LED单元板电路分析技巧

图7-10所示的是P10单元板的电路工作原理框图，现在市场上常见P10显示屏单元板中较多采用1/4扫描方式，其中列驱动采用了16只74HC595芯片，行选信号除了使用1只74HC138译码器外，还可加上4只芯片4953作为行驱动，还有1只74HC245信号放大芯片，1只74HC04反相器。下面对这些芯片进行简要介绍。

图7-10　P10单元板的电路示意图

1.列驱动芯片：74HC595

74HC595是一款漏极开路输出的CMOS移位寄存器，输出端口为可控的三态输出端，亦能串行输出控制下一级级联芯片。它的引脚图与功能逻辑符号如图7-11所示。

图7-11　74HC595引脚图及逻辑符号

表7-1　74HC595引脚功能描述表

它的输入侧有8个串行移位寄存器，每个移位寄存器的输出都连接了一个输出锁存器。引脚SER是串行数据的输入端。引脚SRCLK是移位寄存器的移位时钟脉冲，在其上升沿时发生移位，并将SER的下一个数据输入最低位。移位后的各位信号出现在各移位寄存器的输出端，也就是输出锁存器的输入端。RCLK是输出锁存器的输入信号，其上升沿将移位寄存器的输出输入到输出锁存器。引脚E是输出三态门的开放信号，只要当其为低时锁存器的输出才开放，否则为高阻态。SRCLR信号是移位寄存器的清零输入端，当其为低时移位寄存器的输出全部为零。由于SRCLK和RCLK两个信号是互相独立的，所以能够做到输入串行移位与输出锁存互不干扰。芯片的输出端为Q0～Q7，最高位Q7可作为多片74HC595级联应用时，向上一级的级联输出。但因Q7受输出锁存器打入控制，所以还从输出锁存器前引出了Q7’，作为与移位寄存器完全同步的级联输出。

常见的1/4扫描单元板中一共16只列驱动器74HC595，第一只列驱动器的SER端连接单片机输出的串行列显示数据，其Q7’端连接下一只74HC595的SER端，各只均采用同样的方法组成16只的74HC595级联。各个74HC595相应的SRCLK、SRCLR、RCLK端分别并联，作为统一的串行数据移位信号、串行数据清除信号和输出锁存器打入信号。这样的结构，使得各个串行移位能把64列的显示数据依次输入到相应的移位寄存器输出端。

表7-2　74HC595功能表

2.行选通芯片：74HC138

行选通信号来源于单片机按照时序要求所给出的二进制行号，为在一行显示时间内保持行号的稳定，行号需经锁存器锁存。每次更新行号（开始扫描新的一行）时，由单片机输出4bit二进制行号，并发出锁存器的打人信号。行号经4/16译码器译码后，生成16条行选通信号线，再经过驱动器驱动对应的行线。采用译码器的方案，还可以保证同一时刻只选通一条行线，从而达到显示的稳定性。

图7-12　行扫描驱动电路原理(www.xing528.com)

74HC138是八位二进制译十进制译码器。是一款高速CMOS器件，74HC138引脚兼容低功耗肖特基TTL（LSTTL）系列。

图7-13　74HC138 引脚图及功能示意图

74HC138译码器可接受3位二进制加权地址输入（A0，A1和A3），并且当使能端有效时，提供8个互斥的低有效输出（Y0至Y7）。74HC138特有3个使能输入端：两个低有效（E1和E2）和一个高有效（E3）。除非E1和E2置低且E3置高，否则74HC138将保持所有输出为高。利用这种复合使能特性，仅需4片74HC138芯片和1个反相器，即可轻松实现并行扩展，组合成为一个1～32（5线到32线）译码器。任选一个低有效使能输入端作为数据输入，而把其余的使能输入端作为选通端，则74HC138亦可充当一个8输出多路分配器，未使用的使能输入端必须保持绑定在各自合适的高有效或低有效状态。

表7-3　74HC138功能表

3.行驱动芯片：4953

当每一显示行需要的电流是比较大时，要使用行驱动管，每片4953内部有两个行驱动管，可以驱动2个显示行。其内部是两个CMOS管，1、3脚VCC，2、4脚控制脚，2脚控制7、8脚的输出，4脚控制5、6脚的输出，只有当2、4脚为“0”时，7、8、5、6才会输出，否则输出为高阻状态。

图7-14　4953芯片及引脚分布图

4.信号功率放大芯片：74HC245

在屏体的上会有很多张P10显示屏单元板，单片机信号出来后传送到各个单元板，信号要讲过很长的走线，而且这些信号在走线之间容易产生干扰。为此，常在各段中间再加驱动电路74HC245。该芯片又可以称为总线驱动器，典型的TTL型三态缓冲门电路。4HC245的作用：信号功率放大。由于单片机等CPU的数据/地址/控制总线端口都有一定的负载能力，如果负载超过其负载能力，一般应加驱动器。另外，也可以使用74HC244等其他电路，74HC244比74HC245多了锁存器。

图7-15　74HC245引脚图

表7-4　74HC245功能表

第1脚DIR，为输入输出端口转换用，DIR=“1”高电平时信号由“A”端输入“B”端输出，DIR=“0”低电平时信号由“B”端输入“A”端输出。第2～9脚“A”信号输入输出端，A1=B1……A8=B8，A1与B1是一组，如果DIR=“1”G=“0”则A1输入B1输出，其他类同。如果DIR=“0”G=“0”则B1输入A1输出，其他类同。第11～18脚“B”信号输入输出端，功能与“A”端一样，不在描述。第19脚G，使能端，若该脚为“1”A/B端的信号将不导通，只有为“0”时A/B端才被启用，该脚也就是起到开关的作用第10脚GND，电源地。第20脚VCC，电源正极。