多LED灯控制电路的制作方法

多led灯控制电路
技术领域
1.本技术涉及单片机领域，特别是涉及多led灯控制电路。


背景技术：

2.目前led灯的控制一般采用单片机来控制，目前现有的一般采用一个单片机io控制1个led，采用一个单片机io口控制一个led灯，这样要控制多少个led灯就需要占用单片机的多少个io口，而单片机的io口资源是有限的，进而导致了单片机的io使用不便，且造成了单片机的成本上升和io口资源浪费。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供了一种多led灯控制电路，以至少解决相关技术中单片机的io口资源浪费的问题。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种多led灯控制电路，所述多led灯控制电路包括：单片机和多个led灯组，所述单片机包括m个行io口和n个列io口，所述led灯组由两个led灯正反并联组成，其中，每个所述行io口与n个所述列io口之间均串联一个所述led灯组，其中，m与n相加的值大于或等于3，m，n均为整数。
5.在其中一些实施例中，所述多led灯控制电路还包括：m个行io口限流电阻，每个所述行io口的输出端均耦合一个所述行io口限流电阻。
6.在其中一些实施例中，所述多led灯控制电路还包括：n个列io口限流电阻，每个所述列io口的输出端均耦合一个所述列io口限流电阻。
7.在其中一些实施例中，行io口限流电阻和列io口限流电阻的阻值均由用户设定。
8.在其中一些实施例中，所述多led灯控制电路还包括：第一存储模块，所述第一存储模块用于存储每个所述led灯的亮灭状态与该led灯对应的io口输出高低电平之间的对应关系表。
9.在其中一些实施例中，所述多led灯控制电路还包括：检测模块和切换模块，所述检测模块分别耦合至每个所述行io口、每个所述列io口和所述切换模块的输入端，所述切换模块的输出端分别耦合至每个所述行io口和每个所述列io口，其中，
10.所述检测模块用于检测每个所述列io口的输出电平和每个所述行io口的输出电平，并根据每个所述列io口的输出电平、每个所述行io口的输出电平以及所述第一存储模块中存储的对应关系表，确定每个所述led灯的当前亮灭状态；所述切换模块用于根据每个所述led灯的当前亮灭状态和所述对应关系表，切换每个所述led灯对应的列io口的输出电平和行io口的输出电平，以使得每个所述led灯切换至与当前亮灭状态相反的另一状态。
11.在其中一些实施例中，所述切换模块包括：控制单元和切换单元，所述控制单元用于接收所述检测模块发送的每个所述led灯的当前亮灭状态，并根据每个所述led灯的当前亮灭状态，控制所述切换单元切换每个所述led灯对应的列io口的输出电平和行io口的输出电平。
12.在其中一些实施例中，所述多led灯控制电路还包括：第二存储模块，所述第二存储模块耦合至所述切换模块，所述第二存储模块用于存储所述切换模块切换led灯的亮度状态的切换时间，所述切换模块还用于在所述切换时间内切换每个所述列io口的输出电平和每个所述行io口的输出电平。
13.在其中一些实施例中，所述多led灯控制电路还包括：第三存储模块和控制模块，所述控制模块耦合至所述第三存储模块和所述切换模块之间，所述第三存储模块用于存储每个led灯的标号顺序，所述控制模块用于根据所述标号顺序和所述对应关系表，控制所述切换模块切换每个所述led灯对应的列io口的输出电平和行io口的输出电平，以使得led灯按照所述标号顺序在预设时间间隔内进行点亮，并控制除该led灯以外的led灯熄灭。
14.其中一些实施例中，所述多led灯控制电路还包括：第四存储模块，耦合至所述控制模块，所述第四存储模块用于存储每个led灯按照所述标号顺序进行点亮的预设时间间隔。
15.相比于相关技术，本技术实施例提供的多led灯控制电路，通过在多led灯控制电路中设置单片机和多个led灯组，单片机包括m个行io口和n个列io口，led灯组由两个led灯正反并联组成，其中，每个行io口与n个列io口之间均串联一个led灯组，其中，m与n相加的值大于或等于3，m，n均为整数的方式，解决了相关技术中单片机的io口资源浪费的问题，提高了单片机的io口资源浪的利用率。
16.本技术的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本技术的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
