專利名稱：一種三色led燈控制電路及其電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子領(lǐng)域，特別是一種三色LED燈控制電路及其電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
伴隨著信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)的高速發(fā)展，各類的數(shù)碼手持式便攜產(chǎn)品以及 LED技術(shù)越來越普及，廣泛的應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。尤其是08年奧運(yùn) 會(huì)開幕式對(duì)于LED的成功應(yīng)用以及該領(lǐng)域技術(shù)的提升和成本的降低，LED 技術(shù)必然會(huì)在今后有著更廣闊的應(yīng)用前景。而數(shù)碼產(chǎn)品尤其是手機(jī)這類 手持式便攜電子設(shè)備的普及，更是將這類設(shè)備從普通的電子產(chǎn)品逐漸向 時(shí)尚日用品的方向過度。
在這樣的背景下，三色LED燈在電子產(chǎn)品上應(yīng)用，增加產(chǎn)品的時(shí)尚 流行程度。但目前，LED燈的控制基本是通過數(shù)碼產(chǎn)品的中央處理器CPU 配合分離器件直接實(shí)現(xiàn)的。而CPU的通用輸入輸出端口 (GPIO)數(shù)量有 限，導(dǎo)致設(shè)備可控制的LED燈不能大規(guī)模的應(yīng)用。難以實(shí)現(xiàn)時(shí)尚流行的 目的。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述已有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一 種三色LED燈控制電路，來達(dá)到以最少GPIO 口以及最簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)器件來 控制最大數(shù)量的三色LED燈，并可以實(shí)現(xiàn)多種跑馬燈變幻方式。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種三色LED控制電路，包括若干個(gè)三色LED燈單元，所述三色LED燈單元包括三個(gè)不同顏色的LED燈，所述的若干三色LED燈單元排 列成矩陣；
每一列三色LED燈單元由中央處理器CPU的一個(gè)GPIO 口控制，每一 行的三色LED燈單元分別由中央處理器CPU的三個(gè)GPIO 口來分別控制；
所述電路還包括若干三極管，連接在所述中央處理器的CPU的GPIO 口與所述的三色LED燈的各個(gè)二極管之間。
本發(fā)明將若干三色LED燈組成一個(gè)矩陣形式，實(shí)現(xiàn)通過最小數(shù)量的 GPIO 口就可以控制最大數(shù)量的LED燈來進(jìn)行自由組合任意閃滅。
與現(xiàn)有的LED燈控制電路相比，本發(fā)明通過矩陣式設(shè)計(jì)，可以極大 的節(jié)約為控制LED燈而需要的中央處理器CPU的GPIO 口的數(shù)量。
本發(fā)明只需要普通的三極管，無需多余的驅(qū)動(dòng)器件就可以實(shí)現(xiàn)三色 LED燈的自由組合亮滅。
此外，本發(fā)明中的三色LED燈除了自身顯示紅、藍(lán)、綠3種色彩外, 還可以搭配顯示出橙色、白色等多種色彩，豐富顯示效果。


圖1是本發(fā)明三色LED燈控制電路的單元電路原理圖。 圖2是本發(fā)明三色LED燈控制電路的矩陣電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步詳細(xì)的說 明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
以共陽極三色LED (light-emitting diode, LED)燈為例，傳統(tǒng)的 三色LED燈的控制方式為三色LED燈的陽極連接供電電源，三色LED 燈的三個(gè)陰極分別連接在三個(gè)叩n三極管的集電極上，所述三個(gè)叩n三極管的基極由中央處理器(CPU)的輸入輸出口 (General Purpose Input/0utput， GPI0)來控制。這樣，每個(gè)三色LED燈需要3個(gè)GPIO 口來控制，而N個(gè)三色LED燈的亮滅以及顏色的變幻則需要3 x N個(gè) GPIO 口才可以實(shí)現(xiàn)。而由于現(xiàn)在通常的手持式電子設(shè)備的中央處理器 的GPIO 口都明顯偏少，因此按照這種傳統(tǒng)方式來進(jìn)行多個(gè)三色LED燈 的控制是不現(xiàn)實(shí)的。
