Led三段电压显示电路及led显示方法
阅读说明：本技术 Led三段电压显示电路及led显示方法 (LED three-section voltage display circuit and LED display method ) 是由 承善 刘晨 晁睿 黄浩 周凯 范昌旭 于 2019-12-17 设计创作，主要内容包括：本发明属于自动化技术领域,具体涉及一种LED三段电压显示电路及LED显示方法,其中LED三段电压显示电路包括：秒基方波发生器、第一比较模块、第二比较模块和选通输出显示模块；所述秒基方波发生器适于向第一比较模块和第二比较模块提供测量同步信号,并保持第一比较模块和第二比较模块的时间周期；所述第一比较模块和所述第二比较模块适于根据被测电压生成相应的信号并发送至所述选通输出显示模块；所述选通输出显示模块适于根据相应的信号控制LED显示对应的颜色,实现了减少显示LED的数量,减少显示所需占用的面板面积,使显示简洁、稳定、不闪烁。(The invention belongs to the technical field of automation, and particularly relates to an LED three-section voltage display circuit and an LED display method, wherein the LED three-section voltage display circuit comprises: the second-base square wave generator, the first comparison module, the second comparison module and the gating output display module; the second-base square wave generator is suitable for providing measurement synchronous signals for the first comparison module and the second comparison module and maintaining the time periods of the first comparison module and the second comparison module; the first comparison module and the second comparison module are suitable for generating corresponding signals according to the measured voltage and sending the signals to the gating output display module; the gating output display module is suitable for controlling the LEDs to display corresponding colors according to corresponding signals, so that the quantity of the LEDs to be displayed is reduced, the area of a panel required to be displayed is reduced, and the display is concise, stable and does not flicker.)
技术领域
本发明属于自动化技术领域，具体涉及一种LED三段电压显示电路及LED显示方法。
背景技术
用LED对连续的三段电压状态进行显示是经常需要的一种显示电路，由于控制较为麻烦等原因，一般采用3只LED显示，而使用单只3色LED显示通常存在一些问题，如，在电压阈值附近时，显示不稳定、频繁闪烁等。
因此基于上述技术问题，需要设计一种新的LED三段电压显示电路及LED显示方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种LED三段电压显示电路及LED显示方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种LED三段电压显示电路，包括：