附图说明
17.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
18.图1是根据本技术实施例的多led灯控制电路的结构框图；
19.图2是根据本技术优选实施例中的多led灯的控制电路的结构示意图一；
20.图3是根据本技术实施例中的led灯的亮灭状态切换的时序图一；
21.图4是根据本技术实施例中的led灯的亮灭状态切换的时序图二；
22.图5是根据本技术优选实施例中的多led灯的控制电路的结构示意图二。
具体实施方式
23.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。基于本技术提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本技术公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本技术揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本技术公开的内容不充分。
24.在本技术中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相
同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本技术所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
25.除非另作定义，本技术所涉及的技术术语或者科学术语应当为本技术所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本技术所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本技术所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本技术所涉及的“多个”是指大于或者等于两个。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。本技术所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。
26.本实施例提供了一种多led灯控制电路，图1是根据本技术实施例的多led灯控制电路的结构框图，如图1所示，该多led灯控制电路包括：单片机(图1中未示出)和多个led灯组，单片机包括m个行(row)io口和n个列(column)io口，led灯组由两个led灯正反并联组成，其中，每个行io口与n个列io口之间均串联一个led灯组，其中，m与n相加的值大于或等于3，m，n均为整数。
27.在本实施例中，通过在多led灯控制电路中的每个行io口与n个列io口之间均串联一个led灯组的方式，可以实现m n个io口对m*n*2个led灯的控制，解决了相关技术中单片机的io口资源浪费的问题，提高了单片级的io口资源的利用率。
28.需要说明的是，在图1中，第一个行io口至第m个行io口可以用row1、row2
……
rowm表示，第一个列io口至第m个列io口可以用column1、column2
……
columnn表示，其中，led11a和led11b可以表示一个正反并联的led组，ledmna和ledmnb可以表示一个正反并联的led组，此处不再一一说明。
29.继续参照图1，在其中一些实施例中，多led灯控制电路还包括：m个行io口限流电阻，每个行io口的输出端均耦合一个行io口限流电阻。
30.需要说明的是，m个行io口的可以用r1、r2
……
rm表示，如图1所示。
31.在本实施例中通过在每个行io口的输出端均耦合一个行io口限流电阻，可以实现对与行io口直接连接的led灯组的保护，避免了输入电流过大而造成led灯被击穿的问题。
32.在其中一些实施例中，多led灯控制电路还包括：n个列io口限流电阻，每个列io口的输出端均耦合一个列io口限流电阻。
33.需要说明的是，n个列io口的可以用rn1、rn2
……
rnn表示。
34.在本实施例中，通过在每个列io口的输出端均耦合一个列io口限流电阻，可以实现对与列io口直接连接的led灯组的保护，避免了输入电流过大而造成led灯被击穿的问题。
35.在其中一些实施例中，行io口限流电阻和列io口限流电阻的阻值由用户设定。