在本發(fā)明中，對(duì)控制LED的方法進(jìn)行了改變，不但用CPU的GPIO 口 來控制三色LED燈的陰極，并且通過三極管來實(shí)現(xiàn)對(duì)三色LED燈陽極的 控制。
以一個(gè)三色LED燈控制單元為例，所述的每一個(gè)三色LED燈控制單 元包括一個(gè)紅色的LED燈R， 一個(gè)綠色的LED燈G，和一個(gè)藍(lán)色的LED 燈B。圖1所示的是三色LED燈控制電路控制一個(gè)三色LED燈的電路原 理圖。為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分。如圖l所示CPU 的一個(gè)GPIO 口 GPIO—VCC來進(jìn)行控制一個(gè)三極管VT1的導(dǎo)通。CPU的三 個(gè)GPIO 口 GPIO一R、 GPIO—G、 GPIO—B分別控制三個(gè)三極管VT2、 VT3、 VT4的導(dǎo)通，其中，三極管VT1的集線極與所述的三色LED燈的陽極連 接，三極管VT2的集線極與所述三色LED中的紅色LED燈R的陰極連接， 三極管VT3的集線極與所述三色LED中的紅色LED燈G的陰極連接，三
極管VT4的集線極與所述三色LED中的紅色LED燈B的陰極連接。
其中，所述的三極管VT1， VT2， VT3和VT4為帶內(nèi)阻的三極管，其
特性參數(shù)只需要滿足Ic〉50mA即可。所述的電路中還包括有相對(duì)應(yīng)的限
流電阻。具體的操作如下，如果希望紅色LED燈R亮，綠色LED燈G和藍(lán)色 LED燈B滅，則將CPU的GPIO—VCC、 GPIO一R拉高，GPI0—G、 GPIO—B拉 低來實(shí)現(xiàn)。即將三極管VT1， VT2導(dǎo)通，VT3， VT4斷路。
需要指出的是，這樣單獨(dú)看一個(gè)三色LED燈控制單元，比傳統(tǒng)的控 制方式多增加使用了一個(gè)GPIO 口，但如果擴(kuò)展到一個(gè)三色燈矩陣，如 圖2所示，則會(huì)極大的節(jié)約GPIO 口的資源了。
圖2所示的是三色LED燈控制裝置的矩陣電路原理圖。以每列3個(gè) 三色LED燈為例。當(dāng)然本發(fā)明可以擴(kuò)展應(yīng)用到每列為其他數(shù)量三色LED 燈的情況。如圖2所示，每一列有3個(gè)三色LED燈，因此需要3X3個(gè) GPIO 口來進(jìn)行控制，即GPI0_R1控制第一行的紅色LED燈，GPI0_G1控 制第一行的綠色LED燈，GPIO—Bl控制第一行的藍(lán)色LED燈，GPIO—R2 控制第二行的紅色LED燈，GPI0—G21控制第二行的綠色LED燈，GPI0—B2 控制第二行的藍(lán)色LED燈，GPI0_R3控制第三行的紅色LED燈，GPIO—G3 控制第三行的綠色LED燈，GPI0一B31控制第三行的藍(lán)色LED燈。同時(shí)， 每一列用一個(gè)CPU的GPIO 口來控制供電電源，即第一列用一個(gè)GPIO 口 GPIO—VCC—1來控制供電電源，第二列用一個(gè)GPIO 口 GPIO—VCC—2來控 制供電電源，依次下去，第N列用一個(gè)GPIO 口 GPIO一VCC一N來控制供電 電源。如此擴(kuò)展為N列時(shí)，每一列的三色LED燈仍然采用第一列的9個(gè) GPIO 口 GPI0一R1至GPI0一B3來分別控制，而僅僅擴(kuò)展GPIO—VCC—N的數(shù) 量。這樣，就可以依然控制控制矩陣中的任意LED燈的亮滅了。例如， 如果希望第三列第二行的紅色LED燈亮，則僅僅需要將GPI0一R2和 GPI0一VCC—3拉高，其他管腳拉低，就可以實(shí)現(xiàn)；而如果希望第三列第二行的紅色LED燈和第二列第三行的綠色LED燈亮，則將GPI0_R2和 GPIO—VCC—3， GPI0一G3和GPI0一VCC—2拉高，其他管腳拉低，即可實(shí)現(xiàn)。
