本實用新型涉及LED技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種LED裝置。

背景技術(shù)：

LED(Light Emitting Diode)半導體發(fā)光器件包括半導體發(fā)光二極管(簡稱LED)、數(shù)碼管、符號管、米字管及點陣式顯示屏(簡稱矩陣管)等。傳統(tǒng)技術(shù)中，一般采用外部的直流電源，輔以單片機接口控制，這樣的電路在布圖設(shè)計和布板設(shè)計時，會著重考慮電源走線問題。會占用較多的PCB板(Printed Circuit Board，印制電路板)面積，也會增加相互之間的電磁干擾。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對傳統(tǒng)技術(shù)中，LED驅(qū)動電路使用外部直流電源時占用PCB板較多面積的問題，提供一種更有利于裝置中PCB板布線的LED裝置。

為實現(xiàn)本實用新型目的提供的一種LED裝置，所述裝置包括微控制單元和第一發(fā)光二極管；所述微控制單元設(shè)置有電源輸出端口，所述電源輸出端口與所述第一發(fā)光二極管的陽極連接，為所述第一發(fā)光二極管供電。

在其中一個實施例中，所述裝置還包括第二發(fā)光二極管，所述微控制單元還設(shè)置有第一通用輸入/輸出端口，所述第一發(fā)光二極管的陰極及所述第一通用輸入/輸出端口均與所述第二發(fā)光二極管的陽極連接；且所述第一通用輸入/輸出端口的輸出狀態(tài)包括高電平、低電平及高阻態(tài)。

在其中一個實施例中，所述第二發(fā)光二極管的陰極接地。

在其中一個實施例中，所述裝置還包括第一限流電阻，所述第一限流電阻的一端連接所述第一通用輸入/輸出端口，另一端連接所述第二發(fā)光二極管的陽極。

在其中一個實施例中，所述裝置還包括第二限流電阻，所述第二限流電阻的一端連接所述電源輸出端口，另一端連接所述第一發(fā)光二極管的陽極。

在其中一個實施例中，所述裝置還包括第三限流電阻，所述第三限流電阻的一端連接所述第二發(fā)光二極管的陰極，另一端接地。

在其中一個實施例中，所述第一發(fā)光二極管的數(shù)量為兩個以上，且兩個以上所述第一發(fā)光二極管相互并聯(lián)設(shè)置。

在其中一個實施例中，所述第二發(fā)光二極管的數(shù)量為兩個以上，且兩個以上所述第二發(fā)光二極管相互并聯(lián)設(shè)置。

在其中一個實施例中，所述裝置還包括第三發(fā)光二極管，所述微控制單元還設(shè)置有第二通用輸入/輸出端口，所述第二發(fā)光二極管的陰極及所述第二通用輸入/輸出端口均與所述第三發(fā)光二極管的陽極連接；且所述第二通用輸入/輸出端口的輸出狀態(tài)包括高電平、低電平及高阻態(tài)。

在其中一個實施例中，所述裝置還包括第四限流電阻，所述第四限流電阻的一端連接所述第二通用輸入/輸出端口，另一端連接所述第三發(fā)光二極管的陽極。

本實用新型的有益效果包括：本實用新型提供的LED裝置，其包括微控制單元，且微控制單元上設(shè)置有電源輸出端口，通過將微控制單元上的電源輸出端口與發(fā)光二極管的陽極連接，實現(xiàn)使用微控制單元為發(fā)光二極管供電。從而不再需要外接直流電源為發(fā)光二極管供電，避免了直流電源供電中電源走線設(shè)計過于復雜的問題。同時，由于采用了微控制單元供電，電源走線減少，降低了電磁干擾，也減少電源走線占用PCB板的面積。

附圖說明

圖1為一實施例的LED裝置電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為另一實施例的LED裝置電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3至圖6為圖2所示的LED裝置的4種不同運行狀態(tài)示意圖；

圖7為另一實施例的LED裝置電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為另一實施例的LED裝置電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖對本實用新型的LED裝置的具體實施方式進行說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

