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1、Led Led 显示器接口设计显示器接口设计第八章单片机人机接口第八章单片机人机接口计算机科学与软件学院计算机基础教学部计算机科学与软件学院计算机基础教学部计算机科学与软件学院计算机基础教学部计算机科学与软件学院计算机基础教学部8.1LED显示器接口显示器接口 LED显示器结构与原理显示器结构与原理 LED显示接口显示接口 显示程序设计显示程序设计（无条件（无条件（无条件（无条件I/OI/OI/OI/O传送）传送）传送）传送） P290LED显示器结构与原理显示器结构与原理 LEDLEDLEDLED显显显显示示示示器器器器是是是是由由由由个个个个发发发发光光光光二二二二极极极极管管管管显显显显
2、示示示示字字字字段段段段的的的的显显显显示示示示器器器器件件件件， 通通通通过过过过点点点点亮亮亮亮不不不不同同同同的的的的字字字字段段段段可可可可显显显显示示示示0 0 0 09 9 9 9、A A A AF F F F及及及及小小小小数数数数点等字形。其外形结构与原理见图点等字形。其外形结构与原理见图点等字形。其外形结构与原理见图点等字形。其外形结构与原理见图8-18-18-18-1所示。所示。所示。所示。（a a）LEDLED管脚图；（管脚图；（管脚图；（管脚图；（b b）共阴极；（共阴极；（共阴极；（共阴极；（c c）共阳极共阳极共阳极共阳极 单片机系统扩展单片机系统扩展LEDLED数
3、码管时数码管时多用共阳多用共阳LEDLED: :共阳数码管每个字段是用低电平共阳数码管每个字段是用低电平( (“0 0”) )点亮的点亮的, ,要求驱动要求驱动功率很小；而共阴数码管字段是用高电平功率很小；而共阴数码管字段是用高电平( (“0 0”) )点亮的，点亮的，要求驱动功率较大。要求驱动功率较大。 要使数码管显示指定的字符要使数码管显示指定的字符要使数码管显示指定的字符要使数码管显示指定的字符对共阳极接法的电路：对共阳极接法的电路：对共阳极接法的电路：对共阳极接法的电路：1 1、共阳极端接高电平、共阳极端接高电平、共阳极端接高电平、共阳极端接高电平2 2、要发光的二极管段加低电平、要发
4、光的二极管段加低电平、要发光的二极管段加低电平、要发光的二极管段加低电平称称称称30H30H为字形码为字形码为字形码为字形码GG端称为字位端称为字位端称为字位端称为字位dpdpgfedcbagfedcbad7d6d5d4d3d2d1d0d7d6d5d4d3d2d1d0001100000011000030H30H+5v+5v“1“1” ”“0“0” ”810080H段码段码段码段码( (字形码）字形码）字形码）字形码）各位定义如下：各位定义如下：各位定义如下：各位定义如下： LEDLED显示器有静态显示、动态显示两种形式显示器有静态显示、动态显示两种形式 ：1 1、静态显示、静态显示静态显示的特
5、点是每个显示器都需要一个带有锁存功能的静态显示的特点是每个显示器都需要一个带有锁存功能的I/OI/O口控制字形码。单片机把要显示的字符二进制编码送接口电口控制字形码。单片机把要显示的字符二进制编码送接口电路，接口电路将其编码转换为字型码，使得显示器显示相应路，接口电路将其编码转换为字型码，使得显示器显示相应字符。当送入一次字形码后，显示字形可一直保持，直到送字符。当送入一次字形码后，显示字形可一直保持，直到送入新字形码为止。这种方法的优点是占用入新字形码为止。这种方法的优点是占用CPUCPU时间少，显示便时间少，显示便于监测和控制。缺点是硬件电路比较复杂，成本较高于监测和控制。缺点是硬件电路比
6、较复杂，成本较高。LED显示接口显示接口P2902.2.动态显示动态显示 动态显示的特点是将所有位显示器的字段线并联在一动态显示的特点是将所有位显示器的字段线并联在一起，由位选线控制是哪一位显示器点亮。点亮数码管采用动起，由位选线控制是哪一位显示器点亮。点亮数码管采用动态扫描显示。即轮流向各位数码管送出相应的字位码和字形态扫描显示。即轮流向各位数码管送出相应的字位码和字形码，一位一位地轮流点亮每个显示器，每一位显示器每隔一码，一位一位地轮流点亮每个显示器，每一位显示器每隔一段时间点亮一次，由于人视觉的滞留效应，使人的感觉好像段时间点亮一次，由于人视觉的滞留效应，使人的感觉好像各位数码管同时都在
