一种led按键矩阵驱动电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种LED按键矩阵驱动电路，包括MCU电路、LED输出电路和按键输入电路，其特征在于：LED输出电路包括若干个LED输出回路，按键输入电路包括若干个按键输入回路，MCU电路的若干个I/O口设为输入/输出端，连接LED电路的输入端、构成LED驱动结构及连接按键电路的输出端、构成按键电路的输出状态的扫描电路；由同一I/O端口与实现按键输入回路扫描及LED输出回路驱动，若干个I/O端口与LED输出回路及按键输入回路连接，构成LED/按键矩阵驱动电路。本实用新型采用发光二极管和按键以组合的方式连接到MCU的I/O口，在不增加占用芯片I/O端口资源的情况下，最大化地增加了对发光二极管数量的驱动和按键数量的检测，以实现高效利用芯片I/O口资源的目的。具有占用I/O少、性价比高和低成本的有益效果。
【专利说明】—种LED按键矩阵驱动电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种LED按键矩阵驱动电路。属于单片机端口应用【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，在家电领域，很多电子控制电路中，设置有按键控制电路和由数码管、LED或IXD构成的显示电路，实现对家用电器进行控制并显示当前的运行状态。由于在对数码管、LED或LCD的驱动或按键进行检测时，需要占用很多I/O 口，从而造成MCU端口资源不足。而现在技术中，通常是采用集成芯片电路进行扩展，但是采用这种集成电路扩展的方案存在成本较高、线路板布置困难的缺陷。因此，怎样合理高效的利用有限的芯片资源来实现对更多器件的检测显得尤其重要，这样可以使芯片选型更加自由，电路设计更加灵活，便于降低开发成本，亦为后续软硬件的开发提供便利。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的，是为了解决现有技术按键输入电路和显示电路占用单片机I/O 口多，导致单片机I/O 口无法充分利用的问题，提供一种LED按键矩阵驱动电路。
[0004]本实用新型的目的可以通过采取以下技术方案达到:
[0005]一种LED按键矩阵驱动电路，包括MCU电路、LED输出电路和按键输入电路，其结构特点在于:LED输出电路包括若干个LED输出回路，按键输入电路包括若干个按键输入回路，MCU电路的若干个I/O 口设为输入/输出端，连接LED输出电路的输入端、构成LED驱动结构及连接按键输入电路的输出端、构成按键输入电路的输出状态的扫描电路；由同一 I/O端口与实现按键输入回路扫描及LED输出回路驱动，若干个I/O端口与LED输出回路及按键输入回路连接，构成LED/按键矩阵驱动电路。
[0006]本实用新型的目的还可以通过采取以下技术方案达到:
[0007]本实用新型的一种实施方式是:所述MCU电路由芯片U1、电阻R1-R3、R8_R10连接构成；电阻Rl的一端接地GND，另一端接芯片Ul的Pl脚；芯片Ul的I/O 口 Pl脚通过电阻R2连接LED输出电路的发光二极管D1、D3、D4的正极和按键输入电路的按键S1-S3的一端和电阻R6的一端；U1的P2脚通过电阻R3连接LED输出电路的发光二极管Dl的负极、D2的正极和按键输入电路的电阻R4的一端及电阻R7的一端;U1的P3脚通过电阻R9连接LED输出电路的发光二极管D2的负极、按键输入电路的电阻R5、R12的一端;U1的P4脚通过电阻RlO连接LED输出电路的发光二极管D4-D5的负极、连接按键输入电路电阻Rll的一端、按键S4-S6的一端；U1的P4脚通过电阻R8接电源VCC。
