指示灯与背光灯互斥点亮的电路、控制系统

摘要

本发明提供一种指示灯与背光灯互斥点亮的电路、控制系统，该电路的电源分别与指示灯电路、背光灯电路连接，指示灯电路与第一pwm信号接收端连接，背光灯电路与第二pwm信号接收端连接；IO信号接收端与指示灯电路一一对应连接，指示灯电路、互斥电路、背光灯电路一一对应，并通过互斥电路连接指示灯电路、背光灯电路，互斥电路在指示灯电路或背光灯电路通电时将电能输入背光灯电路或指示灯电路以断开背光灯电路或指示灯电路。本发明避免了指示灯与背光灯颜色掺杂的问题，提高了灯光的一致性，并利用IO信号控制灯光亮灭的方式，减少了pwm口的利用，节省了硬件资源，降低了成本。

说明书

技术领域

本发明涉及灯光控制技术领域，尤其涉及一种指示灯与背光灯互斥点亮的电路、控制系统。

背景技术

市场上目前电子换挡器的挡位显示面板大部分使用的是指示灯和背光灯同时点亮的方案。但是，同时点亮的方案存在背光灯的颜色与指示灯的颜色掺杂在一起，影响用户查看指示灯和影响用户的视觉效果的问题。而且，背光灯颜色与指示灯颜色的掺杂也难以实现和整车其余零部件灯光的一致性。

虽然，有少部分方案实现了指示灯和背光灯的互斥点亮，但其是通过大量使用单片机的pwm口资源来输出的不同pwm信号控制不同指示灯和背光灯的亮灭。而单片机的pwm口有限，需要设置多个单片机，提高了硬件成本。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出一种指示灯与背光灯互斥点亮的电路、控制系统，设置指示灯电路、背光灯电路，通过两个不同的pwm信号控制所有指示灯、背光灯的亮度，并通过互斥电路将对应的指示灯电路、背光灯电路，利用互斥电路传输的电能控制指示灯与背光灯的互斥点亮，避免了指示灯与背光灯颜色掺杂的问题，提高了灯光的一致性，并利用IO信号控制灯光亮灭的方式，减少了pwm口的利用，节省了硬件资源，降低了成本。

为解决上述问题，本发明采用的一个技术方案为：一种指示灯与背光灯互斥点亮的电路，所述指示灯与背光灯互斥的电路包括：电源以及至少一个指示灯电路、背光灯电路、互斥电路，第一pwm信号接收端、第二pwm信号接收端以及至少一个IO信号接收端，所述第一pwm信号接收端、第二pwm信号接收端、IO信号接收端依次接收单片机传输的第一pwm信号、第二pwm信号以及IO信号，所述电源分别与所述指示灯电路、背光灯电路连接，所述指示灯电路与所述第一pwm信号接收端连接，所述背光灯电路与所述第二pwm信号接收端连接，通过所述第一pwm信号接收端、第二pwm信号接收端传输的pwm信号控制所述指示灯电路中的指示灯以及背光灯电路中的背光灯的发光亮度；所述IO信号接收端与所述指示灯电路一一对应连接，通过所述IO信号接收端输出的信号控制所述指示灯电路的通断，所述指示灯电路、互斥电路、背光灯电路一一对应，并通过所述互斥电路连接所述指示灯电路、背光灯电路，所述互斥电路在所述指示灯电路或背光灯电路通电时将电能输入所述背光灯电路或指示灯电路以断开所述背光灯电路或指示灯电路。

进一步地，所述指示灯电路、背光灯电路以及IO信号接收端的数量均为4个。

进一步地，所述背光灯电路包括第一背光灯三极管，所述第一背光灯三极管的基极与所述第一pwm信号接收端连接，发射极接地，每个背光灯电路中的背光灯一端与所述电源连接，另一端与所述第一背光灯三极管的集电极连接。

进一步地，所述背光灯电路还包括第一背光灯电阻、第二背光灯电阻以及第一背光灯电容，所述第一背光灯三极管的基极通过所述第一背光灯电阻与所述第一pwm信号接收端连接，所述第二背光灯电阻的一端接地，另一端与所述基极连接，所述第一背光灯电容的一端接地，另一端与所述第一pwm信号接收端连接。

