单片机LED显示接口技术

在单片机系统中，通常用数码显示器来显LED示各种数字或符号，由于它具有显示清晰、亮度高、使用电压低、寿命长的特点，因此使用非常广泛。它由若干个发光二极管组成，当发光二极管导通时，相应的一个点或一个笔画发亮。控制不同组合的二极管导通，就能显示出各种字符。常用的显示器有段和“米”字段之分，有小数点位LED7的段显示器的字形码为八位二进制，正好一个字7节，“米”字显示器有个发光二极管，所以其字15形码需两个字节。这两类显示器都有共阳极和共阴极两种接法，共阴极显示器的发光二极管阴极LED连接在一起，通常此公共阴极接地，当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮，相应的段被显示；同样，共阳极显示器的发光二极管LED阳极连接在一起，通常此公共阳极接正电压，当某个发光二极管的阴极为低电平时，发光二极管点亮，相应的段被显示。共阳极和共阴极的字形码是不同的，而且字形码可由设计者根据硬件接线的不同自行设计，不必局限于固定格式。本文主要以段（加小数点位为78段）为例说明其接口方法。LED在单片机应用系统中，显示器显示常用两种方法：静态显示和动态扫描显示。当显示器位数较少时，适合采用静态显示的方法。当位数较多时，用静态显示所需的太多，一般采用动态显示的方I/O法。所谓静态显示，就是每一个显示器都要占用单独的具有锁存功能的接口用于笔划段字形显I/O示。这样单片机只要把要显示的字形代码发送到接口电路，就不用管它了，直到要显示新的数据时，再发送新的字形码，因此，使用这种方法单片机中的开销小，较小的电流能得到较高的亮度且字CPU符不闪烁。所谓动态显示就是一位一位地轮流点亮显示器各个位（扫描），对于显示器的每一位来说，每隔一段时间点亮一次。利用人的视觉暂留功能可以看到整个显示，但必需保证扫描速度足够快，字符才不闪烁。显示器的亮度既与导通电流有关，也与点亮时间和间隔时间的比例有关。调整电流和时间参数，可实现亮度较高较稳定的显示。若显示器的位数不大于位，控制显示器的各位所显8示的字形需一个位口，称为段数据口，显示器的8哪一个显示还需要一个位选择控制，称为位控LED口。动态显示接口方法1

第卷第期204长江职工大学学报

年月200312Journal of Changjiang Vocational UniversityVol.20 No.4

Dec. 2003

单片机显示接口技术LED李生明（武汉大学电气工程学院，湖北武汉） 430072

摘要： 简要介绍了的基本结构和工作原理，从静态和动态显示两个方面进行说明，并以具体的实例分析了LED显示的硬件接口电路和软件编程方法。LED关键词：单机片；；显示接口方法；软件编程LED中图分类号：TP368.1 文献标识码： B 文章编号： －（）－－10090908200304004703

Single-chip Processor LED Demonstrative Interface TechniqueLI Sheng-ming(School of Electrical Engineering of Wuhan University, Wuhan Hubei 430072 China)Abstract:The basic structure and working principle of LED are introduced and explained from both static and dynamic demonstration. Hardware programming approach of LED demonstration are analyzed with specific examples.Key words: single-chip processor; LED; demonstration approach; software programming

收稿日期：——20030512作者简介：李生明（—），男，湖北云梦人，1968 讲师，大学，主要从事电气工程教学与。－－47一位显示可以采用较为简单的控制电路来LED实现，如图所示：1此接口电路使用了专用的七位段码的译码器/驱动器，可以把一位十六进制数（位二进制数）4译码为相应的字形代码，并提供足够的功率去驱动发光二极管。使用这种接口方法，虽然软件简单，仅需使用一条输出线指令就可以进行显示，但LED硬件却比较多，而硬件译码又缺乏灵活性。如果所用的显示器不只一个，则可以利用LED接口电路来完成，如有三位要显示，可采I/OLED用图的方法来实现，直接利用接口芯片（如2）输出位控和段控数据。8255 图一位显示接口电路 1 LDE 图三位动态显示接口2 静态显示接口方法2 利用单片机串口实现的静态显示接口2.1 如图所示，单片机串行口方式置为移3MCS-51位寄存器方式，外接片作为位显示674LS1646LED器的静态显示接口，把的作为数据输出8031RXD线，作为移位时钟脉冲。为单向TXD74LS164TTL8位移位寄存器，可实现串行输入，并行输出。其中、（第、脚）为串行数据输入端，个引脚按AB122逻辑与运算规律输入信号，共一个输入信号时可并接。（第脚）为时钟输入端，可连接到串行口的T8端。每一个时钟信号的上升沿加到端时，移TXDT位寄存器移一位，个时钟脉冲过后，位二进制数88全部移入中。（第脚）为复位端，当74LS164R9R=时，移位寄存器各位复，只有当时，时钟脉00R=1冲才起作用。…（第和引脚）并行输Q1Q83-610-13出端分别接显示器的各段对应的引脚LEDhg---a上。此种接口的软件设计为：设要显示的数分别 放在显示缓冲区共个单元中，分别对应60H-65H6各个数码管，显示程序如下：LED0-LED5：，；初始化DISP MOV SCON#00H