還需要說明的是，本實用新型中描述器件所用的術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”只是為了區(qū)分各部件，不能解釋為重要程度，也不能作為排序解釋。

本實用新型一實施例的LED裝置，如圖1所示，包括微控制單元(micro controller unit，MCU)和第一發(fā)光二極管(LED1)。微控制單元MCU設(shè)置有電源輸出端口(VDDIO)，電源輸出端口與第一發(fā)光二極管的陽極連接，為第一發(fā)光二極管供電。

本實施例中，微控制單元一方面作為LED的控制部件，另一個方面也作為LED的供電模塊，為LED提供穩(wěn)定的電能。且MCU中用于提供電源的VDDIO端口輸出電壓為通用的3.3V，本實施例中的第一發(fā)光二極管可以為通用壓降為1.8V的發(fā)光二極管，從而MCU的VDDIO端口足以提供第一發(fā)光二極管導通的電壓。

本實施例的LED裝置，使用MCU的電源端口為LED供電，MCU同時對LED進行控制和為LED供電。使本實施例的裝置不再需要外部直流電源為LED供電，從而在設(shè)計布局LED裝置的PCB板時，不再需要過多考慮電源走線問題，提高裝置設(shè)計的效率。另一個方面，由于采用MCU上的電源輸出端口為LED供電，大大減少了LED與電源之間的連接線路，減少了供電線路占用PCB板的面積。

其中，本實施例的LED裝置中，第一發(fā)光二極管的陰極可以直接接地，也可以連接其他部件，如連接另一個發(fā)光二極管。且可在電源輸出端口和第一發(fā)光二極管之間串聯(lián)起限流作用的電阻R0。

另外，在其他實施例中，第一發(fā)光二極管的數(shù)量也可以為多個。如第一發(fā)光二極管接地時，則多個發(fā)光二極管并聯(lián)設(shè)置在MCU的電源輸出端口和地之間。當然，多個第一發(fā)光二極管并聯(lián)設(shè)置在電源輸出端口和地之間時，多個發(fā)光二極管的工作狀態(tài)應(yīng)該是完全一致的。為了起限流作用，當包含多個第一發(fā)光二極管時，可對每個發(fā)光二極管連接一個限流電阻，也可多個第一發(fā)光二極管并聯(lián)后串聯(lián)一個限流電阻。

如圖2所示，在另一實施例的LED裝置中，除包含前述實施例的微控制單元MCU和第一發(fā)光二極管LED1外，還包括第二發(fā)光二極管LED2及第一限流電阻R1。且如圖2所示，第一發(fā)光二極管LED1與第二發(fā)光二極管LED2串聯(lián)，即第一發(fā)光二極管的陰極與第二發(fā)光二極管LED2的陽極連接，第二發(fā)光二極管LED2的陰極接地。同時，本實施例的裝置中，微控制單元MCU還設(shè)置有第一通用輸入/輸出端口(General Purpose Input Output，GPIO)，GPIO1，第一限流電阻R1一端連接所述第一通用輸入/輸出端口GPIO1，另一端連接第二發(fā)光二極管LED2的陽極。且第一通用輸入/輸出端口GPIO1的輸出狀態(tài)包括高電平、低電平及高阻態(tài)。從而能夠通過MCU上的GPIO1端口對第一發(fā)光二極管LED1及第二發(fā)光二極管LED2的工作狀態(tài)進行控制。而本實施例中連接在第一通用輸入/輸出端口和第二發(fā)光二極管LED2的陽極之間的第一限流電阻R1，主要是對流經(jīng)LED1和LED2的電流大小起限制作用。

具體的，當VDDIO電源輸出端口輸出電壓為3.3V，LED1和LED2均為通用壓降為1.8V的發(fā)光二極管，且第一限流電阻R1范圍在400Ω～600Ω之間時，通過調(diào)整GPIO1端口的三種狀態(tài)：高電平1(端口輸出電壓3.3V)、低電平0(端口輸出電壓0V)以及高阻態(tài)，LED1和LED2可具有以下幾種亮、滅狀態(tài)。

