驱动数码管的方法

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数码管的几种驱动方式汇总2009年01月07日 星期三 0:21
数码管的几种驱动方式汇总

这段时间做数码管的电路，所以就专门整理了一下数码管的驱动IC和相关问题，集中发在这里便于学习。

数码管的显示方式可以分为动态和静态的。

动态的也叫扫描方式，是利用发光二极管的余辉效应和人眼的视觉暂留效应来实现的，只要在在一定时间内数码管的笔段亮的频率够快，人眼就看不出闪烁，一般外围硬件较少，但是对单片机资源耗用巨大。

静态的也较锁存方式，单片机送出数据后控制外围锁存器件锁存数据，这样数码管笔段里的电流不变，数码管稳定显示，这样单片机可以干别的活不用管数码管了。这种方案的优点是对单片机的P口资源和时间耗用很少，但是数码管的外围辅助电路复杂。

前些日子又发现了一种新的驱动方式，使用专门的驱动IC，单片机发送完数据就控制锁存，由芯片完成数码管动态扫描显示，一般使用串行接口，占用单片机资源最少，而且数码管还能实现左右循环移动等效果，显示稳定，消隐效果比较好。

下面分别结合这些芯片归纳一下数码管的驱动方案。

1、不需要芯片的驱动方式，扫描显示



这种方式a～g和DP一共8根线分别占用单片机8个端口线，一般是一整个P口，然后有几位数码管就另外需要几个控制线作为片选。对于MCU的时间占用几乎是全时的，如果没有其他的任务或者其他的任务耗用时间很少可以考虑这种显示方式，比如时钟、温度计等等。

2、宝刀未老74LS164



这是一片带锁存的串入并出芯片，需要占用单片机的2或3根线，MR为输出状态清除，本身驱动电流不大，驱动LED需要另外加三极管或者驱动芯片。
如果需要多位驱动，一般使用74HC138这样的译码器进行快速线选，一样实现扫描显示，对单片机端口的耗用比较少，但是因为是扫描方式所以对单片机时间耗用还是全时的。

3、串行驱动MAX7219



按说这是驱动LED数码管最理想的一个芯片了，从典型应用电路上看外围元件极少，直接驱动，最吸引人的是使用了串行接口，只要三根线就可以驱动多大8位的数码管，而且可以送数据后就不用管了，自己消零消隐，可惜的就是太贵了，市场价都在20多RMB以上，比起LS164的一块多钱显得不合算。

另外有用过整个IC朋友说，如果有的地方考虑的不周全，很容易出现显示崩溃问题，必须

重新上电才可以解决，我没有用过没有发言权，只是提个醒儿，呵呵。

PDF下载地址：https://www.360docs.net/doc/fe15589738.html,/getds.cfm/qv_pk/1339/ln/cn

4、串行驱动HD7279、BC7281、ZLG7289、ZLG7290、WH8280





这几个芯片都是采用串口通信的，基本上和MAX7219作用差不多，而且还带有8＊8的键盘接口（键盘输入的时候，从串口输出键盘编码供单片机读取），价格相对也便宜，一般在10元左右，一般来说可以接受了，毕竟可以省太多的外围电路和单片机资源。HD7279也是采用锁存数据加扫描显示方式的，其他的不清楚。

另外多说一句，有的朋友说这些芯片工作电压不要超过5.5V，否则容易烧掉，也就是电压适应范围还比较窄。

如果对这个芯片感兴趣可以去官方看看https://www.360docs.net/doc/fe15589738.html,/b2.html

ZLG7289B是广州周立功单片机发展有限公司自行设计的，具有SPI串行接口功能的可同时驱动8位共阴式数码管(或64只独立LED)的智能显示驱动芯片，该芯片同时还可连接多达64键的键盘矩阵，单片即可完成LED显示﹑键盘接口的全部功能，该芯片经过了多年的验证，现正式转化为ASIC芯片，一次性流片成功，让您使用无忧！。ZLG7289B内部含有译码器，可直接接受BCD码或16进制码，并同时具有2种译码方式，此外，还具有多种控制指令，如消隐﹑闪烁﹑左移﹑右移﹑段寻址等。ZLG7289B具有片选信号，可方便地实现多于8位的显示或多于64键的键盘接口。

