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1、,LED显示器（数码管）的结构与原理,1. 结构种类 七段LED显示器(数码管)系发光器件的一种。常用的LED发光器件有两类：数码管和点阵。 数码管内部由七个条形发光二极管和一个小圆点发光二极管组成，根据各管的亮暗组合成字符。常见数码管有10根管脚。管脚排列如下图所示。其中COM为公共端，根据内部发光二极管的接线形式可分为共阴极和共阳极两种。 使用时，共阴极数码管公共端接地，共阳极数码管公共端接电源。每段发光二极管需510mA的驱动电流才能正常发光，一般需加限流电阻控制电流的大小。,LED显示器的结构与原理,管脚排列 共阴极数码管 共阳极数码管,LED显示器的结构与原理,2. 显示原理 LED
2、数码管的ag七个发光二极管。加正电压的发光，加零电压的不能发光，不同亮暗的组合就能形成不同的字型，这种组合称为字型码。共阳极和共阴极的字型码是不同的，如下表所示。 可采用硬件译码输出字型码控制显示内容，如采用74LS48、CD4511(共阴极)或74LS46(74LS47)、CD4513(共阳极)。也可用单片机I/O口直接输出字型码控制数码管的显示内容。 用单片机驱动LED数码管显示有很多方法，按显示方式分有静态显示和动态显示。,LED字型显示代码表,2. 显示原理,LED显示器静态显示及应用实例,1. 静态显示的特点 静态显示就是显示驱动电路具有输出锁存功能，单片机将所要显示的数据送出去后，
3、数码管始终显示该数据(不变)，CPU不再控制LED。到下一次显示时，再传送一次新的显示数据。 静态显示的接口电路采用一个并行口接一个数码管，数码管的公共端按共阴极或共阳极分别接地或接VCC。这种接法，每个数码管都要单独占用一个并行I/O口，以便单片机传送字形码到数码管控制数码管的显示。显然其缺点就是当显示位数多时，占用I/O口过多。 为了解决静态显示I/O口占用过多的问题，可采用串行接口扩展LED数码管的技术。 静态显示方式的优点是显示的数据稳定，无闪烁，占用CPU时间少。其缺点是由于数码管始终发光，功耗比较大。,LED显示器静态显示及应用实例,2. 应用实例 【例】 用一位数码管显示开关来回
4、拨动的次数。 解：电路如下图所示，89S51的P1口经74LS373接一个共阴极数码管，数码管的公共端接地。P1口输出字型码送至数码管，就能控制数码管的显示内容。74LS373为8D锁存器，在电路中起驱动作用。两个与非门组成的RS触发器主要起消抖作用，用来消除开关按下及弹起过程中的抖动所引起的判断错误。开关信号经消抖动电路后接单片机的INT1引脚。每来回拨动一次将产生一个下降沿信号，通过INT1向CPU申请中断。 软件设计时，可用R0作为记录中断次数的指针(每中断一次R0加1)，然后根据R0用查表程序查出对应的字形码，再由P1口送出，控制数码管显示中断次数值。,一位数码管显示电路图,ORG 0
5、00H AJMP MAIN ORG 0013H AJMP INT1 ; 外部中断1入口地址 * 主程序 * MAIN: SETB EA ; 开通中断开关 SETB EX1 ; 开外部中断 SETB IT1 ; 下降沿触发 MOV R0,#0 ; 计数指针清0 MOV P1,#3FH ; 开始显示0 MOV DPTR,#TAB ; 字形码地址送DPTR SJMP $ ; 等待中断(开关来回拨动一次产生一次中断) * 外部中断处理程序 * INT1: INC R0 ; 开关每来回拨动一次计数指针加1 MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR ; 查字形码 MOV P1,A ; 字形码送P1显示
6、 CJNE R0,#0FH,RE ; 是否等于15次 MOV R0,#00H ; 计数指计清0 RE: RETI TAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H ; 字形码 DB 7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H END,一位数码管显示参考程序,4.4 LED显示器动态显示及应用实例,1. 动态显示的特点 动态扫描方法是用其接口电路把所有数码管的8个笔划段ag和dp同名端连在一起,而每一个数码管的公共极COM各自独立地受I/O线控制。CPU向字段输出口送出字形码时，所有数码管接收到相同的字形码。但究竟是哪个数码管亮，则取决于COM端
7、，COM端与单片机的I/O口相连接，由单片机输出位码到I/O控制何时哪一位数码管亮。 动态扫描用分时的方流控制各个数码管的COM端，使各个数码管轮流点亮。在轮流点亮数码管的扫描过程中，每位数码管的点亮时间极为短暂。但由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉，给人的印象就是一组稳定的显示数据。,4.4 LED显示器动态显示及应用实例,1. 动态显示的特点 优点：当显示位数较多时，采用动态显示方式比较节省I/O口，硬件电路也较静态显示简单。 缺点：其稳定度不如静态显示方式。而且在显示位数较多时CPU要轮番扫描，占用CPU较多的时间。,4.4 LED显示器动态显示及应用实例,2. 应用实例 【例】 采
8、用两位数码管动态扫描显示按键来回拨动次数。 解：硬件电路设计如下图所示。7407的两个输出引脚分别接至两位数码管(共阴)的公共端，控制每位数码管的分时显示，实现动态扫描显示。 软件设计以单片机内部RAM的30H、31H作为显示数据缓存，两位段码的获取及每位数码管的显示控制由显示子程序完成。参考程序如下。,两位数码管动态 扫描显示电路,AD0 EQU 30H ; 个位显存 AD1 EQU 31H ; 十位显存 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0013H ; 外部中断入口地址 AJMP INT1 *主程序* MAIN: MOV SP,#60H MOV AD0,#0 ; 显存清0 M
9、OV AD1,#0 SETB EA ; 开通中断开关 SETB EX1 ; 开外部中断 SETB IT1 ; 下降沿触发 LOOP: MOV R2,#0FDH ; 显示位码(十位)初值送R2 ACALL DISP ; 调两位显示子程序 SJMP LOOP,两位数码管动态扫描显示参考程序,*外部中断处理程序* 完成计算开关来回拨动的次数,并进行BCD码调整 * INT1: INC AD0 ; 每中断一次(开关来回拨动一次) 计数加1 MOV A,AD0 CJNE A,#10,LOOP1 ; 个位小于10 ？ MOV AD0,#0 ; 等于10,个位调整为0十位加1 INC AD1 MOV A,A
10、D1 CJNE A,#10,LOOP1 ; 计数是否等于100？ MOV AD1,#0 ; 等于100,个位十位调整为0 LOOP1: RETI ; 返回,两位数码管动态扫描显示参考程序,*两位动态显示子程序* 功能:两位数码动态显示(P1口送字形码,P2口送位码) 入口:显存地址AD1,AD0,位显码初值R2(0FDH) * DISP: MOV DPTR,#TAB ; 字形码首地址 MOV R0,#AD1 ; 十位显存地址送R0 NEXT: MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR ; 查字形码 MOV P1,A ; 字形码送P1 MOV P2,R2 ; 位显码送P2 ACALL DELAY ; 延时 DEC R0 ; 指向下一地址 MOV A,R2 RR A ; 指向下一位显 MOV R2,A CJNE R2,#07FH,NEXT ; 2位数码显示完？ RET ; 显示完返回 DELAY: ; 延时子程序(略) TAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H ,7FH,6FH ; 字形码,两位数码管动态扫描显示参考程序,数码管实物,数码管显示电路原理图,
