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1、显示器接口显示器接口设计设计在单片机系统中，常用的显示器有：发光二极管显示器，简称在单片机系统中，常用的显示器有：发光二极管显示器，简称LED(LightLED(Light EmittingEmitting diode)diode)；液晶显示器，简称液晶显示器，简称 LCD(LiquidLCD(Liquid crystalcrystal Display);Display);荧光管显示器。荧光管显示器。近年来也开始使用简易的近年来也开始使用简易的 CRTCRT，显示一些汉字及图形。前三种显示，显示一些汉字及图形。前三种显示器都有两种显示结构；段显示器都有两种显示结构；段显示(7(7 段，段，“米
2、米”字型等字型等) )和点阵显示和点阵显示(57(57，5858，8888 点阵等点阵等) )。而发光二极管显示又分为固定段显示。而发光二极管显示又分为固定段显示和可以拼装的大型字段显示，此外还有共阳极和共阴极之分等。和可以拼装的大型字段显示，此外还有共阳极和共阴极之分等。三种显示器中，以荧光管显示器亮度最高，发光二极管次三种显示器中，以荧光管显示器亮度最高，发光二极管次之而液晶显示器最弱，为被动显示器，必须有外光源。之而液晶显示器最弱，为被动显示器，必须有外光源。一、一、 LEDLED 段显示器结构与原理段显示器结构与原理LEDLED 显示块是由发光二极管显示字段组成的显示器，有显示块是由发
3、光二极管显示字段组成的显示器，有 7 7 段和段和“米米”字段之分。这种显示块有共阳极和共阴极两种。如图所示：字段之分。这种显示块有共阳极和共阴极两种。如图所示：共阴极共阴极 LEDLED 数码管的发光二极管的阴极连接在一起，通常此公共阴数码管的发光二极管的阴极连接在一起，通常此公共阴极接地，当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮，极接地，当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮，相应的段被显示。相应的段被显示。同样，共阳板同样，共阳板 LEDLED 数码管的发光二极管的阳极连接在一起，通常此数码管的发光二极管的阳极连接在一起，通常此公共阳极接正电压。公共阳极接正电压。当某个
4、发光二极管的阴极接低电平时，发光二极管被点亮，相应的当某个发光二极管的阴极接低电平时，发光二极管被点亮，相应的段被显示。段被显示。图中的两个显示块都有图中的两个显示块都有 dpdp 显示段，用于显示小数点。显示段，用于显示小数点。7 7 段段 LEDLED 的字型码如表所示，由于只有的字型码如表所示，由于只有 7 7 个段发光二极管，所个段发光二极管，所以字型码为一个字节。以字型码为一个字节。二、二、 LEDLED 显示器及显示方式显示器及显示方式由由 N N 片片 LEDLED 数码管可拼接成数码管可拼接成 N N 位位 LEDLED 显示器。是显示器。是 4 4 位位 LEDLED 显示显
5、示器的结构原理图。器的结构原理图。N N 位位 LEDLED 显示器有显示器有 N N 根位选线和根位选线和 8N8N 根段选线。根据显示方式根段选线。根据显示方式的不同，位选线和段选线的连接方法也各不相同。段选线控制显示的不同，位选线和段选线的连接方法也各不相同。段选线控制显示字符的字型，而位选线则控制显示位的亮、暗。字符的字型，而位选线则控制显示位的亮、暗。LEDLED 显示器有静态显示和动态显示两种显示方式，分述如下：显示器有静态显示和动态显示两种显示方式，分述如下：LEDLED 静态显示方式静态显示方式 LEDLED 显示器工作于静态显示方式时，各位的共阴极显示器工作于静态显示方式时，