ZLG7290键盘/LED驱动器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。该芯片能自动完成8位LED数码管的动态扫描和(最多)64按键检测扫描，大大减轻单片机的用于显示/键盘的工作时间和程序负担，可使集中资源用于信号的检测和控制。由于采用I2C总线方式使得芯片与单片机间的通讯只用2个I/O口便可完成，节省了单片机有限的口资源。该芯片为工业级芯片，抗干扰能力强，在工业测控中已有大量应用。

特点
I2C串行接口，提供键盘中断信号，方便于处理器接口；
可驱动8位共阴数码管或64只独立LED和64个按键；
可控扫描位数，可控任一数码管闪烁；
提供数据译码和循环，移位，段寻址等控制；
8个功能键，可检测任一键的连击次数；
无需外接元件即直接驱LED，可扩展驱动电流和驱动电压；
提供工业级器件，多种封装形式PDIP24，SO24。


5、74HC595

74HC595是美国国家半导体公司生产的通用移位寄存器芯片。并行输出端具有输出锁存功能。与单片机连接简单方便，只须三个I/O口即可。而且通过芯片的Q7引脚和SER引脚，可以级联。而且价格低廉，每片单价为1.5元左右

74595外形图
________
QB--|1 16|--Vcc
QC--|2 15

|--QA
QD--|3 14|--SI
QE--|4 13|--/G
QF--|5 12|--RCK
QG--|6 11|--SCK
QH--|7 10|--/SCLR
GND-|8 9|--QH’
|________|

74595的数据端：
QA--QH: 八位并行输出端，可以直接控制数码管的8个段。
QH’: 级联输出端。我将它接下一个595的SI端。
SI: 串行数据输入端。

74595的控制端说明：
/SCLR(10脚): 低点平时将移位寄存器的数据清零。通常我将它接Vcc。
SCK(11脚)：上升沿时数据寄存器的数据移位。QA--＞QB--＞QC--＞...--＞QH；下降沿移位寄存器数据不变。（脉冲宽度：5V时，大于几十纳秒就行了。我通常都选微秒级）
RCK(12脚)：上升沿时移位寄存器的数据进入数据存储寄存器，下降沿时存储寄存器数据不变。通常我将RCK置为低点平，当移位结束后，在RCK端产生一个正脉冲（5V时，大于几十纳秒就行了。我通常都选微秒级），更新显示数据。
/G(13脚): 高电平时禁止输出（高阻态）。如果单片机的引脚不紧张，用一个引脚控制它，可以方便地产生闪烁和熄灭效果。比通过数据端移位控制要省时省力。

注：74164和74595功能相仿，都是8位串行输入转并行输出移位寄存器。74164的驱动电流(25mA)比74595(35mA)的要小,14脚封装，体积也小一些。
74595的主要优点是具有数据存储寄存器，在移位的过程中，输出端的数据可以保持不变。这在串行速度慢的场合很有用处，数码管没有闪烁感。
与164只有数据清零端相比，595还多有输出端时能/禁止控制端，可以使输出为高阻态。

典型应用电路：

静态显示



每位LED显示器段选线和74HC595的并行输出端相连，每一位可以独立显示(见图1)。在同一时间里，每一位显示的字符可以各不相同(每一位由一个74HC595的并行输出口控制段选码)。
N位LED显示要求N个74HC595芯片及N+3条I/O口线，占用资源较多，而且成本较高。这对于多位LED显示很不利。

动态显示



在多位LED显示时，为了简化电路，降低成本，节省系统资源，将所有的N位段选码并联在一起，由一片74HC595控制(见图2)。由于所有LED的段选码皆由一个74HC595并行输出口控制，因此，在每一瞬间，N位LED会显示相同的字符。想要每位显示不同的字符，就必须采用扫描的方*，即在每一瞬间只使用一位显示字符。在此瞬间，74HC595并行输出口输出相应字符段选码，而位选则控制I/O口在该显示位送入选通电平，以保证该位显示相应字符。如此*流，使每位分时显示该位应显示字符。由于74HC595具有锁存功能，而且串行输入段选码需要一定时间，因此，不需要延时，即可形成视觉暂留效果。
N位LED显示时，只需要一片74HC595即可完成，成本最低。但是，此种方*的最大弱点就是当