秒基方波发生器、第一比较模块、第二比较模块和选通输出显示模块；
所述秒基方波发生器适于向第一比较模块和第二比较模块提供测量同步信号，并保持第一比较模块和第二比较模块的时间周期；
所述第一比较模块和所述第二比较模块适于根据被测电压生成相应的信号并发送至所述选通输出显示模块；
所述选通输出显示模块适于根据相应的信号控制LED显示对应的颜色。
进一步，所述秒基方波发生器包括：第一时基IC芯片、电阻R1、电阻R2和电解电容C1；
所述电阻R1和电阻R2串联，并连接所述第一时基IC芯片的相应输入端；
所述电解电容C1连接所述第一时基IC芯片的相应输入端；
所述第一时基IC芯片的输出端分别连接所述第一比较模块和第二比较模块的触发端；
所述电阻R1、电阻R2和电解电容C1适于调整所述秒基方波发生器的时间周期。
进一步，所述第一比较模块包括：第二时基IC芯片、滑动变阻器R3、电阻R4和稳压二极管DW1；
所述滑动变阻器R3和电阻R4适于将被测电压进行分压后输入第二时基IC芯片的相应输入端；
所述稳压二极管DW1适于保护第二时基IC芯片；
所述第二时基IC芯片适于根据分压后电阻R4获得的电压生成相应的信号，并通过输出端发送至选通输出显示模块的相应的输入端，即
当第二时基IC芯片从电阻R4上获得电压如超过第一预设电压时，所述第二时基IC芯片的输出端输出低电平，否则输出高电平，并维持到下一周期。
进一步，所述第二比较模块包括：第三时基IC芯片、滑动变阻器R5、电阻R6和稳压二极管DW2；
所述滑动变阻器R5和电阻R6适于将被测电压进行分压后输入第三时基IC芯片的相应输入端；
所述稳压二极管DW2适于保护第三时基IC芯片；
所述第三时基IC芯片适于根据分压后电阻R6获得的电压生成相应的信号，并通过输出端发送至选通输出显示模块的相应的输入端，即
当第三时基IC芯片从电阻R6上获得电压如超过第二预设电压时，所述第三时基IC芯片的输出端输出低电平，否则输出高电平，并维持到下一周期。
进一步，当被测电压小于第三预设电压时，第一比较模块输出高电平、第二比较模块输出高电平，此时所述选通输出显示模块适于控制LED显示红色；
当被测电压大于第四预设电压时，第一比较模块输出低电平、第二比较模块输出高电平，此时所述选通输出显示模块适于控制LED显示橙色；以及
当被测电压大于第三预设电压小于第四预设电压时，第一比较模块输出低电平、第二比较模块输出高电平，此时所述选通输出显示模块适于控制LED显示绿色。
进一步，所述LED三段电压显示电路还包括：电源模块；
所述电源模块适于向秒基方波发生器、第一比较模块、第二比较模块和选通输出显示模块提供电源电压。
另一方面，本发明还提供一种LED显示方法，包括：
通过秒基方波发生器向第一比较模块和第二比较模块提供测量同步信号，并保持第一比较模块和第二比较模块的时间周期；
通过第一比较模块和第二比较模块根据被测电压生成相应的信号并发送至所述选通输出显示模块；以及
通过选通输出显示模块根据相应的信号控制LED显示对应的颜色。
进一步，所述LED显示方法适于采用上述的LED三段电压显示电路实现。
本发明的有益效果是，本发明通过秒基方波发生器、第一比较模块、第二比较模块和选通输出显示模块；所述秒基方波发生器适于向第一比较模块和第二比较模块提供测量同步信号，并保持第一比较模块和第二比较模块的时间周期；所述第一比较模块和所述第二比较模块适于根据被测电压生成相应的信号并发送至所述选通输出显示模块；所述选通输出显示模块适于根据相应的信号控制LED显示对应的颜色，实现了减少显示LED的数量，减少显示所需占用的面板面积，使显示简洁、稳定、不闪烁。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明
具体实施方式
或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的所涉及的LED三段电压显示电路的原理框图；
图2是本发明的所涉及的LED三段电压显示电路图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
图1是本发明的所涉及的LED三段电压显示电路的原理框图。