36.在本实施例中，可以通过典型值为330ω的电阻来实现对led灯的保护。
37.需要说明的是，行io口限流电阻和列io口限流电阻的阻值也可以根据io电平和led灯的亮度要求或实际需要进行设定，本技术不作限定。
38.在其中一些实施例中，多led灯控制电路还包括：第一存储模块，第一存储模块用于存储每个led灯的亮灭状态与该led灯对应的io口输出高低电平之间的对应关系表。
39.在本实施例中，通过在第一存储模块中存储每个led灯的亮灭状态与该led灯对应的io口输出高低电平之间的对应关系表，可以便于用于根据该对应关系表来调整每一个led的亮灭状态，以达到对每个led灯的亮灭状态的精确控制。
40.在其中一些实施例中，多led灯控制电路还包括：检测模块和切换模块，检测模块分别耦合至每个行io口、每个列io口和切换模块的输入端，切换模块的输出端分别耦合至每个行io口和每个列io口，其中，检测模块用于检测每个列io口的输出电平和每个行io口的输出电平，并根据每个列io口的输出电平、每个行io口的输出电平以及第一存储模块中存储的对应关系表，确定每个led灯的当前亮灭状态；切换模块用于根据每个led灯的当前亮灭状态和对应关系表，切换每个led灯对应的列io口的输出电平和行io口的输出电平，以使得每个led灯切换至与当前亮灭状态相反的另一状态。
41.在本实施例中，通过在多led灯控制电路中设置检测模块和切换模块，并通过检测模块检测io口的电平，进而根据电平和对应关系表确定每个led灯的亮灭状态，来使得切换模块根据每个led灯的当前亮灭状态和对应关系表，切换每个led灯对应的列io口的输出电平和行io口的输出电平，以使得每个led灯切换至与当前亮灭状态相反的另一状态的方式，实现了对每个led灯的亮灭状态的控制。
42.在其中一些实施例中，切换模块包括：控制单元和切换单元，控制单元用于接收检测模块发送的每个led灯的当前亮灭状态，并根据每个led灯的当前亮灭状态，控制切换单元切换每个led灯对应的列io口的输出电平和行io口的输出电平。
43.在本实施例中，通过在切换模块中设置控制单元和切换单元，并通过控制单元来控制切换单元来实现切换，可以提高对io口电平切换的精确度。
44.由于人眼有视觉惰性，当光像一旦在视网膜上形成，视觉将会对这个光像的感觉维持一个有限的时间，这种生理现象叫做视觉暂留性，对于中等亮度的光刺激，视觉暂留时间约为0.1～0.4s。
45.基于人眼的这一特性，在其中一些实施例中，多led灯控制电路还包括：第二存储模块，第二存储模块耦合至切换模块，第二存储模块用于存储切换模块切换led灯的亮度状态的切换时间，切换模块还用于在切换时间内切换每个列io口的输出电平和每个行io口的输出电平。
46.在本实施例中，通过设置第二存储模块的方式，以使得切换模块可以直接在第二存储模块中获取切换时间，并在切换时间内切换每个列io口的输出电平和每个行io口的输出电平，提高了切换模块的切换效率。
47.在本实施例中，为了使led灯在人眼中一直保持着点亮的状态，可以通过将切换时间设置成小于视觉暂留时间，且在该点亮和熄灭两个状态中反复切换的方式来实现，例如，切换时间可以小于0.1s，具体可以根据实际情况来进行设定，通过该方式，使得所有的led灯均达到了点亮的状态。
48.需要说明的是，单片机的io口的切换速度可以达到ns级别，可以轻易达到实现所
有led灯在亮灭状态的切换过程仍在人眼中保持着点亮状态。
49.在其中一些实施例中，多led灯控制电路还包括：第三存储模块和控制模块，控制模块耦合至第三存储模块和切换模块之间，第三存储模块用于存储每个led灯的标号顺序，控制模块用于根据标号顺序和对应关系表，控制切换模块切换每个led灯对应的列io口的输出电平和行io口的输出电平，以使得led灯按照标号顺序在预设时间间隔内进行点亮，并控制除该led灯以外的led灯熄灭。
50.在本实施例中，通过设置第三存储模块和控制模块，以通过控制模块来根据第三存储模块中的标号顺序以及第一存储模块中的对应关系表，来控制切换模块切换每个led灯对应的列io口的输出电平和行io口的输出电平，以使得led灯按照标号顺序在预设时间间隔内进行点亮，并控制除该led灯以外的led灯熄灭的方式，实现了对每个led灯按照标号顺序点亮。
51.其中一些实施例中，多led灯控制电路还包括：第四存储模块，耦合至控制模块，第四存储模块用于存储每个led灯按照标号顺序进行点亮的预设时间间隔。
52.在本实施例中，通过在预设时间间隔内按照标号信息点亮led灯的方式，提高了点亮led灯的效率。