[0008]本实用新型的一种实施方式是:所述LED输出电路由发光二极管D1-D5连接构成；发光二极管D1、D3-D4的正极通过电阻R2连接MCU电路的芯片Ul的Pl脚，Dl的负极通过MCU电路的电阻R3连接所述芯片Ul的P2脚，D2的正极连接Dl的负极、负极通过MCU电路的电阻R9连接所述芯片Ul的P3脚，D3与D5串联后D5的负极通过MCU电路的电阻RlO连接所述芯片Ul的P4脚，D4的负极通过MCU电路的电阻RlO连接所述芯片Ul的P4脚。
[0009]本实用新型的一种实施方式是:所述按键输入电路由按键S1-S6、电阻R4-R7及Rl 1-Rl2连接构成；按键SI与电阻R4串联，该串联组的一端通过MCU电路的电阻R2连接所述芯片Ul的Pl脚，另一端通过MCU电路的电阻R3连接所述芯片Ul的P2脚；按键S2与电阻R5串联，该串联组的一端通过MCU电路的电阻R2连接所述芯片Ul的Pl脚，另一端通过MCU电路的电阻R9连接所述芯片Ul的P3脚；按键S3与电阻Rll串联，该串联组的一端通过MCU电路的电阻R2连接所述芯片Ul的Pl脚，另一端通过MCU电路的电阻RlO连接所述芯片Ul的P4脚；电阻R6与按键S4串联，该串联组的一端通过MCU电路的电阻R2连接所述芯片Ul的Pl脚，另一端通过MCU电路的电阻RlO连接所述芯片Ul的P4脚；电阻R7与按键S5串联，该串联组的一端通过MCU电路的电阻R3连接所述芯片Ul的P2脚，另一端通过MCU电路的电阻RlO连接所述芯片Ul的P4脚；电阻R12与按键S6串联，该串联组的一端通过MCU电路的电阻R9连接所述芯片Ul的P3脚，另一端通过MCU电路的电阻RlO连接所述芯片Ul的P4脚。
[0010]本实用新型的有益效果是:
[0011]1、本实用新型采用发光二极管和按键以组合的方式连接到MCU的I/O 口，在不增加占用芯片I/o端口资源的情况下，最大化地增加了对发光二极管数量的驱动和按键数量的检测，以实现高效利用芯片I/o 口资源的目的。由于占用控制的单片机I/O接口减少，大大提高了产品的性价比，具有占用I/o少、性价比高和低成本的有益效果。
[0012]2、本实用新型构成LED/按键矩阵驱动电路，包括有MCU单片机、LED输出电路和按键输入电路，利用MCU单片机的I/O端口与LED输出电路和按键输入电路的巧妙联接，实现通过同一端口对LED输出电路驱动及和对按键输入电路的扫描，可充分检出按键的输入状态及LED的输出状态。实现用有较少的单片机I/O接口控制尽可能多的LED发光二极管的读取可能多的按键的输入。特别适用在成本控制严、单片机I/O接口资源少，功能要求LED灯及按键多的情况。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的电路原理图。
【具体实施方式】
[0014]以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细描述:
[0015]具体实施例1:
[0016]参照图1，本实施例包括MCU电路1、LED输出电路2和按键输入电路3，LED输出电路2包括若干个LED输出回路，按键输入电路3包括若干个按键输入回路，MCU电路I的若干个I/O 口设为输入/输出端，连接LED输出电路2的输入端、构成LED驱动结构及连接按键输入电路3的输出端、构成按键输入电路3的输出状态的扫描电路；由同一 I/O端口与实现按键输入回路扫描及LED输出回路驱动，若干个I/O端口与LED输出回路及按键输入回路连接，构成LED/按键矩阵驱动电路。
[0017]本实施例中:
