第20讲__显示和键盘接口技术(1)

5.2.1 LED大屏幕显示器结构及原理
5.2.1 LED大屏幕显示器结构及原理
从图中可以看出，要点亮跨接在某行某列的 LED 发光二
极管的条件是：对应的行输出高电平，对应的列输出低电平。 如果在很短的时间内依次点亮多个发光二极管，我们就可以 看到多个发光二极管稳定点亮，即看到要显示的数字、字母 或其他图形符号，这就是动态显示原理。
5.1.2 LED数码管静态显示
经验提示：
采用静态显示方式，从较小的电流就可获得较高的亮度， 且占用CPU的时间少，编程简单，显示便于监测和控制，但 占用单片机的 I/O 端口线多， n位数码管的静态显示需占用 n 个8位的I/O端口，所以限制了单片机连接数码管的个数，同 时硬件电路复杂，成本高，适合显示位数较少的场合。
5.2.1 LED大屏幕显示器结构及原理
下面介绍如何用 LED 大屏幕稳定显示一个字符。假设需
5.2 LED大屏幕显示器和接口
主要知识点：
1.LED大屏幕显示器的结构和原理
2.LED大屏幕显示器接口 3.LED大屏幕显示器扩展
5.2.1 LED大屏幕显示器结构及原理
LED 大屏幕显示器不仅能显示文字，还可显示图形、图
像，并且能产生各种动画效果，是广告宣传、新闻传播的有 力工具。 LED 大屏幕显示器不仅有单色显示，还有彩色显示， 其应用越来越广泛，已渗透到人们的日常生活之中。 LED点阵显示器是把很多LED发光二极管按矩阵方式排列 在一起，通过对每个 LED 进行发光控制，完成各种字符或图 形的显示。最为常见的 LED 点阵显示模块有 5×7(5 列 7 行 ) ， 7×9(7列9行)，8×8(8列8行)结构。
5.1.2 LED数码管静态显示
静态显示是指当数码管显示某一字符时，相应的发光二
极管恒定导通或恒定截止。这种显示方式的各位数码管的公 共端恒定接地(共阴极)或+5V电源(共阳极)。每个数码管的8 个段控制引脚分别与一个8位的端口相连。只要I/O端口有显 示字型码输出，数码管就显示给定的字符，并保持不变，直 到I/O端口输出新段码。
5.1
单片机与LED数码管接口
主要知识点：
1.LED数码管的结构及原理
2.LED数码管静态显示技术 3.LED数码管动态显示技术
5.1.1 LED数码管的结构及原理
一、LED数码管的结构
在单片机系统中，经常采用 LED 数码管来显示单片机系 统的工作状态、运算结果等各种信息， LED 数码管是单片机 人机对话的一种重要输出设备。
我们可以通过任务 20(使用两位数码管设计的 00~59s简 易秒表 ) 来了解数码管静态显示方式的接口电路和编程方法。
5.1.3 LED数码管动态显示
以下是用动态显示方式点亮 6 位共阳极数码管的电路图。
图中将各个共阳极数码管相应的段选控制端并联在一起，仅 用一个P1口控制，用八同相三态缓冲器/线驱动器74LS245驱 动。各位数码管的公共端，也称做“位选端”，由P0口控制， 用六反相器74LS04驱动。
5.1.3 LED数码管动态显示
请大家思考：如果在 LED 数码管动ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ显示程序中，把延
时 50ms 函数修改为延时 1s ， LED 数码管显示会有什么变化， 为什么？
答案是 6 个数码管上轮流显示“ 012345”，间隔时间为
1s，不能稳定显示。具体原因是人的眼睛存在“视觉驻留效 应”，必须保证每位数码管显示间断的时间间隔小于眼睛的 驻留时间，才可以给人一种稳定显示的视觉效果，如果延时 时间太长，每位数码管闪动频率太慢，就不能产生稳定的显 示效果。
5.1.1 LED数码管的结构及原理
三、LED数码管的字型编码
从以上表格中可以看出，对于同一个字符，共阳极和共 阴极数码管的字型编码是互反的。
5.1.2 LED数码管静态显示
以下是两位数码管静态显示的接口电路，两个共阳极数
码管的段码分别由单片机的 P1 和 P2 口来控制， com 公共端都 接在+5V电源上。
5.1.3 LED数码管动态显示
下面我们来针对以上电路编制一段程序，其功能就是上
图中的6位数码管上稳定显示“012345”6个字符。
5.1.3 LED数码管动态显示
5.1.3 LED数码管动态显示
5.1.3 LED数码管动态显示
与静态显示方式相比，当显示位数较多时，动态显示方
式可节省 I/O 端口资源，硬件电路简单；但其显示的亮度低 于静态显示方式；由于 CPU 要不断地依次运行扫描显示程序， 将占用 CPU 更多的时间。若显示位数较少，采用静态显示方 式更加简便。
5.1.3 LED数码管动态显示
5.1.3 LED数码管动态显示
下面我们来编制在6位数码管上稳定显示“012345”6个
字符的动态显示程序。
动态显示技术是一种按位轮流点亮各位数码管的显示方 式，即在某一时段，只让其中一位数码管的“位选端”有效，
并送出相应的字符显示编码。此时，其他位的数码管因“位 选端”无效而都处于熄灭状态；下一时段按顺序选通另外一 位数码管，并送出相应的字型显示编码，按此规律循环下去， 即可使各位数码管分别间断地显示出相应的字符。这一过程 称为动态扫描显示。
5.1.1 LED数码管的结构及原理
二、LED数码管的工作原理
LED 数码管可分为共阳极和共阴极两种结构。它们的内 部结构分别如下图所示：
5.1.1 LED数码管的结构及原理
必要提示：
如何判断数码管的结构是共阳极还是共阴极，以及如何 用万用表测试数码管的极性及好坏呢？其实我们只要通过判 断任意段与公共端连接的二极管的极性，就可以判断出所使 用数码管是共阳极的还是共阴极的。这个大家可以自己使用 万用表测试得试试看。
5.2.1 LED大屏幕显示器结构及原理
LED点阵由一个一个的点（LED发光二极管）组成，总点数
为行数与列数之积，引脚数为行数与列数之和。我们将一块 8×8的LED点阵剖开来看，其内部等效电路如下图所示。它 由 8 行 8 列 LED 构 成 ， 对 外 共 有 16 个 引 脚 ， 其 中 8 根 行 线 (Y0~Y7) 用数字 0~7 表示， 8 根列线 (X0~X7) 用字母 A~H表示。