53.在一些实施例中，可以将每个led灯的亮灭状态切换的预设时间间隔的总和设置成小于视觉暂留时间，并循环按照标号信息进行点亮和熄灭的方式，可以实现对每个led按照顺序点亮，同时还实现了所有led灯在亮灭状态的切换过程仍在人眼中保持着点亮状态。
54.下面通过优选实施例对本技术实施例进行描述和说明。
55.图2是根据本技术优选实施例中的多led灯的控制电路的结构示意图一，如图2所示，以m＝1，n＝2进行描述和说明，在该实施例中，使用3个io控制4个led的电路，第一行io口(row1)，第一列io口(column1)，第二列io口(column2)这三个io口分别为单片机mcu的3个io输出信号。
56.在本实施例中，通过控制3个io口工作在高电平或低电平可以控制4个led灯的亮灭状态，r1为第一行io口的限流电阻(可以为典型值的330ω，还可以根据io口的电平和led灯的亮度要求选择阻值)。当row1，column1，column2输出不同高低电平时，led1～led4会有不同的亮灭状态，有如下表：
57.表1led灯的亮灭状态表
[0058][0059]
从上表1可以看出：状态0和状态7的4个led均为熄灭状态。状态1时column2输出高电平，row1和column1输出均为低电平，基于发光二极管(led灯)的特性可以知道，此时只有led3处于正向导通状态可以点亮，其他三个led灯均为熄灭；状态2时，只有led1点亮；状态3时，led1和led3均被点亮；其余组合以此类推。
[0060]
由于人眼有视觉惰性，当光像一旦在视网膜上形成，视觉将会对这个光像的感觉维持一个有限的时间，这种生理现象叫做视觉暂留性，对于中等亮度的光刺激，视觉暂留时间约为0.1～0.4s。
[0061]
基于人眼的这一特性，通过软件编程控制模块来控制row1、column1、column2的电平状态，以使得各个led灯的在状态4和状态3这两种状态高速循环切换，其切换的时序图如图3，当处于0
‑
1时间片内时，此时row1为高电平，column1和column2为低电平，此时根据表1可以确定为状态4，以及可以确定此时led2和led4均被点亮，led1和led3均被熄灭；当处于1
‑
2时间片内时，此时row1为低电平，column1和column2均为高电平，此时根据表1可以确定为状态3。以及此时led1和均被led3点亮，led2和led3均被熄灭，因此，可以通过如此循环往复切换。当切换速度足够快时，即切换间隔小于视觉暂留时间时(单片机的io切换速度可以达到ns级别，可以轻易达到)，会呈现4个led均点亮的状态。
[0062]
图4是根据本技术实施例中的led灯的亮灭状态切换的时序图二，如图2所示，当处于0
‑
1时间片内时，row1为低电平，column1为高电平，column2为低电平，此时根据表1为状态2，且还可以确定此时led1点亮，其他led均熄灭；当处于1
‑
2时间片内时，此时row1为高电平，column1为低电平，column2为高电平，此时根据表1为状态5，且还可以确定此时led2点亮，其他熄灭，因此，可以如此循环切换状态2和状态5，并在切换速度足够快时，即切换间隔小于视觉暂留时间的情况下，会呈现led1和led2同时点亮的状态。
[0063]
基于上面的实施例，可以知道通过编程控制控制模块来控制row1、column1、column2的输出组合，就可以实现4个灯的任意点亮或者闪烁状态，达到使用3个io控制4个led灯的目的。
[0064]
进一步的，还可以在各个状态中间均匀插入一些4个灯全灭的状态，可以降低单位时间内led灯点亮的时间，在人眼看来，会呈现灯的亮度变暗，从而还可以实现调节led灯视觉亮度的效果。
[0065]
在一些实施例中，还提供了一种多led灯的控制电路，如图5所示，m＝2，n＝2，在本实施例中，通过使用4个io实现了对8个led灯的控制，达到了节省了单片机的io资源的有益效果。
[0066]
基于上述实施例中，本技术实施例中实现了通过用m n个io控制2*m*n个led灯，达到任意亮灭组合以及亮度可调节的电路。用更少的io实现了led控制数量的最大化，对于实际工程中有限的单片机mcu的io口资源来说，达到了节约成本的优势。
[0067]
本领域的技术人员应该明白，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0068]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。