[0018]所述MCU电路I由芯片U1、电阻R1-R3、R8-R10连接构成；电阻Rl的一端接地GND，另一端接芯片Ul的Pl脚；芯片Ul的I/O 口 Pl脚通过电阻R2连接LED输出电路2的发光二极管D1、D3、D4的正极和按键输入电路3的按键S1-S3的一端和电阻R6的一端；U1的P2脚通过电阻R3连接LED输出电路2的发光二极管Dl的负极、D2的正极和按键输入电路3的电阻R4的一端及电阻R7的一端；U1的P3脚通过电阻R9连接LED输出电路2的发光二极管D2的负极、按键输入电路3的电阻R5、R12的一端;U1的P4脚通过电阻RlO连接LED输出电路2的发光二极管D4-D5的负极、连接按键输入电路3电阻Rll的一端、按键S4-S6的一端;U1的Ρ4脚通过电阻R8接电源VCC。
[0019]所述LED输出电路2由发光二极管D1-D5连接构成；发光二极管Dl、D3-D4的正极通过电阻R2连接MCU电路I的芯片Ul的Pl脚，Dl的负极通过MCU电路I的电阻R3连接所述芯片Ul的Ρ2脚，D2的正极连接Dl的负极、负极通过MCU电路I的电阻R9连接所述芯片Ul的Ρ3脚，D3与D5串联后D5的负极通过MCU电路I的电阻RlO连接所述芯片Ul的Ρ4脚，D4的负极通过MCU电路I的电阻RlO连接所述芯片Ul的Ρ4脚。
[0020]所述按键输入电路3由按键S1-S6、电阻R4-R7及R11-R12连接构成；按键SI与电阻R4串联，该串联组的一端通过MCU电路I的电阻R2连接所述芯片Ul的Pl脚，另一端通过MCU电路I的电阻R3连接所述芯片Ul的Ρ2脚；按键S2与电阻R5串联，该串联组的一端通过MCU电路I的电阻R2连接所述芯片Ul的Pl脚，另一端通过MCU电路I的电阻R9连接所述芯片Ul的Ρ3脚；按键S3与电阻Rll串联，该串联组的一端通过MCU电路I的电阻R2连接所述芯片Ul的Pl脚，另一端通过MCU电路I的电阻RlO连接所述芯片Ul的Ρ4脚；电阻R6与按键S4串联，该串联组的一端通过MCU电路I的电阻R2连接所述芯片Ul的Pl脚，另一端通过MCU电路I的电阻RlO连接所述芯片Ul的Ρ4脚；电阻R7与按键S5串联，该串联组的一端通过MCU电路I的电阻R3连接所述芯片Ul的Ρ2脚，另一端通过MCU电路I的电阻RlO连接所述芯片Ul的Ρ4脚；电阻R12与按键S6串联，该串联组的一端通过MCU电路I的电阻R9连接所述芯片Ul的Ρ3脚，另一端通过MCU电路I的电阻RlO连接所述芯片Ul的Ρ4脚。
[0021]本实施例的工作原理如下:
[0022]参照图1，本实施例的发光二极管D1-D5和按键S1-S6以组合的方式连接到芯片Ul的Pl脚-Ρ4脚，MCU对LED输出电路和按键输入电路的控制过程如下:
[0023]对LED输出电路进行驱动显示:将MCUl的Ρ1、Ρ2、Ρ3、Ρ4端口都设为输出状态；当点亮发光二极管D1、D3、D4时。MCUl的Pl 口设输出高电平；P2、P3、P4输出低电平，发光二极管D1、D3、D4两端得电点亮发光。当点亮发光二极管D2时，MCUl的P2 口设输出高电平；PU P3、P4输出低电平，此时D2两端得电发光。当点亮发光管D5时，MCUl的P3 口设输出高电平；P1、P2、P4输出低电平，此时D2两端得电发光。
[0024]对按键输入电路S1-S3进行检测:将MCUl的Pl 口设为输入状态，读取按键SI时，MCUl的P2 口设为输出状态，并输出高电平；MCU1的P3、P4 口设为输入状态，当按键SI按下，由于MCUl的Pl 口通过下拉电阻Rl接地GND，P1脚出现高电平，MCU检测到持续一时间的高电平，即认为按键SI按下。读取按键S2时，MCUl的P3 口设为输出状态，并输出高电平；MCU1的P2、P4 口设为输入状态。当按键S2按下，由于MCUl的Pl 口通过下拉电阻Rl接地GND，P1脚出现高电平，MCU检测到持续一时间的高电平，即认为按键S2按下。读取按键S3时，MCUl的P4 口设为输出状态，并输出高电平；MCU1的P2、P3 口设为输入状态。在按键SI按下后，Pl脚出现高电平，MCU检测到持续一时间的高电平，即认为按键SI按下。