进一步地，所述指示灯电路包括：第一指示灯三极管、第二指示灯三极管，所述指示灯的一端通过所述第一指示灯三极管与所述电源连接，另一端通过第二指示灯三极管接地，所述第一指示灯三极管的基极与所述第二pwm信号接收端连接，所述第二指示灯三极管的基极与所述IO信号接收端连接。

进一步地，所述互斥电路包括互斥二极管，所述互斥二极管的阳极与所述电源连接，阴极与所述第二指示灯三极管连接，通过所述第二指示灯三极管接地。

进一步地，所述背光灯电路包括第二背光灯三极管、第三背光灯三极管，所述背光灯的一端通过所述第二背光灯三极管与电源连接，另一端通过所述第三背光灯三极管接地，所述第三背光灯三极管的基极与所述第一pwm信号接收端连接，所述第二背光灯三极管为PNP三极管。

进一步地，所述指示灯电路包括：第三指示灯三极管、第四指示灯三极管，所述指示灯的一端通过所述第三指示灯三极管与所述电源连接，另一端通过所述第四指示灯三极管接地，所述第三指示灯三极管的基极与所述IO信号接收端连接，所述第三指示灯三极管为PNP三极管，所述第四指示灯三极管的基极与所述第二pwm信号接收端连接。

进一步地，所述互斥电路包括互斥电阻，所述互斥电阻的一端接地，另一端与所述第二背光灯三极管的基极、所述指示灯连接，通过所述指示灯与所述第四指示灯三极管连接。

基于相同的发明构思，本发明还提出一种指示灯、背光灯互斥点亮的控制系统，所述指示灯、背光灯的控制系统包括单片机、指示灯与背光灯互斥点亮的电路，所述单片机与所述指示灯与背光灯互斥点亮的电路电连接，并向所述背光灯互斥点亮的电路输出第一pwm信号、第二pwm信号以及控制信号，所述指示灯与背光灯互斥点亮的电路包括如上所述的指示灯与背光灯互斥点亮的电路。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：设置指示灯电路、背光灯电路，通过两个不同的pwm信号控制所有指示灯、背光灯的亮度，并通过互斥电路将对应的指示灯电路、背光灯电路，利用互斥电路传输的电能控制指示灯与背光灯的互斥点亮，避免了指示灯与背光灯颜色掺杂的问题，提高了灯光的一致性，并利用IO信号控制灯光亮灭的方式，减少了pwm口的利用，节省了硬件资源，降低了成本。

附图说明

图1为本发明指示灯与背光灯互斥点亮的电路一实施例的结构图；

图2为本发明指示灯与背光灯互斥点亮的电路一实施例的电路图；

图3为本发明指示灯与背光灯互斥点亮的电路另一实施例的电路图；

图4为本发明指示灯与背光灯互斥点亮的控制系统一实施例的结构图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

请参阅图1-3，其中，图1为本发明指示灯与背光灯互斥点亮的电路一实施例的结构图；图2为本发明指示灯与背光灯互斥点亮的电路一实施例的电路图；图3为本发明指示灯与背光灯互斥点亮的电路另一实施例的电路图。结合附图1-3对本发明指示灯与背光灯互斥点亮的电路作详细说明。

在本实施例中，指示灯与背光灯互斥点亮的电路包括：电源、至少一个指示灯电路、至少一个背光灯电路、至少一个互斥电路，第一pwm信号接收端、第二pwm信号接收端以及至少一个IO信号接收端，第一pwm信号接收端、第二pwm信号接收端、IO信号接收端依次接收单片机传输的第一pwm信号、第二pwm信号以及IO信号，电源分别与指示灯电路、背光灯电路连接，指示灯电路与第一pwm信号接收端连接，背光灯电路与第二pwm信号接收端连接，通过第一pwm信号接收端、第二pwm信号接收端传输的pwm信号控制指示灯电路中的指示灯以及背光灯电路中的背光灯的发光亮度；IO信号接收端与指示灯电路一一对应连接，通过IO信号接收端输出的信号控制指示灯电路的通断，指示灯电路、互斥电路、背光灯电路一一对应，并通过互斥电路连接指示灯电路、背光灯电路，互斥电路在指示灯电路或背光灯电路通电时将电能输入背光灯电路或指示灯电路以断开背光灯电路或指示灯电路。

