[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。
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
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¶
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¶
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:
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:¶
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:
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:
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:
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)。
提示
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:¶
示例程序:¶
参考程序:https://github.com/master-gong/TM1637