假设护栏管是12段的,即12点,12点*RGB,即有36路需要独立受控.一个普通的51单片机只有32个IO输出口可以使用,直接并口输出接LED,输出口是不够的.如果有两条12段呢,就有72路需要独立受控,如果有10条呢...... 大量的输出口需求,要扩展单片机并行IO口,扩展单片机IO的方式一般有3-8驿码器,串行移位寄存器,8255通用可编程IO扩展. 在三种方式中只有串行移位寄存器适用大量的IO口扩展,从理论上讲串行移位寄存器可以扩展无数IO口,但在实际应用中,受单片机的速度与信号传输的影响,是有一定的局限性的,我们做过实际的最多普曾扩展过10000个IO口.
护栏管中移位寄存器常用芯片有CD4094,74HC595,DM135,TB62726,MBI5026,ST2221
CD4094是COMS电位的移位寄存器,工作电压范围宽,从3-18都可以工作,可以不独立供电,其信号输出允许对地短路,在实际应用中损坏较少,但其速度较慢,5V时在2M,18V时在8M左右.可满足如AT89C2051等单片机.
74HC595是5V供电的高速TTL电平移位寄存器,其速度可供20M,克服了CD4094速度慢的缺点,在外控全彩护栏管显示屏中应用最广,因其信号电平为TTL5V电平,信号线长时信号衰减明显，而其时钟输入端不带施密特触发整形电路，信号波形要求严格，所以一般配合74HC245 来缓冲放大.但其输出一般须放大后方可驱动LED,常用S8050或ULN2003放大,其驱动无恒流功能.其电路略显复杂,硬件电路元件多,生产效率较低,一条16段线路板多达389个元件.其输出一般不允许对地短路,应际应用中芯片损坏较多.
DM135,TB62726,MBI5026,ST2221是带恒流驱动,移位寄存器等多功能的LED显示屏专用芯片.其输出无需再加驱动电路,限流电阻.使用方便,可制作高性能全彩护栏管.但其单个芯片价格一般在3元左右,比74HC595(0.7元)。