如图1所示，本实施例1提供了一种LED三段电压显示电路，包括：秒基方波发生器、第一比较模块、第二比较模块和选通输出显示模块(IC4)；所述选通输出显示模块可以但不限于采用CD4051，本实施例中以CD4051为例进行说明；所述秒基方波发生器适于向第一比较模块和第二比较模块提供测量同步信号，并保持第一比较模块和第二比较模块的时间周期(第一比较模块和第二比较模块比较被测电压的周期)；所述第一比较模块和所述第二比较模块适于根据被测电压生成相应的信号并发送至所述选通输出显示模块；所述选通输出显示模块适于根据相应的信号控制LED(单只3色LED)显示对应的颜色，实现了减少显示LED的数量，减少显示所需占用的面板面积，使显示简洁、稳定、不闪烁等；并且LED三段电压显示电路相对简单、独立，易于移植，由于使用的都是通用元件，因此，整体LED三段电压显示电路价格相当低廉，便于广泛应用。
图2是本发明的所涉及的LED三段电压显示电路图。
如图2所示，在本实施例中，所述秒基方波发生器包括：第一时基IC芯片(IC1)、电阻R1(可以但不限于采用阻值为20KΩ的电阻)、电阻R2(可以但不限于采用阻值为62KΩ的电阻)和电解电容C1(可以但不限于采用10uF电解电容)；所述第一时基IC芯片可以但不限于采用NE555，以NE555为例进行说明；所述电阻R1和电阻R2串联，并连接所述第一时基IC芯片的相应输入端，即电阻R1和电阻R2串联后通过R1连接电源模块正极，电阻R2的一端连接IC1的6号管脚，电阻R2的另一端连接IC1的7号管脚；所述电解电容C1连接所述第一时基IC芯片的相应输入端，即被测电压的一端连接电解电容C1的负极后连接第一时基IC芯片的2号和6号管脚；所述第一时基IC芯片的输出端(IC1的3号管脚，方波输出端)分别连接所述第一比较模块和第二比较模块的触发端；IC1的4号和8号管脚连接电源模块正极，被测电压的一端连接IC1的1号管脚，被测电压的一端通过电容C2连接IC1的5号管脚；所述电阻R1、电阻R2和电解电容C1适于调整所述秒基方波发生器的时间周期，即方波周期为0.7*(R1+2R2)*C1，方波的时间周期约为1秒，当改变时间周期时，可以通过改变C1或者R1、R2实现；通过改变秒基方波发生器的时间周期可以改变第一比较模块和第二比较模块比较被测电压的周期。
在本实施例中，所述第一比较模块包括：第二时基IC芯片(IC2)、滑动变阻器R3(可以但不限于采用阻值为20KΩ的滑动变阻器)、电阻R4(可以但不限于采用阻值为4KΩ的电阻)和稳压二极管DW1；所述第二时基IC芯片可以但不限于采用NE555，以NE555为例进行说明；当IC2的2号管脚接收到IC1的3号管脚输出的低电平时触发；所述滑动变阻器R3和电阻R4适于将被测电压进行分压后输入第二时基IC芯片的相应输入端，即被测电压的一端连接串联的电阻R4和滑动变阻器R3后连接被测电压的另一端，电阻R4和滑动变阻器R3的连接端连接IC2的6号管脚；所述稳压二极管DW1适于保护第二时基IC芯片，即被测电压的一端连接稳压二极管DW1的正极后连接IC2的6号管脚，稳压二极管DW1将IC2的6号管脚钳位在电源电压Vcc以下以保护IC2；IC2的4号和8号管脚连接电源模块正极，被测电压的一端连接IC2的1号管脚，被测电压的一端通过电容C3连接IC2的5号管脚；所述第二时基IC芯片适于根据分压后电阻R4获得的电压生成相应的信号，并通过输出端发送至选通输出显示模块的相应的输入端，即当第二时基IC芯片从电阻R4上获得电压如超过第一预设电压时(IC2的6号管脚从电阻R4上获得电压超过2/3电源电压Vcc时)，所述第二时基IC芯片的输出端(3号管脚)输出低电平，否则输出高电平，并维持到下一周期；IC2的3号管脚连接IC4的10号管脚，同时IC2的3号管脚通过电阻R7(可以但不限于采用阻值为10KΩ的电阻)连接电源模块正极。