[0025]以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型揭露的范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种LED按键矩阵驱动电路，包括MCU电路(1)、LED输出电路(2)和按键输入电路(3)，其特征在于:LED输出电路(2)包括若干个LED输出回路，按键输入电路(3)包括若干个按键输入回路，MCU电路(I)的若干个I/O 口设为输入/输出端，连接LED输出电路(2)的输入端、构成LED驱动结构及连接按键输入电路(3)的输出端、构成按键输入电路(3)的输出状态的扫描电路；由同一 I/O端口实现按键输入回路扫描及LED输出回路驱动，若干个I/O端口与LED输出回路及按键输入回路连接，构成LED按键矩阵驱动电路。
2.根据权利要求1所述的一种LED按键矩阵驱动电路，其特征在于:所述MCU电路(I)由芯片U1、电阻R1-R3、R8-R10连接构成；电阻Rl的一端接地GND，另一端接芯片Ul的Pl脚；芯片Ul的I/O 口 Pl脚通过电阻R2连接LED输出电路⑵的发光二极管D1、D3、D4的正极和按键输入电路(3)的按键S1-S3的一端和电阻R6的一端;U1的P2脚通过电阻R3连接LED输出电路(2)的发光二极管Dl的负极、D2的正极和按键输入电路(3)的电阻R4的一端及电阻R7的一端;U1的P3脚通过电阻R9连接LED输出电路(2)的发光二极管D2的负极、按键输入电路(3)的电阻R5、R12的一端；U1的P4脚通过电阻RlO连接LED输出电路(2)的发光二极管D4-D5的负极、连接按键输入电路(3)电阻Rll的一端、按键S4-S6的一端；U1的Ρ4脚通过电阻R8接电源VCC。
3.根据权利要求1所述的一种LED按键矩阵驱动电路，其特征在于:所述LED输出电路(2)由发光二极管D1-D5连接构成；发光二极管Dl、D3-D4的正极通过电阻R2连接MCU电路(I)的芯片Ul的Pl脚，Dl的负极通过MCU电路(I)的电阻R3连接所述芯片Ul的Ρ2脚，D2的正极连接Dl的负极、负极通过MCU电路(I)的电阻R9连接所述芯片Ul的Ρ3脚，D3与D5串联后D5的负极通过MCU电路⑴的电阻RlO连接所述芯片Ul的Ρ4脚，D4的负极通过MCU电路(I)的电阻RlO连接所述芯片Ul的Ρ4脚。
4.根据权利要求1所述的一种LED按键矩阵驱动电路，其特征在于:所述按键输入电路⑶由按键S1-S6、电阻R4-R7及R11-R12连接构成；按键SI与电阻R4串联，该串联组的一端通过MCU电路(I)的电阻R2连接所述芯片Ul的Pl脚，另一端通过MCU电路(I)的电阻R3连接所述芯片Ul的Ρ2脚；按键S2与电阻R5串联，该串联组的一端通过MCU电路(I)的电阻R2连接所述芯片Ul的Pl脚，另一端通过MCU电路(I)的电阻R9连接所述芯片Ul的Ρ3脚；按键S3与电阻Rll串联，该串联组的一端通过MCU电路(I)的电阻R2连接所述芯片Ul的Pl脚，另一端通过MCU电路⑴的电阻RlO连接所述芯片Ul的Ρ4脚；电阻R6与按键S4串联，该串联组的一端通过MCU电路(I)的电阻R2连接所述芯片Ul的Pl脚，另一端通过MCU电路(I)的电阻RlO连接所述芯片Ul的Ρ4脚；电阻R7与按键S5串联，该串联组的一端通过MCU电路(I)的电阻R3连接所述芯片Ul的Ρ2脚，另一端通过MCU电路(I)的电阻RlO连接所述芯片Ul的Ρ4脚；电阻R12与按键S6串联，该串联组的一端通过MCU电路(I)的电阻R9连接所述芯片Ul的Ρ3脚，另一端通过MCU电路(I)的电阻RlO连接所述芯片Ul的Ρ4脚。
【文档编号】G05B19/042GK204028600SQ201420077493
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年2月21日 优先权日:2014年2月21日
【发明者】黄祖好, 伍秉华 申请人:广东瑞德智能科技股份有限公司