第9章-显示器接口技术.ppt

第第9章章 显示器接口技术显示器接口技术 9.1 LED显示器原理及应用显示器原理及应用 9.1.1 LED显示器结构与显示原理显示器结构与显示原理 9.1.2 LED显示器常见接口及驱动显示器常见接口及驱动 9.1.3 LED显示器接口应用示例显示器接口应用示例 9.2 LCD显示器原理及应用显示器原理及应用 9.2.1 液晶模块显示原理液晶模块显示原理 9.2.2 字符型液晶显示器字符型液晶显示器LCD1602A 9.2.3 FYD12864显示模块显示模块 9.2.4 汉字字模提取汉字字模提取 在单片机应用系统中，实用的显示器主要有在单片机应用系统中，实用的显示器主要有 LED发光二极管、发光二极管、LCD 液晶显示器，近年来开始使用简易液晶显示器，近年来开始使用简易的的 CRT 接口。其中，接口。其中，LED 显示器和显示器和 LCD 显示器最为显示器最为常见，它们具有成本低、配置灵活和与单片机接口方常见，它们具有成本低、配置灵活和与单片机接口方便等特点。便等特点。本章将主要介绍本章将主要介绍 LED 和和 LCD 的显示原理和与单片的显示原理和与单片机的接口方法。机的接口方法。第第9章章 显示器接口技术显示器接口技术 LED显示器的结构与显示原理显示器的结构与显示原理 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的结构与显示原理显示器的结构与显示原理 LED显示器是由发光二极管显示字段组成的显示器件，在显示器是由发光二极管显示字段组成的显示器件，在单片机应用系统中常用的是七段单片机应用系统中常用的是七段LED。这种显示器有。这种显示器有共阴极共阴极和和共阳极共阳极两种。共阴极两种。共阴极LED显示器的发光二极管的阴极接地，如显示器的发光二极管的阴极接地，如图图(a)，当发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮；共，当发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮；共阳极阳极LED显示器的发光二极管的阳极接显示器的发光二极管的阳极接5V，如图，如图(b)，当发，当发光二极管的阴极为低电平时，发光二极管点亮。光二极管的阴极为低电平时，发光二极管点亮。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 七段七段LED显示器的段选码显示器的段选码 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用显示字符显示字符共阴极共阴极共阳极共阳极显示字符显示字符共阴极共阴极共阳极共阳极03FHC0HB7CH83H106HF9HC39HC6H25BHA4HD5EHA1H34FHB0HE79H86H466H99HF71H8EH56DH92HP73H8CH67DH82HU3EHC1H707HF8H31HCEH87FH80HY6EH91H96FH90H8.FFH00HA77H88H“灭灭”00HFFH LED显示器的显示方式显示器的显示方式 在单片机应用系统中，可利用在单片机应用系统中，可利用 LED 显示器方便灵活地构显示器方便灵活地构成所要求位数的显示器。成所要求位数的显示器。N 位的位的 LED 显示器有显示器有 N 根根“位选线位选线”和和 8N 根根“段选线段选线”。根据显示方式的不同，位选线和段选线的接线方式不同。根据显示方式的不同，位选线和段选线的接线方式不同。位选线位选线用于选择被显示的显示器，用于选择被显示的显示器，段选线段选线用于显示需要显示的用于显示需要显示的数字。数字。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的显示方式显示器的显示方式 LED静态显示方式静态显示方式 LED 在静态显示方式下，每一位显示数据的段选线与单片在静态显示方式下，每一位显示数据的段选线与单片机的一个机的一个 8 位并行口连接，如下页图所示。这样，显示器的每位并行口连接，如下页图所示。这样，显示器的每一位均可以独立显示，只要该位的段选线上能够保持相应的段一位均可以独立显示，只要该位的段选线上能够保持相应的段选码不变，则该位就能持续显示相应的字符。由于每一位字符选码不变，则该位就能持续显示相应的字符。由于每一位字符由一个由一个 8 位输出口控制，故在同一时刻各位显示器可显示不同位输出口控制，故在同一时刻各位显示器可显示不同字符。字符。N 位静态显示器要求有位静态显示器要求有 N8 根根 I/O口线，占用较多的口线，占用较多的 I/O 口资源，故在显示位数较多时不常采用。口资源，故在显示位数较多时不常采用。