顯示兩位數(shù)字的LED條狀顯示屏

本電路使用了美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司的兩只LM3914點(diǎn)/條顯示驅(qū)動(dòng)IC,實(shí)現(xiàn)了一個(gè)0至5V的兩位數(shù)LED電壓計(jì)，模擬了一個(gè)閃爍ADC.這個(gè)LED條狀圖由五只LED組成，每只代表1V輸入信號(hào)，表示了MSD(最高有效數(shù)字)。點(diǎn)狀模式有九只LED,此時(shí)只有一只LED發(fā)光，代表LSD(最低有效數(shù)字)。電路會(huì)檢測(cè)MSD LED的工作情況，用來改變驅(qū)動(dòng)LSD的芯片的輸入基準(zhǔn)階梯。輸入信號(hào)區(qū)間從0至5V,精度優(yōu)于±50mV.電路可在5至8V的電源電壓下工作。

圖1,這個(gè)電壓表將IC1的1V~5V電壓顯示為一個(gè)條形圖。IC2的點(diǎn)狀圖表示了最低有效數(shù)字，LED表示0.1V~0.9V.

R1和R2將輸入電壓一分為二，如一個(gè)最大5V的輸入在LM3914(IC1與IC2)上是2.5V(圖1)。IC1的模式端子綁定為高電平，此時(shí)它工作為一個(gè)條狀圖，用VR1將IC1的REFOUT引腳調(diào)至2.5V.于是，IC1的每個(gè)輸出腳都以0.5V步長(zhǎng)逐個(gè)點(diǎn)亮。由于該IC是做MSD,因此從D2的輸出開始，每個(gè)其它輸出端都只接五只LED,這意味著五只LED將以1V的間隔，從1V~5V逐個(gè)點(diǎn)亮。LM3914的數(shù)據(jù)表中說明了如何用R3設(shè)定LED腳為恒流輸出(參考文獻(xiàn)1)。每個(gè)LED上的電流大約為從REFOUT輸出腳所拉電流的10倍。REFADJ與REFOUT腳之間保持為1.25V.VR2/R10/R13分壓器產(chǎn)生一個(gè)負(fù)載，它與1.5kΩ的R3一起，將D1至D5的LED設(shè)為固定的輸出電流。應(yīng)從同一批次產(chǎn)品中選擇這些LED,使它們有匹配的正向壓降。

然后，為四只LED中的每個(gè)都接一只電阻和一只晶體管。LED上的電壓亦加在電阻上，因此這些LED形成四個(gè)與LED相關(guān)運(yùn)行的恒流源。調(diào)節(jié)VR3,使得每只LED導(dǎo)通時(shí)都在其加總輸出上增加500mV.此信號(hào)送至RLO,即第二只LM3914內(nèi)部電阻串中最下面的電阻(圖2)。然后，將50%分壓的輸入信號(hào)送至IC2的SIG引腳。用一只運(yùn)放IC3,在IC1輸出端的加總電流信號(hào)上加一個(gè)固定的500mV偏壓。R1與R2將電路的輸入信號(hào)降低50%,因此IC2 SIG輸入腳的一個(gè)500mV漂移就代表了1V的輸入漂移。

圖2,LM3914 IC有內(nèi)部基準(zhǔn)和一個(gè)階梯電阻，可以將其配置用做條形或點(diǎn)狀LED顯示(原美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司提供)。

當(dāng)電路的輸入電壓從0~1V時(shí)，兩個(gè)條形圖IC的SIG輸入端都是0~0.5V.IC1上LED都不發(fā)光，意味著IC2?的RLO為0V,而RHI為用VR2調(diào)節(jié)的500mV偏壓。當(dāng)芯片的輸入從0~0.45V時(shí)(對(duì)應(yīng)于信號(hào)輸入端口的0~0.9V電壓)，現(xiàn)在IC2的LED輸出順序點(diǎn)亮。當(dāng)輸入信號(hào)高到足以點(diǎn)亮LED D1時(shí)，IC2的RLO上的電壓跳到500mV,而RHI的輸入只比RLO高500mV,為1V.由于IC2的內(nèi)部階梯電阻現(xiàn)在偏置在0.5V~1V,因此IC2表示出在信號(hào)輸入端口上1V與2V之間的0.1V步長(zhǎng)。將IC2的Mode引腳懸浮，該器件就工作在點(diǎn)模式，而不是條形圖模式。

在為信號(hào)輸入端口送一個(gè)4.9V輸入時(shí)，LED D1至D4發(fā)光，使IC2的RLO輸入為2V.運(yùn)放為該值加上500mV,將總計(jì)2.5V送至IC2的RHI輸入。IC2的輸入為2.45V,因此IC2的D9輸出點(diǎn)亮，從而正確地指示測(cè)量的LSB(最低有效位)為1/9.