3个IO口控制6个LED灯

这个电路用到了单片机GPIO的三种状态：

• 高电平

• 低电平

• 高阻态

 所谓“高阻态”，是指GPIO对外部电路表现出极大的阻抗。因阻抗很大，几乎不会吸入电流，也不会对外输出电流。

各个LED灯单独亮起，分为六种情况。

1、当只有LED1亮起时，单片机各GPIO的状态如下：（带箭头的红线为电流回路）

2、当只有LED2亮起时，单片机各GPIO的状态如下：

3、当只有LED3亮起时，单片机各GPIO的状态如下：

4、当只有LED4亮起时，单片机各GPIO的状态如下：

5、当只有LED5亮起时，单片机各GPIO的状态如下：

6、当只有LED6亮起时，单片机各GPIO的状态如下：

整理如下：

就是这么简单！

使用该方法，n个GPIO可以驱动 n*(n-1) 个LED，所以：

• 使用2个GPIO可以驱动2个LED。

• 使用3个GPIO可以驱动6个LED。

• 使用4个GPIO可以驱动12个LED。

• 以此类推。

这种方式能够实现的基础是：

• 单片机GPIO的三个状态：高电平、低电平、高阻态。

• LED具有单向导电性。

查理复用设计的方法：

• 任意两个GPIO引脚之间串入两个LED，这两个LED为并联，且LED方向相反。

• 当你想要点亮某个特定的LED时，就将其两端所连接到的GPIO引脚分别设定为高电平和低电平，其它剩余的GPIO引脚设定为高阻态。

• 前面电动牙刷中6个LED灯的电路，就是这么设计的。

下面从最简单的开始，一步一步体会查理复用的电路设计。

1、使用2个GPIO时最简单：

LED1亮起时：

LED2亮起时：

这里只用到高电平、低电平的状态，不需要用高阻态的状态。

2、使用3个GPIO时，前面已经分析过：

可以等效为下图：

可以看出，确实是任意两个GPIO之间均串入了两个并联的LED，且LED方向相反。

查理复用这样的电路接法也会引发一些问题。

首先，LED亮起时完全由单片机的GPIO输出电流，所以对于GPIO的电流驱动能力有一定的要求。设计电路时要注意查询自己使用的MCU的电流驱动能力，下图是STM32单片机中对GPIO电流驱动能力的说明：

其次，如果出现了某个LED开路或短路的情况，电流的流向会被打乱，LED亮起来的逻辑会变得错乱。最坏的情况下，电路会对GPIO索取大电流，导致单片机损坏。下图是假设LED1短路，那么在点亮LED5时，LED3也会亮起：

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