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的显示方式显示器的显示方式 4位位LED的静态显示的静态显示9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的显示方式显示器的显示方式 LED动态显示方式动态显示方式 LED 动态显示是将所有位的段选线并接在一个动态显示是将所有位的段选线并接在一个 I/O 口上，口上，共阴极端或共阳极端分别由其他共阴极端或共阳极端分别由其他 I/O 口控制。口控制。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的显示方式显示器的显示方式 LED动态显示方式动态显示方式 由于每一位的段选线都连接在一个由于每一位的段选线都连接在一个 I/O 口上，因此每送一口上，因此每送一个段选码，个段选码，8 位显示器均能接收到该字符。如果直接进行显示，位显示器均能接收到该字符。如果直接进行显示，显然该显示器不能正常工作。解决此问题的方法是利用人的显然该显示器不能正常工作。解决此问题的方法是利用人的视视觉滞留觉滞留现象。现象。在段选线在段选线 I/O 口上按位次分别送显示字符的段选码，在位口上按位次分别送显示字符的段选码，在位选线控制口上也按相应次序分别选通相应的显示器，被选通的选线控制口上也按相应次序分别选通相应的显示器，被选通的显示器将显示相应字符，并保持几毫秒的延时时间，未选通的显示器将显示相应字符，并保持几毫秒的延时时间，未选通的显示器为熄灭状态，不显示字符。然后对各位进行循环显示，显示器为熄灭状态，不显示字符。然后对各位进行循环显示，即为动态显示。即为动态显示。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的显示方式显示器的显示方式 LED动态显示方式动态显示方式 从计算机的工作过程来看，在任一瞬间只有一个从计算机的工作过程来看，在任一瞬间只有一个 LED 显显示器在显示字符，其他各位显示器均处于示器在显示字符，其他各位显示器均处于“正在熄灭状态正在熄灭状态”。但是由于人的视觉滞留，这种动态变化是察觉不到的。从效果但是由于人的视觉滞留，这种动态变化是察觉不到的。从效果上来看，各位显示器均能连续、稳定地显示不同的字符。上来看，各位显示器均能连续、稳定地显示不同的字符。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器常见接口及驱动显示器常见接口及驱动 硬件译码显示器接口硬件译码显示器接口 硬件译码是采用专门的转换器件芯片来实现字母、数字的硬件译码是采用专门的转换器件芯片来实现字母、数字的二进制数值到段选码的转换。二进制数值到段选码的转换。如如 Motorola 公司生产的公司生产的 MC14495，它是，它是 CMOS BCD七段十六进制锁存、译码驱动芯片。单片机应用系统中常要求七段十六进制锁存、译码驱动芯片。单片机应用系统中常要求显示十六进制及十进制带小数点的数，使用显示十六进制及十进制带小数点的数，使用 MC14494 芯片是芯片是非常方便的。非常方便的。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器常见接口及驱动显示器常见接口及驱动 硬件译码显示器接口硬件译码显示器接口 MC14495 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器常见接口及驱动显示器常见接口及驱动 硬件译码显示器接口硬件译码显示器接口 MC14495 引脚引脚 LE 是数据锁存端，是数据锁存端，LE为为 0 时输入数据，时输入数据，LE 为为 1 时时锁存数据，即锁存数据，即 LE 的上升沿实现锁存。的上升沿实现锁存。h+i 引脚是译码器输入值大于等于引脚是译码器输入值大于等于 10 的指示端，当输入数的指示端，当输入数据大于等于据大于等于 10 时，该引脚输出高电平；时，该引脚输出高电平；VCR 端是输入为端是输入为 15 时的指示端，当输入数据为时的指示端，当输入数据为 15 时，该引脚输出低电平。时，该引脚输出低电平。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 使用使用MC14495的多位的多位LED静态显示接口静态显示接口9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 使用使用MC14495的多位的多位LED静态显示接口静态显示接口 图中使用图中使用 MC14495 构成了构成了 8 位位 LED 静态显示接口电路，静态显示接口电路，该电路可直接显示多位十六进制数。若要显示带小数点的十进该电路可直接显示多位十六进制数。若要显示带小数点的十进制数，则只要在制数，则只要在 LED 的的 dp 端另加驱动控制即可。