對(duì)比傳統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式和本發(fā)明中采用的矩陣式控制方式，當(dāng)需要N 個(gè)三色燈時(shí)，傳統(tǒng)方法需要3N個(gè)CPU的GPIO 口來實(shí)現(xiàn)，而本發(fā)明所提 供的電路則只需要N/3 +9個(gè)GPIO 口就可以實(shí)現(xiàn)。而且，三色LED燈 的數(shù)量越多，CPU的GPIO 口的利用率越高。當(dāng)然，也可以通過增加三 色LED矩陣中，列上的三色LED燈數(shù)量來進(jìn)一步提高GPIO 口的利用率。
需要指出的是，所述的三色LED燈除了自身顯示紅、藍(lán)、綠3種色 彩外，還可以搭配顯示出橙色、白色等多種色彩，豐富顯示效果。
所述的主控制器CPU適用于低端8051系列到高端ARM系列。同時(shí)根 據(jù)CPU可提供的GPIO 口數(shù)量的多少來實(shí)現(xiàn)所控制的三色LED燈的數(shù)量。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來限定本發(fā)明的 實(shí)施范圍。即凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾， 都應(yīng)為本發(fā)明的技術(shù)范疇。
權(quán)利要求
1、一種三色LED燈控制電路，其特征在于，所述電路包括若干個(gè)三色LED燈單元，所述三色LED燈單元包括三個(gè)不同顏色的LED燈，所述的若干三色LED燈單元排列成矩陣；以及每一列三色LED燈單元由中央處理器CPU的一個(gè)GPIO口控制，每一行的三色LED燈單元由中央處理器CPU的三個(gè)GPIO口來分別控制。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三色LED燈控制電路，其特征在于，所述 電路還包括若干三極管，該三極管分別連接在所述中央處理器的CPU的 GPIO 口與所述的三色LED燈的各個(gè)二極管之間。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的三色LED燈控制電路，其特征在于，所述 的三極管為NPN三極管，其中所述連接三色LED燈矩陣每列的NPN三極 管的集線極連接在所述三色LED燈的陽極上，所述連接三色LED燈矩陣 每行的NPN三極管的集線極連接在所述三色LED燈的陰極上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的三色LED燈控制電路，其特征在于，所述 的三極管為帶內(nèi)阻的三極管。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的三色LED燈控制電路，其特征在于，所述 的電路還包括若干限流電阻，用以控制流過所述三極管和所述LED的電 流大小。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l，或2，或3，或4，或5所述的三色LED燈控制 電路，其特征在于，所述的三色LED燈分別為藍(lán)色、紅色、綠色，并可 以通過控制所述的三色LED燈的亮滅明暗的不同組合而顯示白色、橙色、 紫色、黃色燈其他顏色。
7、 一種包含如權(quán)利要求l，或2，或3，或4，或5所述的三色LED 燈控制電路的電子設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明涉及了一種三色LED燈控制電路及其電子設(shè)備，所述的電路包括若干個(gè)三色LED燈單元，排列成矩陣；每一列三色LED燈單元由中央處理器CPU的一個(gè)GPIO口控制，每一行的三色LED燈單元分別由中央處理器CPU的三個(gè)GPIO口來分別控制；所述電路還包括若干三極管，連接在中央處理器的CPU的GPIO口與三色LED燈的各個(gè)二極管之間。本實(shí)用新型將若干三色LED燈組成一個(gè)矩陣形式，實(shí)現(xiàn)通過最小數(shù)量的GPIO口控制最大數(shù)量的LED燈來進(jìn)行自由組合任意閃滅。
文檔編號(hào)H05B37/00GK101640957SQ20091005153
公開日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2009年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月19日
發(fā)明者趙晉洪 申請(qǐng)人:上海聞泰電子科技有限公司