7、显示。动态显示的亮度比静态显示要差各位数码管同时都在显示。动态显示的亮度比静态显示要差一些，能够节省电流，端口线少，但需要不停扫描。一些，能够节省电流，端口线少，但需要不停扫描。LED显示接口显示接口P290. .静态显示接口静态显示接口 MC14495MC14495芯片作为芯片作为芯片作为芯片作为LEDLED的静态显示器接口，它是的静态显示器接口，它是的静态显示器接口，它是的静态显示器接口，它是MOTOROLAMOTOROLA公司公司公司公司生产生产生产生产CMOS BCDCMOS BCD七段十六进制锁存、译码驱动芯片。它的作用是输入被七段十六进制锁存、译码驱动芯片。它的作用是输入被七段十六
8、进制锁存、译码驱动芯片。它的作用是输入被七段十六进制锁存、译码驱动芯片。它的作用是输入被显示的字符的二进制码，并把它自动转换成相应的字形码，送显示的字符的二进制码，并把它自动转换成相应的字形码，送显示的字符的二进制码，并把它自动转换成相应的字形码，送显示的字符的二进制码，并把它自动转换成相应的字形码，送LEDLED显示。显示。显示。显示。图图图图8-2 MC144958-2 MC14495引脚和逻辑框图引脚和逻辑框图引脚和逻辑框图引脚和逻辑框图（a a a a）引脚引脚引脚引脚（b b b b）逻辑框图逻辑框图逻辑框图逻辑框图A A、B B、C C、D D端端端端 为二进制码（或为二进制码（或
9、为二进制码（或为二进制码（或BCDBCD码）输入端；码）输入端；码）输入端；码）输入端；LELE为锁存控制端为锁存控制端为锁存控制端为锁存控制端 LELE为低电平时可以输入数据，为低电平时可以输入数据，为低电平时可以输入数据，为低电平时可以输入数据， LELE为高电平时锁存输入数据；为高电平时锁存输入数据；为高电平时锁存输入数据；为高电平时锁存输入数据；为输入数据大于等于为输入数据大于等于为输入数据大于等于为输入数据大于等于1010指示位指示位指示位指示位 若输入数据大于或等于若输入数据大于或等于若输入数据大于或等于若输入数据大于或等于1010， 则输出高电平，则输出高电平，则输出高电平，则输
10、出高电平， 否则输出低电平；否则输出低电平；否则输出低电平；否则输出低电平；VCRVCR为输入等于为输入等于为输入等于为输入等于1515指示位指示位指示位指示位 若输入数据等于若输入数据等于若输入数据等于若输入数据等于1515， 则输出低电平，则输出低电平，则输出低电平，则输出低电平， 否则为高阻状态。否则为高阻状态。否则为高阻状态。否则为高阻状态。 a,b,c,d,e,f,g a,b,c,d,e,f,g 字形码输出字形码输出字形码输出字形码输出. .静态显示接口电路静态显示接口电路1 亮亮0 灭灭. .动态显示接口动态显示接口 所谓动态显示就是一位一位地轮流点亮各位显示器（称为动态所谓动态显
11、示就是一位一位地轮流点亮各位显示器（称为动态所谓动态显示就是一位一位地轮流点亮各位显示器（称为动态所谓动态显示就是一位一位地轮流点亮各位显示器（称为动态扫描），对于每一位显示器来说，每隔一段时间点亮一次。显示扫描），对于每一位显示器来说，每隔一段时间点亮一次。显示扫描），对于每一位显示器来说，每隔一段时间点亮一次。显示扫描），对于每一位显示器来说，每隔一段时间点亮一次。显示器的亮度即与导通电流有关，也与点亮时间和间隔时间的比例有器的亮度即与导通电流有关，也与点亮时间和间隔时间的比例有器的亮度即与导通电流有关，也与点亮时间和间隔时间的比例有器的亮度即与导通电流有关，也与点亮时间和间隔时间的比例有
12、关。调整电流和时间参数，可实现亮度较高较稳定的显示。关。调整电流和时间参数，可实现亮度较高较稳定的显示。关。调整电流和时间参数，可实现亮度较高较稳定的显示。关。调整电流和时间参数，可实现亮度较高较稳定的显示。 常用可编程并行接口芯片常用可编程并行接口芯片常用可编程并行接口芯片常用可编程并行接口芯片81558155作为作为作为作为LEDLED动态显示器的接口。课动态显示器的接口。课动态显示器的接口。课动态显示器的接口。课本中本中本中本中80318031通过通过通过通过81558155接六只接六只接六只接六只共阳极共阳极共阳极共阳极LEDLED显示器的接口电路。图中显示器的接口电路。图中显示器的接