在本实施例中，指示灯电路中的指示灯以及背光灯电路中的背光灯数量可以为一个或多个，在此不做限定。

在本实施例中，指示灯电路、背光灯电路以及IO信号接收端的数量均为4个，在其他实施例中，指示灯电路、背光灯电路以及IO信号接收端的数量也可以为3个、5个以及其他数量，在此不做限定。

在本实施例中，指示灯电路和背光灯电路应用于电子换挡器的挡位显示面板，在其他实施例中，指示灯电路和背光灯电路也可以应用在汽车的车窗控制开启、音乐播放器开关以及其他具有指示灯和背光灯需求的按键开关上。

在一个具体的实施例中，指示灯电路包括P挡指示灯电路、R挡指示灯电路、N挡指示灯电路、D挡指示灯电路，背光灯电路包括P挡背光灯电路、R挡背光灯电路、N挡背光灯电路、D挡背光灯电路，互斥电路的数量也为四个，分别连接不同的指示灯电路、背光灯电路。

在本实施例中，电源为直流电源，其电压为5V，通过该电源向背光灯电路、指示灯电路供电。其中，可以通过单片机向背光灯电路、指示灯电路供电，也可以通过另设直流电源的方式进行供电。在其他实施例中，直流电源的电压也可以根据背光灯和指示灯的电压需求设置为4V、6V以及其他数值，在此不做限定。

在本实施例中，背光灯电路、指示灯电路以及互斥电路设置在电路板上，通过电路板实现电路中元器件之间以及电路之间的电连接。

在本实施例中，背光灯与指示灯为发光二极管，其他实施例中，背光灯、指示灯还可以为LED灯以及其他发光器件。

在本实施例中，背光灯电路包括第一背光灯三极管，第一背光灯三极管的基极与第一pwm信号接收端连接，发射极接地，每个背光灯电路中的背光灯一端与电源连接，另一端与第一背光灯三极管的集电极连接。

在本实施例中，背光灯电路还包括第一背光灯电阻、第二背光灯电阻以及第一背光灯电容，基极通过第一背光灯电阻与第一pwm信号接收端连接，第二背光灯电阻的一端接地，另一端与基极连接，第一背光灯电容的一端接地，另一端与第一pwm信号接收端连接。

在本实施例中，背光灯电路还包括第三背光灯电阻，背光灯通过第三背光灯电阻与电源连接。

在一个具体的实施例中，背光灯电路中的LED灯为发光二极管，包括P挡背光灯电路、R挡背光灯电路、N挡背光灯电路、D挡背光灯电路，P挡背光灯电路、R挡背光灯电路、N挡背光灯电路、D挡背光灯电路中的背光灯的阴极均与第一背光灯三极管的集电极连接，其中，第三背光灯电阻的贴片电阻1206，其阻值为200欧、误差为1％，不同背光灯电路中的背光灯的阳极连接的第三背光灯电阻不同。第一三极管的型号为MMB3904LT1G，第一背光灯电阻与第二背光灯电阻的型号相同，均为贴片电阻0402，第一背光灯电阻的阻值为10KΩ，第二背光灯电阻的阻值为47KΩ。

在本实施例中，指示灯电路包括：第一指示灯三极管、第二指示灯三极管，指示灯的一端通过第一指示灯三极管与电源连接，另一端通过第二指示灯三极管接地，第一指示灯三极管的基极与第二pwm信号接收端连接，第二指示灯三极管的基极与IO信号接收端连接。

在本实施例中，在一个具体的实施例中，第一指示灯三极管为PNP三极管，型号为MMBT3906LT1G，其发射极与电源连接，集电极与指示灯的阳极连接，第二指示灯三极管的型号为MMB3904LT1G，集电极与指示灯的阴极连接，发射极接地，不同指示灯电路中的指示灯连接的第二指示灯三极管不同。