端另加驱动控制即可。LED 显示显示块采用共阴极接法。由于块采用共阴极接法。由于 MC14495 有输出限流电阻，故有输出限流电阻，故 LED不需外加限流电阻。不需外加限流电阻。该电路程序设计较为简单。当该电路程序设计较为简单。当 P1.7 为为 1 时，开显示，由时，开显示，由P1.4、P1.5、P1.6 控制各控制各 MC14495 的的 LE 端依次选中一位端依次选中一位 LED，然，然后由后由 P1.0P1.3 送入送入 BCD 码，再使码，再使 LE 变为高电平，锁存该变为高电平，锁存该位数据并译码、驱动显示。位数据并译码、驱动显示。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 静态显示程序示例静态显示程序示例 下图是采取静态显示方式，单片机的下图是采取静态显示方式，单片机的 P0 口和口和 P1 口分别连口分别连接两个共阳极接两个共阳极 7 段数码管。编写控制程序，实现段数码管。编写控制程序，实现 P0 口上数码口上数码管从管从 0 到到 9 循环显示，循环显示，P1 口上数码管从口上数码管从 9 到到 1 循环显示。循环显示。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 静态显示程序示例静态显示程序示例#include void delay(unsigned char n);int main(void)unsigned char led =0 xC0,0 xF9,0 xA4,0 xB0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xF8,0 x80,0 x90;/09的字型的字型码码 unsigned char i;while(1)for(i=0;i10;i+)P0=led i;P2=led 9-i;delay(200);/延延时时 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 动态显示程序示例动态显示程序示例 下图中下图中 2 个共阳极数码管采取动态显示方式与单片机相连个共阳极数码管采取动态显示方式与单片机相连接。接。P0 口为段选端，口为段选端，P2.6 和和 P2.7 分别与三极管基极相连做位分别与三极管基极相连做位选端。要求选端。要求 2 个数码管能够分别显示个数码管能够分别显示“1”和和“2”。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 动态显示程序示例动态显示程序示例#include unsigned char led =0 xf9,0 xa4;/“1”和和“2”字型字型码码 unsigned char segment =0 x7f,0 xbf;/2个数个数码码管的位管的位选码选码 unsigned char k=0;/全局全局变变量，用于量，用于标识显标识显示器位置示器位置 int main(void)TMOD=0 x00;/设设定工作方式定工作方式0 TL0=(8192-2000)%32;/低低5位位赋值赋值 TH0=(8192-2000)/32;/高高8位位赋值赋值 TR0=1;EA=1;ET0=1;/开放中断开放中断 while(1);9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 动态显示程序示例动态显示程序示例 void T0_timer(void)interrupt 1 /中断服中断服务务程序程序 P0=led k;/段段选赋值选赋值 P2=segment k;/位位选赋值选赋值 k+;/下一个数下一个数码码管管 if(k=2)k=0;/显显示完最后一个数示完最后一个数码码管，重新从管，重新从头头开始。开始。TL0=(8192-2000)%32;TH0=(8192-2000)/32;/重新写入初始重新写入初始值值，即重新定，即重新定时时 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器常见接口及驱动显示器常见接口及驱动 软件译码显示器接口软件译码显示器接口 软件译码是把各字符的段选码组织在一个表中，要显示某软件译码是把各字符的段选码组织在一个表中，要显示某个字符时，先查表得到其段选码，然后再送往显示器的段选线。个字符时，先查表得到其段选码，然后再送往显示器的段选线。在单片机应用系统中，多采用软件译码的动态显示方法。在单片机应用系统中，多采用软件译码的动态显示方法。图图 9.6 是是 51 单片机通过单片机通过 8155 扩展扩展 I/O 控制的控制的 8 位位 LED 动态显动态显示接口。图中的示接口。图中的 PB 口输出段选码，口输出段选码，PA 口输出位选码，位选码口输出位选码，位选码占用的输出口线取决于显示器的位数。