74hc595驱动共阳四位一体数码管其电流如何计算?

aohaijun · 发表于 2008-4-12 14:18:41

无聊用595接共阳四位一体数码管来作时钟显示,在mega32上实现了,但在51上竞然实现不了,(没有一点反应,数码管点不亮)!
似乎是51单片机的驱动能力不足引起,但具体是怎么回事,就不太清楚了,所以来这里问问各位了.
电路图如下:(只画了相关的引脚)

(原文件名:未命名.GIF)
疑问:(些图在mega上实现,51上实现不了)
上图共阳接法中,如果要正常驱动,是要看mcu的位选端口的拉电流大小吗?还是看595的灌电流大小?和mcu的data in的电流大小没有关系吧.
正常工作时位选端的拉电流应该等于595所接段选所有灌电流之和吧,假如是这样:avr io中输出40ms电流(位选)=所有点亮的led工作电流,每个led分不了10ma,为什么在avr上还能点亮呢?

附: 74hc595:output source or sink current : −±35 mA
stc89c51:灌电流:6ma 拉电流:220ua

holycat · 发表于 2008-4-12 14:51:31

电路图没画全吧？

aohaijun · 发表于 2008-4-12 14:57:45

楼上的意思是将595其他的控制端口也画上去呀,这里省掉了,因为只讨论驱动电流的问题
请问有什么高见吗?

holycat · 发表于 2008-4-12 15:12:49

呵呵，是这样的，其他控制端不重要，但你总不会是只用1个595带8个LED，而不用并联扫描吧？那样的话“位选”就没必要，直接接电源算了，也没有拉电流的问题。

aohaijun · 发表于 2008-4-12 15:48:50

不好意思,可能你还不明白我的意思,这里只是画了一个大概的草图,我接的是四位一体的8段数码管!
这里想向大家讨教:关于拉电流与灌电流的问题

见笑了,小弟不太懂.

machao · 发表于 2008-4-12 16:23:01

点亮一个LED按3-5mA计算,一个数码管最多是8个LED,需要24-40mA电流.

AVR的I/O可以输出20mA的电流,因此能点亮.而一般MCU的I/O输出电流为5-10mA,所以点不亮.

在你的图中,AVR是输出电流,不是吸电流(AVR的I/O可以最大吸入40mA电流,但注意不能一个PORT口8位同时吸40mA)

而在你图中595是吸电流,好象一般为45mA左右.因此关键是MCU的输出电流能力.

这些在我的书中都介绍的.

aohaijun · 发表于 2008-4-12 16:53:16

谢谢马老师的指点!非常惭愧,买了您的书看了io口扩展那一节竞没有掌握这个!

假如换成共阴的接法,位选端就是吸收电流,avr可以吸收40ma电流,如果用51其io口的灌电流只有6ma,当有比6ma大很多的电流输入时,是否可能会对mcu造成损坏,而这种情况见得很多呀.

(原文件名:12.GIF)

holycat · 发表于 2008-4-12 17:03:05

芯片的拉/灌电流是串联的，所以都应有足以点亮LED的能力才行。
51输出口的拉电流能力非常差（你也注意到了，是μA_级的）,而AVR则是对称的，两者根本不在一个档次上。若想直接用51的高电平输出，就只好并尽量小的上拉电阻，以补偿芯片的拉电流能力不足问题。

其实俺也大概知道楼主是想做扫描，想证实这点是因为还有个易被忽视的问题，那就是占空比！这跟拉/灌双方都是有关系的。
举例估算一下：假如正常点亮一个LED需要1mA——
【拉电流】
　1、最坏情况是8个LED都亮，那么位选就必须提供8mA。
　2、考虑到是4个数码管轮流工作，每个LED平均1mA的话，在它被点亮的时间片里须流过4mA才行。
　那么结论是：位选要有32mA的驱动能力。
【灌电流】
　最坏情况是4×8个LED全亮，要求595每根线能出8mA，整片输出为32mA，——HC595差不多就这点能耐。

综上分析看，在不加任何处理的情况下，51的μA_级拉电流能力能点亮LED才见鬼呢！其实即使是AVR，直接驱动也是很勉强的。
不知各位注意过没有，除非是特殊的极高亮度的器件，一般数码管厂家给出的参数都是10～20mA驱动时的。实际经验是，驱动电流＜5mA亮度多少会不稳定，尤其是加上滤色片时。如果拿这个标准再同上估算一遍那会很惨，非加驱动器不行。
网上流传的多位数码管的扫描设计，其实很多都有驱动能力的问题，而大多数玩家只是点个微亮就行，没加深究罢了。

liuliuset · 发表于 2009-8-31 13:34:45

楼上分析的恨透彻，学习学习

backup · 发表于 2009-12-5 13:29:58

是不是MCU的拉电流不够导致无正确输出？
用I/O引脚通过三极管驱动位选信号如何？

adan · 发表于 2010-8-6 16:10:36

学习了

kongjie07 · 发表于 2010-11-2 13:34:54

顶并mark。

linyongzhan · 发表于 2010-12-21 12:12:28

同意10楼的,位选端接级放大电路

zfzdhz · 发表于 2011-4-16 14:28:05

MARK

liudaolunhui · 发表于 2011-11-6 10:57:12

很不错的分析

55646184@qq.com · 发表于 2012-5-29 23:50:35

现在被595搞晕头了，看了这个帖子有所领悟

propor123 · 发表于 2012-10-25 21:24:02

学习，学习！

难得留名 · 发表于 2012-10-26 13:42:16

学习学习

frankvos · 发表于 2012-11-7 14:23:51

我现在用的是8*8的LED点阵，595输出口接300欧姆电阻然后接到LED上面，不管亮多少个灯，595的输出电流总是8ma左右，就是说64个灯全部亮和只亮一个灯，电阻上面的压降，也就是595某个管脚输出电流都是一样的，按道理说，595点亮一个灯的时候输出每个管脚电流为8ma没有问题，但是同时点亮8个灯，甚至8列*8个灯的时候，此时595每个管脚驱动一列8个灯，此时595管脚电流也一样，在灯全亮的时候，岂不是每个灯分到的电流只是8ma/8也就是1ma么？为什么亮度看起来并没有变化捏？

不解！

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