單片機(jī)數(shù)碼管

1、,,LED顯示器（數(shù)碼管）的結(jié)構(gòu)與原理,1. 結(jié)構(gòu)種類(lèi)七段LED顯示器(數(shù)碼管)系發(fā)光器件的一種。常用的LED發(fā)光器件有兩類(lèi)：數(shù)碼管和點(diǎn)陣。數(shù)碼管內(nèi)部由七個(gè)條形發(fā)光二極管和一個(gè)小圓點(diǎn)發(fā)光二極管組成，根據(jù)各管的亮暗組合成字符。常見(jiàn)數(shù)碼管有10根管腳。管腳排列如下圖所示。其中COM為公共端，根據(jù)內(nèi)部發(fā)光二極管的接線形式可分為共陰極和共陽(yáng)極兩種。使用時(shí)，共陰極數(shù)碼管公共端接地，共陽(yáng)極數(shù)碼管公共端接電源。每段發(fā)光二極管需5～10mA的驅(qū)動(dòng)

2、電流才能正常發(fā)光，一般需加限流電阻控制電流的大小。,LED顯示器的結(jié)構(gòu)與原理,管腳排列 共陰極數(shù)碼管 共陽(yáng)極數(shù)碼管,,LED顯示器的結(jié)構(gòu)與原理,2. 顯示原理LED數(shù)碼管的a～g七個(gè)發(fā)光二極管。加正電壓的發(fā)光，加零電壓的不能發(fā)光，不同亮暗的組合就能形成不同的字型，這種組合稱(chēng)為字型碼。共陽(yáng)極和共陰極的字型碼是不同的，如下表所示。 可采用硬件譯碼輸出字型碼控制顯示內(nèi)容，如采用74LS4

3、8、CD4511(共陰極)或74LS46(74LS47)、CD4513(共陽(yáng)極)。也可用單片機(jī)I/O口直接輸出字型碼控制數(shù)碼管的顯示內(nèi)容。用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管顯示有很多方法，按顯示方式分有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。,LED字型顯示代碼表,2. 顯示原理,LED顯示器靜態(tài)顯示及應(yīng)用實(shí)例,1. 靜態(tài)顯示的特點(diǎn)靜態(tài)顯示就是顯示驅(qū)動(dòng)電路具有輸出鎖存功能，單片機(jī)將所要顯示的數(shù)據(jù)送出去后，數(shù)碼管始終顯示該數(shù)據(jù)(不變)，CPU不再控制LED。到下一

4、次顯示時(shí)，再傳送一次新的顯示數(shù)據(jù)。靜態(tài)顯示的接口電路采用一個(gè)并行口接一個(gè)數(shù)碼管，數(shù)碼管的公共端按共陰極或共陽(yáng)極分別接地或接VCC。這種接法，每個(gè)數(shù)碼管都要單獨(dú)占用一個(gè)并行I/O口，以便單片機(jī)傳送字形碼到數(shù)碼管控制數(shù)碼管的顯示。顯然其缺點(diǎn)就是當(dāng)顯示位數(shù)多時(shí)，占用I/O口過(guò)多。為了解決靜態(tài)顯示I/O口占用過(guò)多的問(wèn)題，可采用串行接口擴(kuò)展LED數(shù)碼管的技術(shù)。靜態(tài)顯示方式的優(yōu)點(diǎn)是顯示的數(shù)據(jù)穩(wěn)定，無(wú)閃爍，占用CPU時(shí)間少。其缺點(diǎn)是由于數(shù)碼管始

5、終發(fā)光，功耗比較大。,LED顯示器靜態(tài)顯示及應(yīng)用實(shí)例,2. 應(yīng)用實(shí)例【例】 用一位數(shù)碼管顯示開(kāi)關(guān)來(lái)回?fù)軇?dòng)的次數(shù)。 解：電路如下圖所示，89S51的P1口經(jīng)74LS373接一個(gè)共陰極數(shù)碼管，數(shù)碼管的公共端接地。P1口輸出字型碼送至數(shù)碼管，就能控制數(shù)碼管的顯示內(nèi)容。74LS373為8D鎖存器，在電路中起驅(qū)動(dòng)作用。兩個(gè)與非門(mén)組成的RS觸發(fā)器主要起消抖作用，用來(lái)消除開(kāi)關(guān)按下及彈起過(guò)程中的抖動(dòng)所引起的判斷錯(cuò)誤。開(kāi)關(guān)信號(hào)經(jīng)消抖動(dòng)電路后接單片機(jī)的

6、INT1引腳。每來(lái)回?fù)軇?dòng)一次將產(chǎn)生一個(gè)下降沿信號(hào)，通過(guò)INT1向CPU申請(qǐng)中斷。 軟件設(shè)計(jì)時(shí)，可用R0作為記錄中斷次數(shù)的指針(每中斷一次R0加1)，然后根據(jù)R0用查表程序查出對(duì)應(yīng)的字形碼，再由P1口送出，控制數(shù)碼管顯示中斷次數(shù)值。,一位數(shù)碼管顯示電路圖,,,,,,,,,ORG 000H AJMP MAIN ORG 0013H AJMP INT1

7、 ; 外部中斷1入口地址 ************ 主程序 *************************** MAIN: SETB EA ; 開(kāi)通中斷開(kāi)關(guān) SETB EX1 ; 開(kāi)外部中斷 SETB IT1 ; 下降沿觸發(fā) MOV R0,#0 ; 計(jì)數(shù)指針清