占用的输出口线取决于显示器的位数。BIC8718 为为 8 位集成驱位集成驱动芯片。动芯片。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 软件译码方式下的动态显示接口软件译码方式下的动态显示接口 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 动态显示程序设计（动态显示程序设计（汇编程序汇编程序）例：设例：设 51 单片机片内单片机片内 RAM 的的 78H7FH 单元为显示缓冲单元为显示缓冲区，从低到高依次存放区，从低到高依次存放 8 个要显示的数据，以非压缩形式的个要显示的数据，以非压缩形式的 BCD码存放。其相应的动态显示程序如下：码存放。其相应的动态显示程序如下：DISPLAY：MOV A，#00000011B ；8155初始化初始化 MOV DPTR，#7F00H ；DPTR指向指向8155控制控制 MOVX DPTR，A ；寄存器；寄存器 MOV R0，#78H ；R0指向缓冲区首址指向缓冲区首址 MOV R3，#7FH ；首位位选字送；首位位选字送R3(#7FH)MOV A，R39.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 动态显示程序设计动态显示程序设计 LD0：MOV DPTR，#7F01H ；使；使DPTR指向指向PA口口 MOVX DPTR，A ；选通显示器低位；选通显示器低位 INC DPTR ；使；使DPTR指向指向PB口口 MOV A，R0 ；读要显示数；读要显示数 ADD A，#0DH ；调整段选码表首偏移量；调整段选码表首偏移量 MOVC A，A+PC ；查表取得段选码；查表取得段选码 MOVX DPTR，A ；段选码从；段选码从PB口输出口输出 ACALL DL1 ；调用；调用1ms延时子程序延时子程序9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 动态显示程序设计动态显示程序设计 INC R0 ；指向缓冲区下一单元；指向缓冲区下一单元 MOV A，R3 ；位选码送累加器；位选码送累加器A JNB ACC.0，LD1 ；判断；判断8位是否显示完位是否显示完 RR A ；未显示完，选下一位；未显示完，选下一位 MOV R3，A ；修改后的位选字送；修改后的位选字送R3 AJMP LD0 ；循环实现按位序依次显示；循环实现按位序依次显示 LD1：RET 注意：查表求得段选码时的注意：查表求得段选码时的“ADD A，#0DH”指令。为什指令。为什么要加上么要加上“#0DH”？9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 动态显示程序设计动态显示程序设计 DSEG：DB 3FH，06H，5BH，4FH，66H，6DH DB 7DH，07H，7FH，6FH，77H，7CH DB 39H，5EH，79H，71H ；段码表；段码表 DL1：MOV R7，#02H ；延时；延时1ms子程序子程序 DL：MOV R6，#0FFH DL0：DJNZ R6，DL0 DJNZ R7，DL RET9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 动态显示程序设计（动态显示程序设计（C51程序程序）例例9-1：循环显示：循环显示 8 位字符。设位字符。设 8 位待显示的字符从左到右依位待显示的字符从左到右依次存放在次存放在 dis_buf 数组中，显示次序从右到左进行。程序中的数组中，显示次序从右到左进行。程序中的 table1 为段选码表，依次存放为段选码表，依次存放 09 的段选码。其相应的动态显的段选码。其相应的动态显示程序如下：示程序如下：#include#include#define COM8155 XBYTE 0 x7f00#define PA8155 XBYTE 0 x7f01#define PB8155 XBYTE 0 x7f02 uchar idata dis_buf 8 =1,2,3,4,5,6,7,8;uchar code table1 10 =0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 动态显示程序设计（动态显示程序设计（C51程序程序）void dl_ms(uchar d);void display(uchar idata *p)uchar sel,i;COM8155=0 x03;sel=0 x01;for(i=0;i8;i+)PB8155=table1*p;PA8155=sel;dl_ms(1);p-;sel=sel 