数码管显示的范围(详解数码管显示控制)

数码管种类繁多,按外观来划分,可以分为七段数码管、米字型数码管、点阵块等。图8-5所示为各种不同形状的数码管。

数码管显示的范围(详解数码管显示控制)(1)

图8-5 各种不同形状的数码管

LED数码管结构与工作原理

单片机系统中常用的是七段数码管,它由8个发光二极管(以下简称字段)构成,如图8-6(a)图所示(注:由于小数点字段不常用,所以一般称为七段),通过不同的组合可以显示数字0~9、字符A~F、H、L、P、U、符号“-”及小数点“.”。

根据发光二极管物理连接的不同,七段数码管可以分为共阴极和共阳极两种结构。共阴极型数码管如图8-6(b)所示,所有字段的阴极均连接低电平,因此在使用共阴极数码时,需要在相应字段上加高电平,才会使其发光。共阳极数码管如图8-6(c)所示,所有字段的阳极均连接高电平,在使用时,需要在相应字段上加低电平。

数码管显示的范围(详解数码管显示控制)(2)

图8-6 7段数码管结构

LED数码管字型编码

在单片机与数码管组成的应用系统中,一般将单片机的一个并口与数码管的8个段控制引脚连接,且按照口线位的顺序由低到高与a、b、c、d、e、f、g、h连接,这样,若要显示不同字符,只需应用单片机的口线输出相应的控制的电平就可以实现。向口线送的数据就是LED的字型编码。共阴和共阳的字型编码如表8-2所示。

数码管显示的范围(详解数码管显示控制)(3)

表8-2 共阴和共阳的字型编码表

LED数码管要正常显示,就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码,从而显示出我们要的数位,因此根据LED数码管的驱动方式的不同,可以分为静态显式和动态显式两类。

LED数码管静态显示

静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O口线进行驱动,或者使用如BCD码、二–十进位解码器解码进行驱动。

静态驱动的优点是编程简单,显示亮度高,缺点是占用I/O口较多,如驱动5个数码管静态显示则需要5×8=40根I/O口线来驱动,而1个89S51单片机可用的I/O口线才32个。

2位共阳极数码管的静态显示电路如图8-7所示。

数码管显示的范围(详解数码管显示控制)(4)

图8-7 2位共阳极数码管的静态显示电路原理图

显示数字12的C51程序如下:

数码管显示的范围(详解数码管显示控制)(5)

LED数码管动态显示

数码管动态显示是单片机中应用最为广泛的显示方式,动态驱动是将所有数码管的8个同名端“a,b,c,d,e,f,g,h”连在一起,另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路,位选通由各自独立的I/O线控制。

当单片机输出字形码时,所有数码管都接收到相同的字形码,究竟是那个数码管会显示出字形,取决于单片机对位选通COM端电路的控制。通过分时轮流控制各个LED数码管的COM端,就使各个数码管轮流受控显示。

在轮流显示过程中,每位数码管的点亮时间为1~2ms,由于人的视觉暂留现象及发光二极体的余辉效应,尽管实际上各位数码管并非同时点亮,但只要扫描的速度足够快,给人的印象就是一组稳定的显示,不会有闪烁感,动态显示的效果和静态显示相同,并且能够节省大量的I/O口线,降低功耗。

2位共阳极数码管动态显示电路如图8-8所示。

显示数字12的C51程序如下:

数码管显示的范围(详解数码管显示控制)(6)

数码管显示的范围(详解数码管显示控制)(7)

图8-8 2位共阳极数码管动态显示电路原理图

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