8、0 MOV P1,#3FH ; 開(kāi)始顯示0 MOV DPTR,#TAB ; 字形碼地址送DPTR SJMP $ ; 等待中斷(開(kāi)關(guān)來(lái)回?fù)軇?dòng)一次產(chǎn)生一次中斷) *********** 外部中斷處理程序 ************************** INT1: INC R0 ; 開(kāi)關(guān)

9、每來(lái)回?fù)軇?dòng)一次計(jì)數(shù)指針加1 MOV A,R0 MOVC A,@A+DPTR ; 查字形碼 MOV P1,A ; 字形碼送P1顯示 CJNE R0,#0FH,RE ; 是否等于15次 MOV R0,#00H ; 計(jì)數(shù)指計(jì)清0 RE: RETI

10、 TAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H ; 字形碼 DB 7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H END,,一位數(shù)碼管顯示參考程序,4.4 LED顯示器動(dòng)態(tài)顯示及應(yīng)用實(shí)例,1. 動(dòng)態(tài)顯示的特點(diǎn)動(dòng)態(tài)掃描方法是用其接口電路把所有數(shù)碼管的8個(gè)筆劃段a～g和dp同名端連在一起,而每一個(gè)數(shù)碼管的公共極COM各自獨(dú)立地受I/

11、O線控制。CPU向字段輸出口送出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管接收到相同的字形碼。但究竟是哪個(gè)數(shù)碼管亮，則取決于COM端，COM端與單片機(jī)的I/O口相連接，由單片機(jī)輸出位碼到I/O控制何時(shí)哪一位數(shù)碼管亮。動(dòng)態(tài)掃描用分時(shí)的方法輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的COM端，使各個(gè)數(shù)碼管輪流點(diǎn)亮。在輪流點(diǎn)亮數(shù)碼管的掃描過(guò)程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間極為短暫。但由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)。,4.4 LED顯示器動(dòng)態(tài)顯示及應(yīng)

12、用實(shí)例,1. 動(dòng)態(tài)顯示的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)顯示位數(shù)較多時(shí)，采用動(dòng)態(tài)顯示方式比較節(jié)省I/O口，硬件電路也較靜態(tài)顯示簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：其穩(wěn)定度不如靜態(tài)顯示方式。而且在顯示位數(shù)較多時(shí)CPU要輪番掃描，占用CPU較多的時(shí)間。,4.4 LED顯示器動(dòng)態(tài)顯示及應(yīng)用實(shí)例,2. 應(yīng)用實(shí)例【例】 采用兩位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示按鍵來(lái)回?fù)軇?dòng)次數(shù)。解：硬件電路設(shè)計(jì)如下圖所示。7407的兩個(gè)輸出引腳分別接至兩位數(shù)碼管(共陰)的公共端，控制每位數(shù)碼管的分時(shí)顯示，實(shí)現(xiàn)動(dòng)

13、態(tài)掃描顯示。 軟件設(shè)計(jì)以單片機(jī)內(nèi)部RAM的30H、31H作為顯示數(shù)據(jù)緩存，兩位段碼的獲取及每位數(shù)碼管的顯示控制由顯示子程序完成。參考程序如下。,,兩位數(shù)碼管動(dòng)態(tài) 掃描顯示電路,,AD0EQU 30H ; 個(gè)位顯存 AD1EQU 31H ; 十位顯存 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0013H ; 外部中斷入口地址

14、 AJMP INT1 **************主程序********************* MAIN:MOV SP,#60HMOV AD0,#0 ; 顯存清0MOV AD1,#0 SETB EA ; 開(kāi)通中斷開(kāi)關(guān)SETB EX1 ; 開(kāi)外部中斷SETB IT1 ; 下降沿觸發(fā) LOOP:MOV R2,#0FDH

15、 ; 顯示位碼(十位)初值送R2ACALL DISP ; 調(diào)兩位顯示子程序SJMP LOOP,兩位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示參考程序,**************外部中斷處理程序****************** 完成計(jì)算開(kāi)關(guān)來(lái)回?fù)軇?dòng)的次數(shù),并進(jìn)行BCD碼調(diào)整*********************************************** INT1:INC AD0

16、; 每中斷一次(開(kāi)關(guān)來(lái)回?fù)軇?dòng)一次) 計(jì)數(shù)加1MOV A,AD0 CJNE A,#10,LOOP1 ; 個(gè)位小于10 ？MOV AD0,#0 ; 等于10,個(gè)位調(diào)整為0十位加1INC AD1MOV A,AD1CJNE A,#10,LOOP1 ; 計(jì)數(shù)是否等于100？MOV AD1,#0

17、 ; 等于100,個(gè)位十位調(diào)整為0LOOP1:RETI ; 返回,兩位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示參考程序,***************兩位動(dòng)態(tài)顯示子程序***************功能:兩位數(shù)碼動(dòng)態(tài)顯示(P1口送字形碼,P2口送位碼)入口:顯存地址AD1,AD0,位顯碼初值R2(0FDH)***********************************************

18、* DISP: MOV DPTR,#TAB ; 字形碼首地址MOV R0,#AD1 ; 十位顯存地址送R0NEXT: MOV A,@R0 MOVC A,@A+DPTR ; 查字形碼MOV P1,A ; 字形碼送P1MOV P2,R2 ; 位顯碼送P2

19、ACALL DELAY ; 延時(shí)DEC R0 ; 指向下一地址MOV A,R2 RR A ; 指向下一位顯MOV R2,A CJNE R2,#07FH,NEXT ; 2位數(shù)碼顯示完？RET ; 顯示完返回DELAY: ……