1;9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 动态显示程序设计（动态显示程序设计（C51程序程序）void main(void)while(1)/循环显示循环显示 display(dis_buf+7);9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 键盘、显示器组合接口电路键盘、显示器组合接口电路 根据键盘和显示器的工作原理，可以将二者结合起来与单根据键盘和显示器的工作原理，可以将二者结合起来与单片机进行接口，这样既可以简化接口电路，节省片机进行接口，这样既可以简化接口电路，节省I/O 口线，同口线，同时又可使扫描程序交替工作，提高程序的执行效率。时又可使扫描程序交替工作，提高程序的执行效率。在键盘扫描程序中，为消除抖动需调用延时子程序，经组在键盘扫描程序中，为消除抖动需调用延时子程序，经组合接口后，可利用调用动态显示子程序来实现消抖延时，从而合接口后，可利用调用动态显示子程序来实现消抖延时，从而达到一举两得的效果。达到一举两得的效果。键盘、显示器组合接口电路见下页所示。键盘、显示器组合接口电路见下页所示。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用键盘、显示器组合接口电路键盘、显示器组合接口电路 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 键盘、显示器组合接口电路键盘、显示器组合接口电路 图图 9.7 是一个采用是一个采用 8155 并行扩展口构成的键盘、显示器组并行扩展口构成的键盘、显示器组合接口电路。图中设置了合接口电路。图中设置了 32 个键，如果使用更多的个键，如果使用更多的 PC口线，口线，则可以增加按键，最多可达则可以增加按键，最多可达 68=48 个键。用户可根据实际需个键。用户可根据实际需要进行设置。要进行设置。LED 显示器采用共阴极。段选码由显示器采用共阴极。段选码由 8155的的 PB口提供，位口提供，位选码由选码由 PA 口提供。键盘的列输入由口提供。键盘的列输入由 PA 口提供，与显示器的口提供，与显示器的位选输入端公用，行输入由位选输入端公用，行输入由 PC0PC3 提供。显然，因为键盘提供。显然，因为键盘与显示器共用了与显示器共用了 PA 口，所以比单独接口节省了一个口，所以比单独接口节省了一个 I/O 口。口。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 键盘、显示器组合接口电路键盘、显示器组合接口电路 LED 采用动态显示、软件译码，键盘采用逐列扫描查询工采用动态显示、软件译码，键盘采用逐列扫描查询工作方式。由于键盘与显示做成一个接口电路，因此在软件中合作方式。由于键盘与显示做成一个接口电路，因此在软件中合并考虑键盘查询与动态显示，键盘消抖的延时子程序可用显示并考虑键盘查询与动态显示，键盘消抖的延时子程序可用显示子程序替代。子程序替代。单独的键盘与显示器程序前面已经有过叙述，不再重复注单独的键盘与显示器程序前面已经有过叙述，不再重复注释。相应的汇编程序如下页所示。释。相应的汇编程序如下页所示。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 键盘、显示器组合接口电路程序（键盘、显示器组合接口电路程序（1）KD1：MOV A，#03H ；初始化；初始化8155，PA、PB MOV DPTR，#7F00H ；口为基本输出，；口为基本输出，PC口口 MOVX DPTR，A ；为基本输入；为基本输入 KEY1：ACALL KS1 JNZ LK1 ACALL DISPLAY ；调用显示子程序实现；调用显示子程序实现 ；延时，防止抖动；延时，防止抖动 AJMP KEY1 ；延时后再检测键盘；延时后再检测键盘9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 键盘、显示器组合接口电路程序（键盘、显示器组合接口电路程序（2）LK1：ACALL DISPLAY；调用两次显示实现延时；调用两次显示实现延时 ACALL DISPLAY ACALL KS1 JNZ LK2 ACALL DISPLAY AJMP KEY1 LK2：MOV R2，#0FEH MOV R4，#00H9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 键盘、显示器组合接口电路程序（键盘、显示器组合接口电路程序（3）LK4：MOV DPTR，#7F01H MOV A，R2 MOVX DPTR，A INC DPTR INC DPTR MOVX A，DPTR JB ACC.0，LONE MOV A，#00H AJMP