對(duì)數(shù)LED面板顯示具有72dB范圍

本應(yīng)用筆記介紹了一個(gè)簡(jiǎn)單的獨(dú)立面板顯示電路，用于驅(qū)動(dòng)12 LED對(duì)數(shù)列。LED柱是一個(gè)12步對(duì)數(shù)指示器，步高為6dB，形成72dB的總列范圍。電路的精度和穩(wěn)定性由設(shè)計(jì)ADC的規(guī)格決定。具有MAX1276 12位ADC。

面板級(jí)對(duì)數(shù)列顯示通常采用以下兩種配置之一：模擬對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換器和列顯示ADC;或高分辨率 ADC、處理器控制的對(duì)數(shù)算法以及 LED 或 LCD 列驅(qū)動(dòng)器的組合。

還有一種更簡(jiǎn)單的全數(shù)字替代方案，包括一個(gè)串行輸出 ADC 以及一些定時(shí)和顯示電子器件（圖 1）。作為獨(dú)立電路，它不需要微調(diào)（模擬版本那樣），不需要微控制器，也不需要軟件。要顯示的信號(hào)施加于12位ADC（IC1，MAX1276）。對(duì)于所示電路，該信號(hào)的范圍為零（無(wú)LED亮起）至+2.048V（所有LED亮起），第一個(gè)LED在+1mV時(shí)亮起。

當(dāng)CNVST的短正脈沖觸發(fā)時(shí)，MAX1276開始轉(zhuǎn)換，由SCLK信號(hào)計(jì)時(shí)。其輸出（DOUT）由SCLK的上升沿計(jì)時(shí)，從四個(gè)前導(dǎo)零開始，然后是12位轉(zhuǎn)換結(jié)果，MSB優(yōu)先。因此，一個(gè)轉(zhuǎn)換結(jié)果在SCLK上需要16個(gè)時(shí)鐘脈沖。

顯示屏是 12 個(gè) LED 的垂直堆棧，其中頂部的 LED 代表 MSB。在工作期間，電路掃描生成的每個(gè)轉(zhuǎn)換結(jié)果（如上所述，首先是MSB）。它記錄值為“1”的第一個(gè)位，然后繼續(xù)照亮該 LED 及其下方的所有位。結(jié)果是一個(gè)對(duì)數(shù)列，其中將列向上或向下移動(dòng)一步所需的輸入電壓變化是當(dāng)前輸入值的兩倍或一半（6.02dB步進(jìn)）?？捎貌竭M(jìn)數(shù)等于ADC的分辨率（本例中為12位）。

圖1.該獨(dú)立面板顯示電路驅(qū)動(dòng)12-LED對(duì)數(shù)列，輸入電壓每變化6.02dB，其高度就會(huì)改變一個(gè)LED。

在DOUT中，值為“1”的第一個(gè)輸出位將C1（帶二極管D1）充電至邏輯一級(jí)。C1上的電壓連接到兩個(gè)級(jí)聯(lián)74HC595 IC中第一個(gè)的數(shù)據(jù)輸入（DS），它們共同構(gòu)成一個(gè)16位移位寄存器。為ADC提供時(shí)鐘的信號(hào)略有延遲，也會(huì)為移位寄存器提供時(shí)鐘，從而將輸入端的值插入移位寄存器。在轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，第一個(gè)位之后的所有位都顯示“1”值，也會(huì)被存儲(chǔ)在C1上的電壓強(qiáng)制為“1”。

每次轉(zhuǎn)換完成后，都會(huì)對(duì)兩個(gè) 74HC595 IC 的SC_TP輸入施加一個(gè)負(fù)脈沖（圖 2）。此操作將內(nèi)部移位寄存器內(nèi)容傳輸?shù)絻?nèi)部并行輸出寄存器。相同的脈沖通過二極管D2對(duì)存儲(chǔ)電容放電，使電路為下一次轉(zhuǎn)換掃描做好準(zhǔn)備。然后，并行寄存器輸出用作列式LED驅(qū)動(dòng)器。74HC4060 IC用作時(shí)鐘和時(shí)序發(fā)生器，74HC132提供一些必要的膠合邏輯。

圖2.圖1電路的時(shí)序。CNVST：MAX1276轉(zhuǎn)換觸發(fā)信號(hào);SCLK：MAX1276轉(zhuǎn)換時(shí)鐘和74HC595移位時(shí)鐘;DOUT：MAX1276轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出;DS：74HC595移位數(shù)據(jù)輸入;ST_CP：74HC595移位寄存器到并行寄存器轉(zhuǎn)換時(shí)鐘脈沖。

因此，LED列是一個(gè)12步對(duì)數(shù)指示器，步高為6dB，形成72dB的總列范圍。其精度和穩(wěn)定性由MAX1276的規(guī)格確定。顯示器的采樣速率約為2.5kHz，如圖所示。

審核編輯：郭婷