在本实施例中，所述第二比较模块包括：第三时基IC芯片(IC3)、滑动变阻器R5(可以但不限于采用阻值为20KΩ的滑动变阻器)、电阻R6(可以但不限于采用阻值为4KΩ的电阻)和稳压二极管DW2；当IC3的2号管脚接收到IC1的3号管脚输出的低电平时触发；所述滑动变阻器R5和电阻R6适于将被测电压进行分压后输入第三时基IC芯片的相应输入端，即被测电压的一端连接串联的电阻R6和滑动变阻器R5后连接被测电压的另一端，电阻R6和滑动变阻器R5的连接端连接IC3的6号管脚；所述稳压二极管DW2适于保护第三时基IC芯片，即被测电压的一端连接稳压二极管DW2的正极后连接IC3的6号管脚，稳压二极管DW2将IC3的6号管脚钳位在电源电压Vcc以下以保护IC3；IC3的4号和8号管脚连接电源模块正极，被测电压的一端连接IC3的1号管脚，被测电压的一端通过电容C4连接IC3的5号管脚；所述第三时基IC芯片适于根据分压后电阻R6获得的电压生成相应的信号，并通过输出端发送至选通输出显示模块的相应的输入端，即当第三时基IC芯片从电阻R6上获得电压如超过第二预设电压时(IC3的6号管脚从电阻R6上获得电压超过2/3电源电压Vcc时)，所述第三时基IC芯片的输出端(3号管脚)输出低电平，否则输出高电平，并维持到下一周期；IC3的3号管脚连接IC4的9号管脚，同时IC3的3号管脚通过电阻R8(可以但不限于采用阻值为10KΩ的电阻)连接电源模块正极。
在本实施例中，IC4的3号和16号管脚连接电源模块正极，被测电压的一端连接IC4的11号管脚、6号管脚和8号管脚，同时8号管脚接地，IC4的1号管脚通过限流电阻R10(可以但不限于采用阻值为200Ω的电阻)后连接LED的第一输入端，IC4的2号管脚通过限流电阻R9(可以但不限于采用阻值为200Ω的电阻)后连接LED的第二输入端，LED的第三输入端连接被测电压的一端，IC4的13号管脚通过二极管D1后连接限流电阻R9与LED的连接端，IC4的13号管脚通过二极管D2后连接限流电阻R10与LED的连接端；IC4的控制端从低位到高位依次为11号管脚、10号管脚、9号管脚；当被测电压小于第三预设电压时(可以是小于17V)，第一比较模块输出高电平、第二比较模块输出高电平，此时所述选通输出显示模块适于控制LED显示红色(选通控制信号为“110”对应3号管脚与2号管脚软开关闭合，LED亮红色灯)；当被测电压大于第四预设电压时(可以是大于21V)，第一比较模块输出低电平、第二比较模块输出高电平，此时所述选通输出显示模块适于控制LED显示橙色(选通控制信号为“000”对应3号管脚与13号管脚软开关闭合，LED亮橙色灯，)；以及当被测电压大于第三预设电压小于第四预设电压时(可以是17V到21V之间)，第一比较模块输出低电平、第二比较模块输出高电平，此时所述选通输出显示模块适于控制LED显示绿色(选通控制信号为“100”对应3号管脚与1号管脚软开关闭合，LED亮绿色灯)；二极管D1和二极管D2是为了红色或绿色灯单独点亮时切断彼此连通。
在本实施例中，所述LED三段电压显示电路还包括：电源模块；所述电源模块适于向秒基方波发生器、第一比较模块、第二比较模块和选通输出显示模块提供电源电压Vcc；所述电源电压可以是6V，可以使IC2、IC3的6号管脚阈值电压为整数4V，电阻R4(匹配电阻)和电阻R6(匹配电阻)为4KΩ，方便计算及选取；并且可以使IC4的3号管脚与13号管脚选通时的软开关内阻刚好为LED所需限流电阻，同时也要求二极管D1、二极管D2必须选择导通压降为0.3V的锗管；基于这些原因，如果电源电压选择大于6V，不仅需要改变取样分压电阻比值，还需要改变LED的限流电阻的取值。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例2还提供一种LED显示方法，包括：通过秒基方波发生器向第一比较模块和第二比较模块提供测量同步信号，并保持第一比较模块和第二比较模块的时间周期；通过第一比较模块和第二比较模块根据被测电压生成相应的信号并发送至所述选通输出显示模块；以及通过选通输出显示模块根据相应的信号控制LED显示对应的颜色。
在本实施例中，所述LED显示方法适于采用实施例1所述的LED三段电压显示电路实现。
综上所述，本发明通过秒基方波发生器、第一比较模块、第二比较模块和选通输出显示模块；所述秒基方波发生器适于向第一比较模块和第二比较模块提供测量同步信号，并保持第一比较模块和第二比较模块的时间周期；所述第一比较模块和所述第二比较模块适于根据被测电压生成相应的信号并发送至所述选通输出显示模块；所述选通输出显示模块适于根据相应的信号控制LED显示对应的颜色，实现了减少显示LED的数量，减少显示所需占用的面板面积，使显示简洁、稳定、不闪烁。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。