LKP9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 键盘、显示器组合接口电路程序（键盘、显示器组合接口电路程序（4）LONE：JB ACC.1，LTWO MOV A，#08H AJMP LKP LTWO：JB ACC.2，LTHR MOV A，#10H AJMP LKP LTHR：JB ACC.3，NEXT MOV A，#18H9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 键盘、显示器组合接口电路程序（键盘、显示器组合接口电路程序（5）LKP：ADD A，R4 PUSH ACC LK3：ACALL DISPLAY ACALL KS1 JNZ LK3 POP ACC RET9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 键盘、显示器组合接口电路程序（键盘、显示器组合接口电路程序（6）NEXT：INC R4 MOV A，R2 JNB ACC.7，KEND RL A MOV R2，A AJMP LK4 KEND：AJMP KEY19.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 键盘、显示器组合接口电路程序（键盘、显示器组合接口电路程序（7）KS1：MOV DPTR，#7F01H MOV A，#00H MOVX DPTR，A INC DPTR INC DPTR MOVX A，DPTR CPL A ANL A，#0FH RET9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的驱动电路设计显示器的驱动电路设计 LED显示器的驱动有显示器的驱动有静态锁存静态锁存和和动态扫描动态扫描两种方式。静态两种方式。静态锁存方式也称直流驱动，是指每个数码管都用一个译码器（如锁存方式也称直流驱动，是指每个数码管都用一个译码器（如4511芯片）进行译码驱动，这种方式下的显示内容可保持，无芯片）进行译码驱动，这种方式下的显示内容可保持，无需需CPU进行动态刷新，可提高进行动态刷新，可提高CPU效率，但是要求硬件资源多，效率，但是要求硬件资源多，接口复杂，而且功耗大，一般不采用。接口复杂，而且功耗大，一般不采用。动态扫描方式是所有数码管共同使用一个译码驱动器，使动态扫描方式是所有数码管共同使用一个译码驱动器，使各位数码管逐个轮流受控显示，当扫描频率很高的时候，其显各位数码管逐个轮流受控显示，当扫描频率很高的时候，其显示效果也非常良好。这种方式功耗小，硬件资源要求少，所以示效果也非常良好。这种方式功耗小，硬件资源要求少，所以应用较多。应用较多。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的驱动电路设计显示器的驱动电路设计 用非门实现用非门实现LED驱动驱动 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的驱动电路设计显示器的驱动电路设计 用非门实现用非门实现LED驱动驱动 上页图以动态扫描方式为例介绍了上页图以动态扫描方式为例介绍了 LED 数码管驱动电路数码管驱动电路的设计方法。图中仅用一个译码器的设计方法。图中仅用一个译码器 74LS373 作为数据总线的驱作为数据总线的驱动，该芯片连成直通方式，共阴极数码管的阴极用动，该芯片连成直通方式，共阴极数码管的阴极用 74LS04 芯芯片（反向器）驱动，显示字符的段选码字由片（反向器）驱动，显示字符的段选码字由 P1 口提供，数码口提供，数码管的选择由管的选择由 P3 口控制。口控制。在扫描显示中，每位显示器的点亮时间是极为短暂的（约在扫描显示中，每位显示器的点亮时间是极为短暂的（约1ms），由于人的视觉留滞现象及发光二极管的余辉效应，尽），由于人的视觉留滞现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位显示器并非同时点亮，但只要扫描速度足够快，管实际上各位显示器并非同时点亮，但只要扫描速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感。给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的驱动电路设计显示器的驱动电路设计 用非门实现用非门实现LED驱动驱动 上页图以动态扫描方式为例介绍了上页图以动态扫描方式为例介绍了 LED 数码管驱动电路数码管驱动电路的设计方法。图中仅用一个译码器的设计方法。图中仅用一个译码器 74LS373 作为数据总线的驱作为数据总线的驱动，该芯片连成直通方式，共阴极数码管的阴极用动，该芯片连成直通方式，共阴极数码管的阴极用 74LS04 芯芯片（反向器）驱动，显示字符的段选码字由片（反向器）驱动，显示字符的段选码字由 P1 口提供，数码口提供，数码管的选择由管的选择由 P3 口控制。