", "驱动芯片电源正极", "TM1637供电，3.3V-5V" " ", "SDA", "驱动芯片数据输入", "数据输入，内部有10K上拉电阻" " ", "SCL", "驱动芯片时钟输入", "时钟输入，内部有10K上拉电阻" " ", "GND", "驱动芯片电源负极", "地" "⑤", "", "段限流电阻", "封装1210，根据数码管供电电压和数码管参数决定" | ======================== 电特性 ======================== .. csv-table:: 电气参数 :header: "接口标号", "符号", "名称", "极限值" "①", "A-DP", "输出(段)", "200mA" "②", "G1-G6", "输出(位)", "1.6A" "③", "VCC_LED", "数码管电源正极", "6V-28V" "④", "VCC", "驱动芯片电源正极", "3.3V-5.5V" | ======================== 数码管接线方式： ======================== 此驱动板为扫描式显示，一般大尺寸数码管都是1位的，所以要把所有的数码管段A-DP都一一对应连接起来。 当配套使用LegoL(CWTNS05)主板时，最多支持6位显示，也可以接4位显示，引脚对应显示内容如下： .. figure:: ../../picture/disp11/数码管接线示意.jpg :scale: 40% .. csv-table:: 条件：当显示时间23:18:56时 :header: "位符号", "段符号", "对应显示内容" "G1", "A - G", "时高位 2" " ", "DP", "预留" "G2", "A - G", "时低位 3" " ", "DP", "时分中间的冒号" "G3", "A - G", "分高位 1" " ", "DP", "预留" "G4", "A - G", "分低位 8" " ", "DP", "分秒中间的冒号" "G5", "A - G", "秒高位 5" " ", "DP", "预留" "G6", "A - G", "秒低位 6" " ", "DP", "校时状态标志" | ======================== 驱动接口内部原理： ======================== .. figure:: ../../picture/disp11/20221015接口原理图.png :scale: 60% 位输出Q1为PMOS管开漏输出，型号AO3401A。 段输出Q2为NPN三极管集电极开路，型号MMBT3904。 VCC_LED电压值要根据所选的数码管参数确定，建议不要高出数码管驱动电压太多。 R1为段限流电阻，需要根据VCC_LED和数码管驱动高电压来计算，可参下方公式: 假设LED驱动电压为Vled，电流为Iled，简化Vce 取值200mV，则有 **R1 =（VCC_LED-Vled-0.2V）/Iled** 后文有更详细的计算举例。 | ======================== 数码管驱动电压的计算： ======================== LED又名发光二极管，当正向电压超过某一值后，二极管才会真正导通(发光)，导通后此电压基本不变，一般称此电压为正向压降，也可叫做LED的工作电压。 不同颜色规格的LED此电压范围不同，具体需要查看数码管的规格书参数。 驱动一个数码管，一般需要知道管脚定义，每一段 LED的串并连方式，单个LED的工作电压V，工作电流I。 串联电压相加，电流不加。 并联电压不加，电流相加。 假设一段中有4个LED串联，则数码管的驱动电压VCC_LED=V*4，驱动电流为I。 | ======================== 参数计算举例： ======================== 举例点亮一位红色的3寸共阳数码管。 #. **确认单个LED电压和电流** 首先查看数码管的规格书如下参数： .. figure:: ../../picture/disp11/20221015光电参数.png :scale: 90% 从上表可以知道单个LED的工作电压为2V，一般用2V计算就可以了，如果想精确计算，就需要查看电流与电压的对应曲线了，如下图： .. figure:: ../../picture/disp11/20221015VI曲线.png :scale: 90% 最然规格书中电流最大可以到20mA以上，但还是建议限制在10mA以下，太高会加速LED光衰，缩短使用寿命，亮度其实也不会提高很多。 当设定电流为10mA时，可以从曲线查找到电压约为1.9V。 可以确定了单个LED工作电压为1.9V，电流为10mA。 | #. **确认数码管工作电压和电流** 查找规格书中的LED连接图，如下： .. figure:: ../../picture/disp11/20221015数码管连线.png :scale: 40% 从数码管连接图可知，每段是由6个LED串联，所以数码管的驱动电压为6*1.9V=11.4V，选择常用的12V电源比较合适。 这样确定数码管驱动电压为12V，电流10mA。 | #. **计算段限流电阻** 根据前文公式，电阻R1=（VCC_LED-Vled-0.2V）/Iled =(12-11.4-0.2)V/10mA = 40Ω 电阻功率 P=I*I*R=0.01*0.01*40 = 4mW 一般1210电阻功率为500mW，大于4mW, 所以确定限流电阻规格: 1210封装40欧姆。 | **通过以上查找计算确定，数码管电源接12V，限流电阻选40欧姆(1210)。** .. hint:: - 一定要确认数码管LED的串并联方式，相同尺寸不同厂家的连线很可能不同。 - 一定要计算限流电阻的实际功率，选择合适封装，因为驱动板的封装是1210，所以上述例中选用了1210封装，其实也可以选1206，0805封装的，也可以焊接上。 | ======================== 尺寸： ======================== .. figure:: ../../picture/disp11/20221015尺寸.png :scale: 60% | ======================== 示例程序： ======================== 参考程序：`https://github.com/master-gong/TM1637`_ .. _https://github.com/master-gong/TM1637: https://github.com/master-gong/TM1637 |