如圖2所示，當GPIO1端口的狀態(tài)設(shè)置為高阻態(tài)時，LED1和LED2的壓降為3.6V，VDDIO電源輸出端口輸出電壓為3.3V，不足以驅(qū)動兩個LED等亮，因此，GPIO1端口為高阻態(tài)時，圖2中LED1和LED2均不發(fā)亮。

如圖3所示(圖中右側(cè)顯示為GPIO1端口輸出狀態(tài))，當GPIO1端口的狀態(tài)為輸出低電平0時，VDDIO電源輸出端口、LED1、限流電阻R1組成回路，回路電流在5～8mA，LED1燈發(fā)亮。此時，限流電阻R1對流過第一發(fā)光二極管LED1的電流進行限定，防止流過第一發(fā)光二極管LED1的電流過大對LED1造成損傷。

如圖3所示，當設(shè)置GPIO1端口輸出方波的占空比為二分之一，在高電平1的周期里強制接入高阻態(tài)，實現(xiàn)LED1單獨閃爍的效果，設(shè)置輸出方波的頻率，實現(xiàn)LED1單獨閃爍的快慢。如：設(shè)置輸出方波頻率為1Hz，周期T為1s，LED1的閃爍時間為0.5s。即LED1在GPIO1端口輸出為低電平0的0.5s內(nèi)亮，在高阻態(tài)時滅。

如圖4所示，當GPIO接口的狀態(tài)為輸出高電平1時，GPIO1端口、限流電阻R1、LED2組成回路，回路電流在5～8mA，LED2燈發(fā)亮。此時，第一限流電阻R1對流過第二發(fā)光二極管LED2的電流進行限定，防止流過LED2的電流過大對LED2造成損傷。

進一步的，如圖4所示，設(shè)置GPIO1端口輸出方波的占空比為二分之一，在低電平0的周期里強制接入高阻態(tài)，實現(xiàn)LED2單獨閃爍的效果，設(shè)置輸出方波的頻率，實現(xiàn)LED2單獨閃爍的快慢，如：設(shè)置輸出方波頻率為1Hz，LED1的閃爍時間為0.5s。即LED2在GPIO1端口輸出為高電平1的0.5s內(nèi)亮，在高阻態(tài)時滅。

當GPIO1端口的狀態(tài)交替切換高低電平時，LED1燈和LED2燈交替發(fā)亮，也就是形成交替閃爍現(xiàn)象。

如圖5所示，設(shè)置GPIO1端口的輸出方波為500Hz，占空比為二分之一，相對應(yīng)的每一個周期為2ms，LED1和LED2發(fā)亮間隔為1ms，實現(xiàn)視覺上的LED1和LED2共亮。

如圖5所示，設(shè)置GPIO1端口一段時間為高阻態(tài)，相持續(xù)的另一段時間輸出500Hz，占空比為二分之一的方波，以此循環(huán)N次，可實現(xiàn)視覺上的LED1燈和LED2燈共亮與共滅。如：高阻態(tài)時間周期為1s，輸出方波時間周期為1s，可實現(xiàn)視覺上的LED1燈與LED2燈同時滅1s與亮1s。

另外，通過設(shè)置GPIO1端口輸出方波的占空比，可實現(xiàn)在第一LED和第二LED閃爍時，進行亮度調(diào)節(jié)。

如圖6所示，設(shè)置GPIO1端口輸出方波的占空比為四分之一時，則LED1燈在閃爍時亮度較強。而設(shè)置GPIO1端口輸出方波的占空比為四分之三，則LED2燈在閃爍時亮度較強。

本實施例的如圖2至圖6所示的LED裝置，通過GPIO端口對LED1和LED2兩個發(fā)光二極管進行控制，且對兩個發(fā)光二極管使用一個限流電阻R1進行限流，相對于傳統(tǒng)技術(shù)中的對每個發(fā)光二極管使用一個限流電阻，減少了限流電阻的數(shù)量，降低LED驅(qū)動電路整體的成本，同時也減少PCB板上占用的面積，使整個LED驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)更加緊湊，縮小整個LED裝置的體積。