口控制。动态显示参考程序如下：程序的功能是首先用动态显示参考程序如下：程序的功能是首先用5个个LED显显示器显示示器显示15这这5个数字，然后显示全局整型变量个数字，然后显示全局整型变量 para 的值，的值，在显示整数之前，要把该整数的各位的值算出来，然后按位顺在显示整数之前，要把该整数的各位的值算出来，然后按位顺序进行显示，从中可以领会求取整数的各位的值的方法。序进行显示，从中可以领会求取整数的各位的值的方法。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的驱动电路设计显示器的驱动电路设计 用非门实现用非门实现LED驱动驱动#include unsigned int para;void main()unsigned char code zixing1 10 =0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;unsigned char j,k,zixing2 5;while(1)P3=0 x01;for(j=1;j6;j+)P1=zixing1 j;P3 1;9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的驱动电路设计显示器的驱动电路设计 zixing2 0 =zixing1 para/10000;zixing2 1 =zixing1(para/1000)%10;zixing2 2 =zixing1(para/100)%10;zixing2 3 =zixing1(para/10)%10;zixing2 4 =zixing1 para%10;P3=0 x01;for(j=0;j5;j+)P1=zixing2 j;P3 1;for(k=0;k20;k+);/延时，控制扫描频率延时，控制扫描频率 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的驱动电路设计显示器的驱动电路设计 用三极管实现用三极管实现LED驱动驱动 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的驱动电路设计显示器的驱动电路设计 用三极管实现用三极管实现LED驱动驱动 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的驱动电路设计显示器的驱动电路设计 用三极管实现用三极管实现LED驱动驱动 上页图所示的上页图所示的 LED 显示器是采用显示器是采用 74LS138 译码器芯片和译码器芯片和 PNP 型三极管实现驱动的，为动态扫描方式，数码管为共阳极型三极管实现驱动的，为动态扫描方式，数码管为共阳极接法。接法。图中，图中，LED 显示器的段选端未画出，而显示器的段选端未画出，而 Q0Q7 为对应于为对应于 8 个个 LED 显示器的控制端（公共端）。当显示器的控制端（公共端）。当 74LS138 某个译码某个译码端输出有效时（低电平），相应的三极管导通，端输出有效时（低电平），相应的三极管导通，LED 显示器控显示器控制端有效，段选码所对应的数字或字母在该显示器上得以显示。制端有效，段选码所对应的数字或字母在该显示器上得以显示。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的驱动电路设计显示器的驱动电路设计 用三极管实现用三极管实现LED驱动驱动 上页图所示的上页图所示的 LED 显示器是采用显示器是采用 74LS138 译码器芯片和译码器芯片和 PNP 型三极管实现驱动的，为动态扫描方式，数码管为共阳极型三极管实现驱动的，为动态扫描方式，数码管为共阳极接法。接法。用动态扫描方式控制用动态扫描方式控制 8 位位 LED 显示器的方法就是令显示器的方法就是令74LS138 的译码端输出依次有效，三极管的译码端输出依次有效，三极管 V0V7 依次导通，依次导通，单片机输出的段选码依次在各单片机输出的段选码依次在各 LED 上显示，并不断循环。只上显示，并不断循环。只要动态显示的扫描速度足够快，则要动态显示的扫描速度足够快，则 LED 显示器将处于显示器将处于“连续、连续、持续持续”的点亮状态。的点亮状态。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的驱动电路设计显示器的驱动电路设计 用三极管实现用三极管实现LED驱动驱动 在图中，译码器在图中，译码器 74LS138 的的 G2A、G2B 接地，接地，G1 端接端接P2.6 口线，地址输入端由口线，地址输入端由 P1.4、P1.3 和和 P1.2 口线控制。