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显示两位数字的LED条状显示屏

2011年11月30日 ?? 收藏0
本电路使用了美国国家半导体公司的两只LM3914点/条显示驱动IC,实现了一个0至5V的两位数LED电压计,模拟了一个闪烁ADC。这个LED条状图由五只LED组成,每只代表1V输入信号,表示了MSD(最高有效数字)。点状模式有九只LED,此时只有一只LED发光,代表LSD(最低有效数字)。电路会检测MSD LED的工作情况,用来改变驱动LSD的芯片的输入基准阶梯。输入信号区间从0至5V,精度优于±50mV。电路可在5至8V的电源电压下工作。

图1,这个电压表将IC1的1V~5V电压显示为一个条形图。IC2的点状图表示了最低有效数字,LED表示0.1V~0.9V。
图1,这个电压表将IC1的1V~5V电压显示为一个条形图。IC2的点状图表示了最低有效数字,LED表示0.1V~0.9V。

R1和R2将输入电压一分为二,如一个最大5V的输入在LM3914(IC1与IC2)上是2.5V(图1)。IC1的模式端子绑定为高电平,此时它工作为一个条状图,用VR1将IC1的REFOUT引脚调至2.5V。于是,IC1的每个输出脚都以0.5V步长逐个点亮。由于该IC是做MSD,因此从D2的输出开始,每个其它输出端都只接五只LED,这意味着五只LED将以1V的间隔,从1V~5V逐个点亮。LM3914的数据表中说明了如何用R3设定LED脚为恒流输出(参考文献1)。每个LED上的电流大约为从REFOUT输出脚所拉电流的10倍。REFADJ与REFOUT脚之间保持为1.25V。VR2/R10/R13分压器产生一个负载,它与1.5kΩ的R3一起,将D1至D5的LED设为固定的输出电流。应从同一批次产品中选择这些LED,使它们有匹配的正向压降。

然后,为四只LED中的每个都接一只电阻和一只晶体管。LED上的电压亦加在电阻上,因此这些LED形成四个与LED相关运行的恒流源。调节VR3,使得每只LED导通时都在其加总输出上增加500mV。此信号送至RLO,即第二只LM3914内部电阻串中最下面的电阻(图2)。然后,将50%分压的输入信号送至IC2的SIG引脚。用一只运放IC3,在IC1输出端的加总电流信号上加一个固定的500mV偏压。R1与R2将电路的输入信号降低50%,因此IC2 SIG输入脚的一个500mV漂移就代表了1V的输入漂移。

图2,LM3914 IC有内部基准和一个阶梯电阻,可以将其配置用做条形或点状LED显示(原美国国家半导体公司提供)。
图2,LM3914 IC有内部基准和一个阶梯电阻,可以将其配置用做条形或点状LED显示(原美国国家半导体公司提供)。

当电路的输入电压从0~1V时,两个条形图IC的SIG输入端都是0~0.5V。IC1上LED都不发光,意味着IC2?的RLO为0V,而RHI为用VR2调节的500mV偏压。当芯片的输入从0~0.45V时(对应于信号输入端口的0~0.9V电压),现在IC2的LED输出顺序点亮。当输入信号高到足以点亮LED D1时,IC2的RLO上的电压跳到500mV,而RHI的输入只比RLO高500mV,为1V。由于IC2的内部阶梯电阻现在偏置在0.5V~1V,因此IC2表示出在信号输入端口上1V与2V之间的0.1V步长。将IC2的Mode引脚悬浮,该器件就工作在点模式,而不是条形图模式。

在为信号输入端口送一个4.9V输入时,LED D1至D4发光,使IC2的RLO输入为2V。运放为该值加上500mV,将总计2.5V送至IC2的RHI输入。IC2的输入为2.45V,因此IC2的D9输出点亮,从而正确地指示测量的LSB(最低有效位)为1/9。

参考文献

1.“LM3914 Dot/Bar Display Driver,” National Semiconductor, February 2003.


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