6、各位的共阴极( (或共阳极或共阳极) )连接在一起并接地连接在一起并接地( (或十或十 5V)5V)；每位的段选线每位的段选线(a(adp)dp)分别与一分别与一 8 8 位的锁存输出相连。位的锁存输出相连。之所以称为静态显示，是由于显示器中的各位相互独立，而且之所以称为静态显示，是由于显示器中的各位相互独立，而且各位的显示字符一经确定，相应锁存器的输出将维持不变，直到显各位的显示字符一经确定，相应锁存器的输出将维持不变，直到显示另一个字符为止。也正因为如此，静态显示器的亮度都较高。示另一个字符为止。也正因为如此，静态显示器的亮度都较高。图所示为一个四位静态图所示为一个四位静态 LEDLED
7、显示器电路。显示器电路。该电路各位可独立显示，只要在该位的段选线上保持段选码电平，该电路各位可独立显示，只要在该位的段选线上保持段选码电平，该位就能保持相应的显示字符。由于各位分别由一个该位就能保持相应的显示字符。由于各位分别由一个 8 8 位输出口控位输出口控制段选码，故在同一时间里，每一位显示的字符可以各不相同。这制段选码，故在同一时间里，每一位显示的字符可以各不相同。这种显示方式接口，编程容易，管理也简单付出的代价是占用口线种显示方式接口，编程容易，管理也简单付出的代价是占用口线资源较多。资源较多。如果显示器位数增多，则静态显示方式更是无法适应。如果显示器位数增多，则静态显示方式更是无法
8、适应。因此在显示位数较多的情况下，一般都采用动态显示方式。因此在显示位数较多的情况下，一般都采用动态显示方式。LEDLED 动态显示方式动态显示方式在多位在多位 LEDLED 显示时，为了简化硬件电路，通常将所有位的段选显示时，为了简化硬件电路，通常将所有位的段选线相应地并联在一起，由一线相应地并联在一起，由一个个 8 8 位位 I IO O 口控制，形成段选线的多路复用。而各位的共阳极或共口控制，形成段选线的多路复用。而各位的共阳极或共阴极分别由相应的阴极分别由相应的 I IO O 口线控制，实现各位的分时选通。口线控制，实现各位的分时选通。图所示为一个图所示为一个 4 4 位位 7 7 段
9、段 LEDLED 动态显示器电路原理图。动态显示器电路原理图。其中段选线占用一个其中段选线占用一个 8 8 位位 I IO O 口，而位选线占用一个口，而位选线占用一个 4 4 位位I IO O 口。由于各位的段选线并联，段选码的输出对各位来说都是相口。由于各位的段选线并联，段选码的输出对各位来说都是相同的。因此，同一时刻，如果各位位选线都处于选通状态的话，同的。因此，同一时刻，如果各位位选线都处于选通状态的话，4 4位位 LEDLED 将显示相同的字符。若要各位将显示相同的字符。若要各位 LEDLED 能够显示出与本位相应的能够显示出与本位相应的显示字符，就必须采用扫描显示方式，即在同一时刻
10、，只让某一位显示字符，就必须采用扫描显示方式，即在同一时刻，只让某一位的位选线处于选通状态，而其它各位的位选线处于关闭状态，同时，的位选线处于选通状态，而其它各位的位选线处于关闭状态，同时，段选线上输出相应位要显示字符的字型码，这样段选线上输出相应位要显示字符的字型码，这样同一时刻，同一时刻，4 4 位位 LEDLED 中只有选通的那一位显示出字符，而其它三位中只有选通的那一位显示出字符，而其它三位则是熄灭的。同样，在下一时刻，只让下一位的位选线处于选通状则是熄灭的。同样，在下一时刻，只让下一位的位选线处于选通状态，而其它各位的位选线处于关闭状态时，在段选线上输出相应位态，而其它各位的位选线处
11、于关闭状态时，在段选线上输出相应位将要显示字符的字型码，则同一时刻，只有选通位显示出相应的字将要显示字符的字型码，则同一时刻，只有选通位显示出相应的字符，而其它各位则是熄灭的。如此循环下去，就可以使各位显示出符，而其它各位则是熄灭的。如此循环下去，就可以使各位显示出将要显示的字符，虽然这些字符是在不同时刻出现的，而且同将要显示的字符，虽然这些字符是在不同时刻出现的，而且同时时刻，只有一位显示，其它各位熄灭，但由于人眼有视觉暂留现象，刻，只有一位显示，其它各位熄灭，但由于人眼有视觉暂留现象，只要每位显示间隔足够短便可造成多位同时亮的假象，达到显示的只要每位显示间隔足够短便可造成多位同时亮的假象，