因此口线控制。因此P2.6 口线为高电平就可选通口线为高电平就可选通 74LS138，此时，此时 P1.4、P1.3 和和 P1.2 口线的状态就决定了译码器的输出，也就决定了某个口线的状态就决定了译码器的输出，也就决定了某个 LED 显示器将被点亮。所以，若需最左侧显示器将被点亮。所以，若需最左侧 LED 点亮，则需三点亮，则需三极管极管 V7 导通，因此需要导通，因此需要 P1=0 xbf（计算此值时要考虑（计算此值时要考虑 P1 口其口其它引脚的电平不应引起其它元件误动作），即可保证它引脚的电平不应引起其它元件误动作），即可保证 P1.4、P1.3 和和 P1.2 口线为口线为“1”，最左侧第一个，最左侧第一个 LED 显示器被点亮。显示器被点亮。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的驱动电路设计显示器的驱动电路设计 用三极管实现用三极管实现LED驱动驱动 C51参考驱动程序如下：（程序功能为参考驱动程序如下：（程序功能为8个个LED显示器依次显示器依次显示显示07共共8个数字）。个数字）。#include#define uchar unsigned char sbit a_138=P12;sbit b_138=P13;sbit c_138=P14;/定义定义74LS138的的A0、A1和和A2的口线的口线 sbit cs_138=P26;/138片选，高电平有效；片选，高电平有效；sbit cs_373=P15;/373片选，高电平有效；片选，高电平有效；uchar code zima10=0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80,0 x90;/共阳极字形代码共阳极字形代码 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的驱动电路设计显示器的驱动电路设计 void display(uchar pos,uchar num,bit dp);/声明显示函数声明显示函数 main()uchar i,j;cs_138=1;/选通选通74LS138 cs_373=1;/选通选通74LS373 while(1)for(i=0;i8;i+)display(i,i,0);for(j=0;j200;j+);/延时，控制扫描频率延时，控制扫描频率 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的驱动电路设计显示器的驱动电路设计 void display(uchar pos,uchar num,bit dp)/显示函数定义显示函数定义 if(dp=1)P0=zimanum+0 x80;/显示小数点显示小数点 else P0=zimanum;/不显示小数点不显示小数点 switch(pos)case 0:P1=0 xbf;break;/位置位置0，对应最左边数码管，对应最左边数码管 case 1:P1=0 xbb;break;/位置位置1 case 2:P1=0 xb7;break;/位置位置2 case 3:P1=0 xb3;break;/位置位置3 case 4:P1=0 xaf;break;/位置位置4 9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器的驱动电路设计显示器的驱动电路设计 case 4:P1=0 xaf;break;/位置位置4 case 5:P1=0 xab;break;/位置位置5 case 6:P1=0 xa7;break;/位置位置6 case 7:P1=0 xa3;break;/位置位置7，对应最右边数码管，对应最右边数码管 default:break;9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器接口应用示例显示器接口应用示例 例：例：8051 单片机单片机 P3 口为输入口为输入/输出口，连接输出口，连接 44 矩阵式键盘，矩阵式键盘，按键编号为按键编号为 0F；P0 口为输出口，接一位共阴极七段数码管。口为输出口，接一位共阴极七段数码管。要求：按下任意键时，数码管显示该键的键码。要求：按下任意键时，数码管显示该键的键码。9.1 LED显示器原理显示器原理及应用及应用 LED显示器接口应用示例显示器接口应用示例 例：例：C51程序如下所示。程序如下所示。#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int uchar code Display_Code =0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80,0 x90,0 x88