13、口电路。图中显示器的接口电路。图中8155 8155 的的的的B B口经口经口经口经8 8路驱动器与路驱动器与路驱动器与路驱动器与LEDLED的的的的a a、b b、c c、d d、e e、f f、g g、dpdp相连，相连，相连，相连， C C口经六路驱动器和各口经六路驱动器和各口经六路驱动器和各口经六路驱动器和各LEDLED控制端控制端控制端控制端G G相连，故相连，故相连，故相连，故B B口为段选口（字形码口为段选口（字形码口为段选口（字形码口为段选口（字形码口），口），口），口），C C口为位选口（字位码口），口为位选口（字位码口），口为位选口（字位码口），口为位选口（字位码口），CP
14、UCPU可以通过可以通过可以通过可以通过C C口控制各口控制各口控制各口控制各LEDLED是是是是否点亮。否点亮。否点亮。否点亮。 .动态显示接口电路动态显示接口电路图图7238155的逻辑结构及引脚的逻辑结构及引脚8155可编程的并行可编程的并行I/O扩展接口扩展接口P2518155I/O地址编码地址编码表78 8155口地址编码作扩展作扩展I/O口使用时口使用时8155工作方式控制字格式工作方式控制字格式字位表字位表字位表字位表 N6N6N5N5N4N4N3N3N2N2N1N1未未未未用用用用20H20H10H10H08H08H04H04H02H02H01H01H8000H 8000H 命
15、令命令命令命令8001H A8001H A口口口口8002H B8002H B口口口口8003H C8003H C口口口口81558155的端口地址分配的端口地址分配的端口地址分配的端口地址分配 .动态显示接口电路动态显示接口电路段码段码段码段码( (字形码）字形码）字形码）字形码）各位定义如下：各位定义如下：各位定义如下：各位定义如下： 显示缓冲区显示缓冲区显示缓冲区显示缓冲区每个显示块对应一个存储单元，存放每个显示块对应一个存储单元，存放每个显示块对应一个存储单元，存放每个显示块对应一个存储单元，存放该块欲显示该块欲显示该块欲显示该块欲显示字符字符字符字符的的的的字形码在表中的项数字形码在
16、表中的项数字形码在表中的项数字形码在表中的项数( (即地址偏移量即地址偏移量即地址偏移量即地址偏移量) )。将将将将01H01H01H01H送字位码口；根据显示缓冲区的内容查字形码表送字位码口；根据显示缓冲区的内容查字形码表送字位码口；根据显示缓冲区的内容查字形码表送字位码口；根据显示缓冲区的内容查字形码表得得得得到字符到字符到字符到字符1 1 1 1的字形码的字形码的字形码的字形码0F9H0F9H0F9H0F9H送字形码口送字形码口送字形码口送字形码口则该位显示则该位显示则该位显示则该位显示1 1 1 1，其它位的显示类同，依次循环往复从低位到高位将字位码，其它位的显示类同，依次循环往复从低
17、位到高位将字位码，其它位的显示类同，依次循环往复从低位到高位将字位码，其它位的显示类同，依次循环往复从低位到高位将字位码，送字位码口；根据显示缓冲区中的数据查字形码表，将对应送字位码口；根据显示缓冲区中的数据查字形码表，将对应送字位码口；根据显示缓冲区中的数据查字形码表，将对应送字位码口；根据显示缓冲区中的数据查字形码表，将对应的字形码送字形码口，其由于视觉残留，六个不同的字符就的字形码送字形码口，其由于视觉残留，六个不同的字符就的字形码送字形码口，其由于视觉残留，六个不同的字符就的字形码送字形码口，其由于视觉残留，六个不同的字符就同时显示出来。同时显示出来。同时显示出来。同时显示出来。7EH
18、7EH7DH7DH7CH7CH7BH7BH7AH7AH79H79H06H06H05H05H04H04H03H03H02H02H01H01H20H20H10H10H08H08H04H04H02H02H01H01HORG0000HORG0000HMOV79H,#01HMOV79H,#01H；将数据送入显示缓冲区将数据送入显示缓冲区将数据送入显示缓冲区将数据送入显示缓冲区 MOV7AH,#02HMOV7AH,#02H DISP:MOVSP,#5FHDISP:MOVSP,#5FHMOVA,MOVA,#06H#06H；对；对；对；对81558155初始化，初始化，初始化，初始化，B B、C C口输出口输
19、出口输出口输出 MOVDPTR,#8000HMOVDPTR,#8000HMOVXDPTR,AMOVXDPTR,A；方式控制字送方式控制字送方式控制字送方式控制字送81558155命令口命令口命令口命令口DISP1:MOVDISP1:MOVR0R0,#79H,#79H；置显示缓冲区指针初值置显示缓冲区指针初值置显示缓冲区指针初值置显示缓冲区指针初值MOVMOVR5R5,#01H,#01H；置字位码初值置字位码初值置字位码初值置字位码初值MOVA,R5MOVA,R5LD0:MOVDPTR,#8003HLD0:MOVDPTR,#8003H；MOVXDPTR,A;MOVXDPTR,A;字位码送字位码送