在本实施例中，指示灯电路还包括第一指示灯电阻、第二指示灯电阻、第三指示灯电阻、第一指示灯电容、第四指示灯电阻、第五指示灯电阻以及第二指示灯电容，其中，指示灯的阳极通过第一指示灯电阻与第一指示灯三极管的集电极连接，第二指示灯电阻的一端接地，另一端与第一指示灯三极管的基极连接，第三指示灯电阻的一端与第二pwm信号接收端连接，一端与第一指示灯三极管的基极连接，第一指示灯电容的一端接地，另一端与第二pwm信号接收端连接。

在一个具体的实施例中，第二指示灯电阻、第三指示灯电阻、第四指示灯电阻、第五指示灯电阻的型号相同，均为贴片电阻0402，其中，第二指示灯电阻、第四指示灯电阻、第五指示灯电阻的阻值均为47KΩ，第三指示灯电阻的阻值为10KΩ。第一指示灯电阻的型号为贴片电阻1206，阻值为200Ω1％。不同的指示灯电路使用的第二指示灯三极管、第四指示灯电阻、第五指示灯电阻、第二指示灯电容不同。

在本实施例中，互斥电路包括互斥二极管，互斥二极管的阳极与电源连接，阴极与第二指示灯三极管连接，通过第二指示灯三极管接地。

在本实施例中，互斥二极管为肖基特二极管，不同的指示灯电路与不同的互斥电路连接。

下面通过电路的工作原理对本实施例中指示灯与背光灯互斥点亮的电路作进一步说明。

在本实施例中，指示灯电路与背光灯电路应用于电子换挡器中的P/R/N/D挡，其中，P/R/N/D挡对应的背光灯电路通过第一pwm信号接收端接收的第一pwm信号控制背光灯的亮度，当第一pwm信号的占空比为0％时，此时，背光灯最暗(熄灭)。当第一pwm信号的占空比为100％时，此时背光灯最亮(电流最大)。第二pwm信号接收端接收的第二pwm信号控制指示灯的亮度等级，当第二pwm信号的占空比为0％时，此时指示灯最亮(电流最大)。当第二pwm信号的占空比为100％时，此时指示灯最暗(熄灭)。IO信号接收端接收的IO信号是控制P/R/N/D指示灯电路中指示灯亮灭的I/O使能信号，用P挡指示灯电路中的指示灯作为说明。当P挡指示灯电路中的P挡IO信号为高电平时，第二指示灯三极管导通，此时背光灯左端的电压为0.9V(肖特基二极管的压降为0.7V，第二指示灯三极管的集电极和发射极之间的压降为0.2V，故背光灯左端电压为0.9V。)。背光灯和第一背光灯三极管两个元器件两端的电压和为0.9V，P挡对应的背光灯熄灭(该电压不足以使背光灯发光，背光灯熄灭)。

本实施例在现有方案元器件的基础上增加了肖特基二极管，实现了指示灯和背光灯的互斥点亮；且使用2路PWM信号和4路I/O信号即可实现4个指示灯和背光灯的互斥点亮，亮度等级调节，节省了元器件。

下面对指示灯与背光灯互斥点亮的电路的另一个实施例进行说明。

在本实施例中，背光灯电路包括第二背光灯三极管、第三背光灯三极管，背光灯的一端通过第二背光灯三极管与电源连接，另一端通过第三背光灯三极管接地，第三背光灯三极管的基极与第一pwm信号接收端连接，第二背光灯三极管为PNP三极管。

在本实施例中，背光灯为发光二极管，背光灯电路还包括第四背光灯电阻、第六背光灯电阻，其中，第四背光灯电阻的一端与背光灯的阴极连接，另一端与第三背光灯三极管的集电极连接，第三背光灯三极管的发射极接地，基极与第五背光灯电阻的一端连接，第五背光灯电阻的另一端与第一pwm信号接收端连接。背光灯的阳极与第二背光灯三极管的集电极连接，第二背光灯三极管的发射极与电源连接，基极与互斥电路连接。

在一个具体的实施例中，第二背光灯三极管的型号为MMBT3906LT1G，第四背光灯电阻为贴片电阻1206，电阻为100Ω1％，第三背光灯三极管的型号为MMB3904LT1G，第五背光灯电阻为贴片电阻0402，电阻为10KΩ。

在本实施例中，指示灯电路包括：第三指示灯三极管、第四指示灯三极管，指示灯的一端通过第三指示灯三极管与电源连接，另一端通过第四指示灯三极管接地，第三指示灯三极管的基极与IO信号接收端连接，第三指示灯三极管为PNP三极管，第四指示灯三极管的基极与第二pwm信号接收端连接。