LED的位数大于12位时，出现闪烁现象，这是所有动态LED显示方式共同的弱点

多位LED显示方*的实现



为实现24位或更多位LED显示，本文提出了一种全新的方*。此方*结合了动态和静态显示的优点，可以说是两者的结合。连线图如图3所示。段选码由三片74HC595控制，段选数据由74HC595的SER引脚串行输入，由于输出使能时钟RCLK并接在一起，因此，三片74HC595并行输出端同时输出。而三个LED位选信号也并接在一起，因此，一次可以同时点亮三位LED。此过程类似于静态显示。每片74HC595并行输出端并接8位LED，用于扫描输出，此过程类似于动态扫描过程。此方*运用3片74HC595，n条位选信号，即可实现3n位LED显示。成本低廉，而且节省资源。

6、CH451、CH452

CH451 是一个整合了数码管显示驱动和键盘扫描控制以及μP 监控的多功能外围芯片。CH451 内置RC振荡电路，可以动态驱动8位数码管或者64位LED，具有BCD译码、闪烁、移位等功能；同时还可以进行64 键的键盘扫描；CH451 通过可以级联的串行接口与单片机等交换数据；并且提供上电复位和看门狗等监控功能。 CH451 是一个多功能外围芯片，通过可以级联的4 线串行接口与单片机、DSP、微处理器等交换数据。CH451 包含三个功能：数码管显示驱动、键盘扫描控制、μP 监控，三个功能之间相互独立，单片机可以通过*作命令分别启用、关闭、设定CH451的任何一个功能。CH451 的串行接口是由硬件实现的，单片机可以频繁地通过串行接口进行高速*作，而绝不会降低CH451的工作效率。

CH452是数码管显示驱动和键盘扫描控制芯片。CH452 内置时钟振荡电路，可以动态驱动8 位数码管或者64 位LED，具有BCD 译码、闪烁、移位、段位寻址、光柱译码等功能；同时还可以进行64 键的键盘扫描；CH452 通过可以级联的4线串行接口或者2 线串行接口与单片机等交换数据；并且可以对单片机提供上电复位信号。



特点
(一）显示驱动
● 内置大电流驱动级，段电流不小于25mA，字电流不小于150mA。
● 动态显示扫描控制，直接驱动8 位数码管或者64 只发光管LED。
● 可选数码管的段与数据位相对应的不译码方式或者BCD 译码方式。
● 数码管的字数据左移、右移、左循环、右循环。
● 各数码管数字独立闪烁控制。
● 通过占空比设定提供16 级亮度控制。
● 支持段电流上限调整，可以省去所有限流电阻。
● 扫描极限控制，支持1 到8 个数码管，只为有效数码管分配扫描时间。


（二）键盘控制

● 内置64 键键盘控制器，基于8×8 矩阵键盘扫描。
● 内置按键状态输入的下拉电阻，内置去抖动电路。
● 键盘中

断，低电平有效输出。
● 提供按键释放标志位，可供查询按键按下与释放。


（三）其 它

● 高速的4 线串行接口，支持多片级联，时钟速度从0 到10MHz。
● 串行接口中的DIN 和DCLK 信号线可以与其它接口电路共用，节约引脚。
● 完全内置时钟振荡电路，不需要外接晶体或者阻容振荡。
● 内置上电复位和看门狗Watch-Dog，提供高电平有效和低电平有效复位输出。
● 支持3V～5V 电源电压。
● 提供SOP28 和DIP24S 两种无铅封装，兼容RoHS。
● 引脚及功能基本兼容CH452 芯片。



下载：https://www.360docs.net/doc/fe15589738.html,/download/ch451ds1.pdf

下载：https://www.360docs.net/doc/fe15589738.html,/download/ch452.pdf

7、带锁存的驱动芯片（设想中未试验通过）74HC（LS）373、74HC(LS)573

主要针对单片机IO口充足，但是要求对单片机时间资源占用少的情况。

终于整理一个段落了，有复制粘贴真好啊，呵呵。上面的大部分图片和资料来源于网络，此贴只为集中学习用。



类别：与单片机有关的||添加到搜藏 |分享到i贴吧|浏览(2726)|评论 (4) 上一篇：基于单片机的MIDI电子琴的设计 下一篇：神奇的ESR 最近读者：
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网友评论：1
船长2124 2009-08-20 15:28 | 回复受教了~~~~~
2
chenl02 2009-12-28 14:58 | 回复学习了
3
露雨朦胧 2011-01-12 22:31 | 回复好资料啊~
4
zhw20035398 2011-08-05 13:54 | 回复如果有个电子版下载就好了


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