串行口方式 0　；显示位数 MOV R1,#06H6

图利用单片机串口实现的静态显示接口 3 ，； MOV R0#65H60H-65H为显示缓冲区

，； MOV DPTR#SEGTAB 字形表的入口地址

：，；取最高LOOP MOV A@R0

位的待显示数据

， MOVC A@A+；查表获取字形码 DPTR 　，；送串口显示 MOV SBUFA：，等待发送完毕DELAY JNB TIDELAY;

　；清发送标志 CLR TI　；指针下移一位，准 DEC R0备取下一个待显示数

，；直到个 DJNZ R1LOOP6数据全显示完

RET ：……；字形SETTABDB 03H 9FH 27H代码表

…… DB

END

用接口芯片实现的静态显示接口2.2 I/O

－－48

李生明单片机显示接口技术 LEDA7A

0 如图是使用作位显示器的接口电481556LED路，其中的口为输出口（位控口），以8155PCPC5输出位控线。由于位控线的驱动电流较大，~PC08段全亮时约，因此口输出加进40~60mAPC74LS06行反相和提高驱动能力，然后再接各显示器的LED位控端。口也为输出口（段控口），以输出位PA8字形代码（段控线）。段控线的负载电流约，8mA为提高显示亮度，通常加进行段控输出驱动。74LS244图作位显示接口电路 4 81556LED为了存放显示数字或字符，通常在内存RAM中设置显示缓冲区，其单元个数与显示位数相LED同。设缓冲单元为，与显示器的对应79H~7EHLED关系为、，动态扫描是从右向LED5-7EHLED0-79H左进行，则缓冲区首地址应为。假设位控口地79H址为，段控口地址为，则显示程序如0103H0101H下：：，DIR MOV R0#79H， MOV R3#01H， MOV AR3：，LD0 MOV DPTR#0103H， MOVX @DPTRA， MOV DPTR#0101H， MOV A@R0：，DIR0 ADD A#0DH， MOVC A@A+PC：，DIR1 MOVX @DPTRA；延时 ACALL DL INC R0， MOV AR3，；六位是否显示完 JB ACC.5LD1 RL A， MOV R3A AJMP LD0：LD1 RET：……；字形代码表DSEGDB …… DB ……

利用单片机口线实现的静态显示接口2.3 此方法类似于串口实现的显示方法，六位段8数码管显示采用位串入并出方式组成，其原理如8图：5

图单片机口线实现的静态显示接口图5 注：先送的字节，最后送的字节；所送显示XS01XS06 字节从低位开始。

送一个显示字符（位数据）的时序如图： 86

图静态显示接口时序图6 六个显示数据送完后静态显示位置：

XS06XS05XS04XS03XS02XS01 显示程序为：：，；取代码表首地址 XSMOV DPTR#MK ；设置移动脉冲 SETB P1.1；～为显示 MOV A,XS01XS01XS06缓冲区地址

；查表获取字形码 MOVC A,@A+DPTR，；每个显示共位 MOV XSZC#8LED8： L1RRC A，；取数据位 MOV P1.0C CLR P1.1 SETB P1.1， DJNZ XSZCL1……；～的程序同 XS02XS06XS01 RET：，，……；MKDB 9H0DBH,4CH0C8H字形代码表

…… DB END综上所述，的显示方法较多，但万变不离LED其宗，不同的做法只是过程上有所区别，其方法大同小异。以上所介绍的显示方法，在某种程度LED上具有一定的代表性。

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