12、达到显示的目的。目的。LEDLED 不同位显示的时间间隔可以通过定时中断完成。如对不同位显示的时间间隔可以通过定时中断完成。如对 8 8 位位LEDLED 显示器，扫描显示频率为显示器，扫描显示频率为 50Hz50Hz，假若显示一位保持，假若显示一位保持 1ms1ms 时时间则显示完所有间则显示完所有 8 8 位之后，只需位之后，只需 8ms8ms，于是另外，于是另外 12msCPU12msCPU 完全可完全可以处理其它工作。上述保持以处理其它工作。上述保持 1ms1ms 的时间应根据实际情况而定。不能的时间应根据实际情况而定。不能太小，因为发光二极管从导通到发光有一定的延时，导通时间太小，太
13、小，因为发光二极管从导通到发光有一定的延时，导通时间太小，发光太弱人眼无法看清。但也不能大大，因为毕竞要受限于临界闪发光太弱人眼无法看清。但也不能大大，因为毕竞要受限于临界闪烁频率，而且此时间越长，占用烁频率，而且此时间越长，占用 CPUCPU 时间也越多。另外，显示位增时间也越多。另外，显示位增多，也将占用大量的多，也将占用大量的 CPUCPU 时间，因此动态显示实质是以牺牲时间，因此动态显示实质是以牺牲 CPUCPU 时时间换取元件和能耗的减少。间换取元件和能耗的减少。三、应用举例三、应用举例例例 1 1：动态显示：动态显示由由 82558255 构成构成若若 82558255 地址为：地
14、址为：PAPA 口：口：7FFCH7FFCH、 PCPC 口：口：7FFEH7FFEH、 控制口：控制口：7FFFH7FFFHA A 口输出字型码，口输出字型码，C C 口输出位码，扫描实现动态显示。显示子程口输出位码，扫描实现动态显示。显示子程序如下：序如下：82558255 控制字：控制字：A A 口、口、C C 口输出方式口输出方式 ，1 1 0000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 B=80HB=80H设置显示缓冲区：设置显示缓冲区：7AH7AH 7FH7FH 数数码码管管数数码码管管数数码码管管数数码码管管数数码码管管数数码码管管6 65 54 43 32 21 17FH7F
15、H7EH7EH7DH7DH7CH7CH7BH7BH7AH7AHDISP:DISP:MOVMOVA,#80HA,#80H; ;设置设置 82558255 的的 A A、C C 口为输出口为输出MOVMOVDPTR,#7FFFHDPTR,#7FFFH; ;MOVXMOVXDPTR,ADPTR,A; ;MOVMOVR0,#7AHR0,#7AH; ;显示缓冲区首地址显示缓冲区首地址MOVMOVR3,#01HR3,#01H; ;位码，最右边一位先位码，最右边一位先亮亮MOVMOVA,R3A,R3; ;DIS0:DIS0:MOVMOVDPTR,#7FFEHDPTR,#7FFEH; ;先输出位码先输出位码M
16、OVXMOVXDPTR,ADPTR,A; ;MOVMOVDPTR,#7FFCHDPTR,#7FFCH; ;MOVMOVA,R0A,R0; ;取待显示的数取待显示的数ADDADDA,#13A,#13; ;加上偏移量加上偏移量MOVCMOVCA,A+PCA,A+PC; ;取段码取段码MOVXMOVXDPTR,ADPTR,A; ;输出段码输出段码ACALLACALL DEL1msDEL1ms; ;延时延时INCINCR0R0; ;取下一个要显示的数取下一个要显示的数MOVMOVA,R3A,R3; ;JBJBACC.5,DISENDACC.5,DISEND ;6;6 位显示完了吗？位显示完了吗？RLRLA A; ;下一个位码下一个位码MOVMOVR3,AR3,A; ;AJMPAJMPDIS0DIS0; ;点亮下一个数码管点亮下一