如圖7所示，在另一實施例的LED裝置中，在電源輸出端口VDDIO和第一發(fā)光二極管LED1之間連接有第二限流電阻R2，且第二限流電阻R2的取值也可以在400Ω～600Ω之間。從而當GPIO1端口的狀態(tài)為輸出低電平0，VDDIO電源輸出端口、LED1和第二限流電阻R2組成回路時，LED1燈發(fā)亮，第二限流電阻R2對流過LED1的電流進行限定，防止流過第一發(fā)光二極管LED1的電流過大。

如圖8所示，在另一實施例的LED裝置中，與圖2所示的LED裝置不同的是，在LED2的陰極與地之間連接有第三限流電阻R3，且第三限流電阻R3的取值也可以在400Ω～600Ω之間。從而當GPIO接口的狀態(tài)為輸出高電平1，GPIO1端口、LED2和第三限流電阻R3組成回路時，回路電流在5～8mA，LED2燈發(fā)亮。此時第三限流電阻R3對流過LED2的電流進行限定，防止流過第二發(fā)光二極管LED2的電流過大。

另外在其他實施例中，也可以設(shè)置兩個以上的第二發(fā)光二極管，且多個發(fā)光二極管均并聯(lián)在GPIO1端口和地之間。而當?shù)诙l(fā)光二極管的陰極與地之間連接有第三限流電阻時，多個第二發(fā)光二極管可均并聯(lián)在GPIO1端口和第三限流電阻之間。但是在其他實施例中，也可在每個第二發(fā)光二極管的陰極串聯(lián)一個第三限流電阻之后再并聯(lián)到GPIO1端口和地之間。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，當LED裝置中并聯(lián)設(shè)置多個第二發(fā)光二極管時，多個第二發(fā)光二極管在GPIO1端口的控制下亮或者滅的狀態(tài)相同。

另外，在其他實施例中，LED裝置還包括第三發(fā)光二極管，相應(yīng)的，微控制單元MCU還設(shè)置有第二通用輸入/輸出端口。與第二發(fā)光二極管與第一發(fā)光二極管連接方式類似的，第二發(fā)光二極管與第三發(fā)光二極管串聯(lián)，即第二發(fā)光二極管的陰極與第三發(fā)光二極管的陽極連接，第三發(fā)光二極管的陰極接地。而第二通用輸入/輸出端口連接在第二發(fā)光二極管和第三發(fā)光二極管之間。且第二通用輸入/輸出端口的結(jié)構(gòu)和功能與第一通用輸入/輸出端口的結(jié)構(gòu)和功能相同，第二通用輸入/輸出端口的輸出狀態(tài)也包括高電平、低電平及高阻態(tài)。如此，則可以通過第一通用輸入/輸出端口和第二通用輸入/輸出端口之間的配合控制第一發(fā)光二極管、第二發(fā)光二極管和第三發(fā)光二極管的亮或者滅。

相應(yīng)的，為了對流經(jīng)第三發(fā)光二極管的電流進行限定，也可在第二通用輸入/輸出端口和第三發(fā)光二極管的陽極之間連接第四限流電阻。通過第四限流電阻對流過第三發(fā)光二極管的電流大小進行限定。

另外在其他實施例中，也可以在第二通用輸入/輸出端口和地之間并聯(lián)多個第三發(fā)光二極管。而且多個所述第三發(fā)光二極管的運行狀態(tài)也應(yīng)該是相同的。

且本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在微控制單元的可用I/O端口數(shù)量允許的情況下，可以設(shè)置多組串聯(lián)的發(fā)光二極管，即可按照第一發(fā)光二極管、第二發(fā)光二極管和第三發(fā)光二極管的順次連接方式可再串聯(lián)第四發(fā)光二極管和第五發(fā)光二極管，……。并通過多個通用輸入/輸出端口輸出狀態(tài)的組合控制實現(xiàn)各組發(fā)光二極管的工作狀態(tài)。

以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。