在本实施例中，指示灯为发光二极管，指示灯电阻还包括第六指示灯电阻、第七指示灯电阻、第八指示灯电阻，其中，第三指示灯三极管的发射极与电源连接，基极通过第六指示灯电阻与IO信号接收端连接，集电极与指示灯的阳极连接。指示灯的阴极与第七指示灯电阻的一端连接，另一端与第四指示灯三极管的集电极连接，第四指示灯三极管的基极通过第八指示灯电阻与第二pwm信号接收端连接，发射极接地。

在一个具体的实施例中，第三指示灯三极管的型号为MMBT3906LT1G，第六指示灯电阻、第八指示灯电阻均为贴片电阻0402，电阻为10KΩ，第七指示灯电阻为贴片电阻1206，电阻为100Ω1％，第四指示灯三极管的型号为MMB3904LT1G。

在本实施例中，互斥电路包括互斥电阻，互斥电阻的一端接地，另一端与第二背光灯三极管的基极、指示灯连接，通过指示灯与第四指示灯三极管连接。

在一个具体的实施例中，互斥电阻为贴片电阻0402，电阻为10KΩ。

通过电路的工作原理对指示灯与背光灯互斥点亮的电路作进一步说明。

在本实施例中，指示灯电路与背光灯电路应用于电子换挡器中的P/R/N/D挡，现以P挡指示灯电路和背光灯电路进行说明：

假若目前处于夜间模式，指示灯和背光灯的亮度等级为Level4，对应的第一pwm信号和第二pwm信号的占空比都设为40％(占空比和亮度等级一一对应，假若处于某个亮度等级不变，对应的占空比就保持不变。)。此时驾驶员请求执行P挡，对应的发送给P挡指示灯电路的IO信号设置为低电平，此时，第三指示灯三极管导通，考虑到第三指示灯三极管的导通压降0.2V，第三指示灯三极管的集电极电压为4.8V。此时第二背光灯三极管的发射极和基极的电压差为0.2V左右，此时第二背光灯三极管截止，对应的背光灯熄灭。

假若此时驾驶员切换到其它挡位，对应的IO信号设置为高电平，此时第三指示灯三极管截止，对应的第二背光灯三极管的发射极和基极的电压差大于0.7V，第二背光灯三极管导通，背光灯点亮。

本实施例在现有方案元器件的种类下，使用2路PWM信号和4路I/O信号实现4个指示灯和背光灯的互斥点亮，亮度等级调节，节省了成本。

通过上述实施例中的电路，本发明可以实现背光灯和指示灯互斥点亮，当指示灯亮时，对应的挡位字符背光灯熄灭，避免背光干扰指示灯；资源上只需要两路PWM信号和四路I/O信号即可实现P/R/N/D指示灯和背光灯互斥点亮，使用电子元器件较少，成本更低。

有益效果：本发明指示灯与背光灯互斥点亮的电路设置指示灯电路、背光灯电路，通过两个不同的pwm信号控制所有指示灯、背光灯的亮度，并通过互斥电路将对应的指示灯电路、背光灯电路，利用互斥电路传输的电能控制指示灯与背光灯的互斥点亮，避免了指示灯与背光灯颜色掺杂的问题，提高了灯光的一致性，并利用IO信号控制灯光亮灭的方式，减少了pwm口的利用，节省了硬件资源，降低了成本。

基于相同的发明构思，本发明还提出一种指示灯、背光灯互斥点亮的控制系统，请参阅图4，图4为本发明指示灯、背光灯互斥点亮的控制系统一实施例的结构图，结合图4对本发明指示灯、背光灯互斥点亮的控制系统做进一步说明。

在本实施例中，指示灯、背光灯的控制系统包括单片机、指示灯与背光灯互斥点亮的电路，单片机与指示灯与背光灯互斥点亮的电路电连接，并向背光灯互斥点亮的电路输出第一pwm信号、第二pwm信号以及控制信号，指示灯与背光灯互斥点亮的电路包括如上述实施例所述的指示灯与背光灯互斥点亮的电路。

其中，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。