本应用笔记讨论了如何“Charlieplex”显示驱动电路以减少引脚数。MAX6950、MAX6951、MAX6954、MAX6955、MAX6958和MAX6959 LED显示驱动器使用这种不寻常的复用技术。通过交替使用一些引脚作为阴极和阳极驱动器，charlieexing减少了驱动器引脚数。这与标准的LED多路连接不同，标准的LED多路连接使用单独的驱动引脚用于阳极和阴极。

多路复用共阴极(CC) LED数字的标准连接为每个数字的CC连接使用单独的引脚，而阳极段连接在所有数字之间共用。类似地，用于多路复用共阳极(CA) LED数字的标准连接为每个数字的CA连接使用单独的引脚，而阴极段连接在所有数字之间共用。所需的连接数可以计算为使用的每个数字为1，加上数字内的每个段为1。因此，以MAX7219和MAX7221 CC驱动器为代表的8位8段多路复用驱动器使用8个阴极驱动引脚和8个阳极驱动引脚，总共16个驱动输出(图1)。

一个引脚效率更高的方案依赖于这样一个事实，即在多路操作期间，实际上只有一个CC或CA数字驱动器输出在使用中。其他数字驱动器是高阻抗的，确保没有驱动电流流入这些非驱动数字。通过使LED驱动引脚在驱动数字和段之间交替工作，n个驱动引脚可以用于驱动n个数字，每个数字有n-1个段。查理·艾伦最初在Maxim公司内部倡导这种技术，因此“查理复用”这个缩写就被用来区分减少引脚数复用和传统方法。第一个使用Charlieplexing的Maxim产品是Maxim MAX6951 LED驱动器，它仅用9个引脚驱动8个数字(图2)。

要理解Charlieplexing是如何工作的，首先检查表1所示的引脚连接。每个多路复用数字有一行，每行包含9列。对于每个数字，一列对应于CC数字驱动器，其余8列对应于8个阳极(段)驱动器。

图3和图4分别显示了MAX6951在数字和数字1的复用周期内的电流流。电路显示了MAX6951的8个内部功率NMOS器件，用于阴极驱动CC0到CC7，以及9个分段驱动电流源。为了简单起见，省略了数字2到7的外部LED数字连接。

先看图3数字0驱动的情况，阴极驱动器CC0是开的，将数字0的8个公共阴极硬拉到GND。9段驱动电流源中的8个也打开，驱动电流进入数字0的8个阳极。因此，数字0可以点亮所有8个led。现在考虑数字1。公共阴极连接CC1与数字0的SEG dp连接共享，后者作为电流源驱动远高于GND。数字1的阳极连接也连接到类似的SEG连接，或者在第一个(最左边)段的情况下连接到GND。数字1的第一段显然是颠倒的，所以不能发光。其他数字1段有效地连接在数字0的点亮或未点亮段的阳极之间。一个未点亮段的电流源是非常高的阻抗，不会提供电流。LED数字的任何两个点亮段之间的电压差将是一个小的正或负电压，反映了数字的单个LED之间的匹配。除非失配远高于1V，否则数字1的led将没有足够高的电压甚至开始打开。一个现实的最大失配是几百毫伏。

图4显示了数字1被驱动的情况。这一次，数字0的片段要么反向偏置，要么偏置的随机量不足以照亮片段。

在多路复用时间的一部分，复用使LED段处于反向偏置。施加的最大反向偏置电压是电源电压V+的值，当LED在另一个数字的打开阴极驱动器和驱动开路的电流源之间反向偏置时发生(例如死或缺失的LED)。因此，确保所选led的额定承受反向偏置等于施加到驱动器的最大电源电压是很重要的。

为了进一步参考，其他关于引脚减少的LED驱动技术的技术讨论包括Microchip的TB029应用说明(www.microchip.com)和Don Lancaster的2001年8月的Tech Musings (www.tinaja.com)。