20、字位码送字位码送8155C8155C口口口口 MOVDPTR,#8002HMOVDPTR,#8002H；B B口地址送口地址送口地址送口地址送DPTRDPTRMOVA,R0;MOVA,R0;待显示字符地址偏移量送待显示字符地址偏移量送待显示字符地址偏移量送待显示字符地址偏移量送A AADDA,#0DHADDA,#0DH；对；对；对；对A A进行地址修正进行地址修正进行地址修正进行地址修正MOVCA,A+PCMOVCA,A+PC；查字形码表查字形码表查字形码表查字形码表MOVXDPTR,AMOVXDPTR,A；字形码送字形码送字形码送字形码送8155B8155B口口口口ACALLDLAYACAL
21、LDLAY；延时延时延时延时 1MS1MSINCR0INCR0MOVA,R5MOVA,R5JBACC.5,LD1JBACC.5,LD1RLARLA字位码左移一位字位码左移一位字位码左移一位字位码左移一位MOVR5,AMOVR5,AAJMPLD0AJMPLD0LD1:RETLD1:RETDB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92HDB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92HDB82H,0F8H,80H,90H,88H,83H,0C6HDB82H,0F8H,80H,90H,88H,83H,0C6HDB0A1H,86H,8EH,0FFH,0CH,89HDB0A1H,86H
22、,8EH,0FFH,0CH,89HDB0C8H,0C1H,7FH,0BFHDB0C8H,0C1H,7FH,0BFHDLAY:MOVR7,#02HDLAY:MOVR7,#02H；延时子程序延时子程序延时子程序延时子程序DL1:MOVR6,#0FFHDL1:MOVR6,#0FFHDL2:DJNZR6,DL2DL2:DJNZR6,DL2DJNZR7,DL1DJNZR7,DL1RETRETENDEND；字形码表字形码表字形码表字形码表口指针口指针口指针口指针DPTRDPTR，查表查表查表查表PCPC MOVR0,#79HMOVR0,#79H；将数据送入显示缓冲区将数据送入显示缓冲区将数据送入显示缓冲区
23、将数据送入显示缓冲区MOVA,#01MOVA,#01MOVR2,#06MOVR2,#06SD:MOVR0,ASD:MOVR0,AINCAINCAINCR0INCR0DJNZR2,SDDJNZR2,SD ZLG7290ZLG7290是周立功公司针对仪器仪表行业的需要自是周立功公司针对仪器仪表行业的需要自行研制的一款芯片。该芯片驱动行研制的一款芯片。该芯片驱动8 8位共阴数码管或位共阴数码管或6464只独立只独立LEDLED、6464只独立按键只独立按键，可控制扫描位数，可控，可控制扫描位数，可控制任意数码管的闪烁，无需外接元件即直接驱动制任意数码管的闪烁，无需外接元件即直接驱动LEDLED，可扩
24、展驱动电流和驱动电压，并可提供自动消除，可扩展驱动电流和驱动电压，并可提供自动消除抖动、连击键计数等功能。并可提供抖动、连击键计数等功能。并可提供1010种数字和种数字和2121种字母的种字母的译码译码显示功能，用户可以显示功能，用户可以直接向显示缓存直接向显示缓存写入显示数据写入显示数据，而且无需外接元件即可直接驱动数，而且无需外接元件即可直接驱动数码管，还可扩展驱动电压和电流。码管，还可扩展驱动电压和电流。ZLG7290驱动器的驱动器的LED动态显示动态显示程序参看实践教程程序参看实践教程P92ZLG7290驱动器的驱动器的LED动态显示动态显示显示部分显示部分开设开设8 8字节的显示缓冲区存放要显示的数字，字节的显示缓冲区存放要显示的数字，ZLG7290ZLG7290的显示采用命令解释控制方式。在的显示采用命令解释控制方式。在主程序要显示时，把显示内容写入显示缓冲主程序要显示时，把显示内容写入显示缓冲区，调用显示子程序（区，调用显示子程序（DisplayDisplay），使用），使用ZLG7290ZLG7290芯片的芯片的“按位下载数据且译码指令按位下载数据且译码指令”，依次显示，依次显示8 8位数字位数字 ；程序参看实践教程程序参看实践教程P92P92详细资料可以参看详细资料可以参看ZLG7290.PDFZLG7290.PDF文件文件
