C51与显示器LED的接口设计.ppt

第10章 89C51与键盘、显示器、拨盘、打印机的接口设计 输入外设：键盘、BCD码拨盘等； 输出外设：LED显示器、LCD显示器、打印机等。 10.1 LED显示器接口原理 LED(Light Emitting Diode):发光二极管的 缩写。显示器前面冠以“LED”。 10.1.1 LED显示器的结构 常用的LED显示器为8段（或7段，8段比7段多 了一个小数点“dp”段）。有共阳极和共阴极 两种。如图10-1所示。 图10-1 LED显示器的扩展(结构) LED数码管的结构：共阳与共阴 单片机系统扩展LED数码管时多用共阳LED: 共阳数码管每个段笔画是用低电平(“0”)点亮的,要求驱 动功率很小；而共阴数码管段笔画是用高电平(“0”)点亮 的，要求驱动功率较大。 通常每个段笔画要串一个数百欧姆的降压电阻。 公共阳极 h g f e d c b a a b c d g e f h 公共阴极 h g f e d c b a a b c d g e f h h g f a h g f a 高电平点亮 低电平点亮 接高电平 接地 LED数码管的译码：硬件译码与软件译码 硬件译码特点:采用专用的译码/驱动器件,驱动功 率较大;增加了硬件的开销;软件编程简单;字型固 定(比如:只有七段,只可译数字,字型不好看)。 共阴LED a b c d g e f h g f e d c b a D C B A P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 CD4511AT89C51 74LS48/CD4511是“BCD码七段共阴译码/驱动”IC; 74LS47是“BCD码七段共阳译码/驱动”IC LED显示器的扩展(结构) LED显示器的扩展(软件译码) LED数码管的译码：软件译码 软件译码特点: 不用专用的译码/驱动器件，驱动功率较小；不增 加硬件的开销；软件编程较复杂；字型灵活(比如 ：有八段，只可译多种字符，字型好看)。 共阳LED a b c d g e f h P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 +5V AT89C51 硬件译码特点: 采用专用译码/驱动器件 ，驱动功率较大；增加了 硬件的开销；软件编程简 单；字型固定(比如：只 有七段，只可译数字，字 型不好看)。 LED数码管的软件译码 八段LED数码管段代码编码表(连线不同可有多种表): 公共阳极 h g f e d c b a a b c d g e f h 公共阴极 h g f e d c b a a b c d g e f h h g f a h g f a 高电平点亮 低电平点亮 接高电平 接地 字形0123456789黑 共阳0C00F90A40B09992820F880900FF 共阴3F065B4F666D7D077F6F00 LED数码管分类： 按其内部结构可分为共阴型和共阳型； 按其外形尺寸有多种形式，使用较多的 是0.5“和0.8“； 按显示颜色也有多种形式，主要有红色 和绿色； 正向压降一般为1.52V，额定电流为 10mA，最大电流为40mA。静态显示时取10mA 为宜，动态扫描显示，可加大脉冲电流，但 一般不超过40mA。 按亮度强弱可分为超亮、高亮和普亮。 N个LED显示块有N位位选线和8N根段码线。段码线控制显示 的字型，位选线控制该显示位的亮或暗。 10.1.2 LED显示器工作原理 图10-2是4位 LED显示器的结构原理图。 图10-2 静态显示和动态显示两种显示方式。 1. LED静态显示方式 2. 各位的公共端连接在一起（接地或+5V）。 3. 每位的段码线（adp）分别与一个8位的锁存器输出相 连。 4. 显示字符一确定，相应锁存器的段码输出将维持不变， 直到送入另一个段码为止。显示的亮度高。 5. 图10-3: 4位静态LED显示器电路。该电路各位可独立显 示 2. LED动态显示方式 所有位的段码线相应段并在一起，由一个8位I/O口控制，形 成段码线的多路复用，各位的公共端分别由相应的I/O线控制 ，形成各位的分时选通。 图10-4：4位8段LED动态显示电路。其中段码线占用一个8位 I/O口，而位选线占用一个4位I/O口。 图10-5为8位LED动态显示2008.10.10的过程。 图（a)是显示过程，某一时刻，只有一位LED被选通显示，其 余位则是熄灭的； 图（b)是实际显示结果，人眼看到的是8位稳定的同时显示 的字符。 图10-5 1、并行扩展静态显示电路 应用：静态显示电路 【例1】按上图编制显示子程序，显示数（255）存在内 RAM 30H中。 DIR1: MOV A,30H ;读显示数 MOV B,#100 ;置除数 DIV AB ;产生百位显示数字 MOVC A,A+DPTR ;读百位显示符 MOV DPTR,#0DFFFH ;置74377(百位)地址 MOVX DPTR,A ;输出百位显示符 MOV A,B ;读余数 MOV B,#10 ;置除数 DIV AB ;产生十位显示数字 MOV DPTR,#TAB ;置共阳字段码表首址 MOVC A,A+DPTR ;读十位显示符 MOV DPTR,#0BFFFH ;置74377(十位)地址 MOVX DPTR,A ;输出十位显示符 MOV A,B ;读个位显示数字 MOV DPTR,#TAB ;置共阳字段码表首址 MOVC A,A+DPTR ;读个位显示符 MOV DPTR,#7FFFH ;置74377(个位)地址 MOVX DPTR,A ;输出个位显示符 RET ; TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H;共阳字段码表 DB 92H,82H,0F8H,80H,90H; 2、串行扩展静态显示电路 DIR2: MOV SCON,#00H ;置串口方式0 CLR ES ;串口禁中 SETB P1.0 ;“与”门开,允许TXD发移位脉 冲 MOV SBUF,30H ;串行输出个位显示字段码 JNB TI,$ ;等待串行发送完毕 CLR TI ;清串行中断标志 MOV SBUF,31H ;串行输出十位显示字段码 JNB TI,$ ;等待串行发送完毕 CLR TI ;清串行中断标志 MOV SBUF,32H ;串行输出百位显示字段码 JNB TI,$ ;等待串行发送完毕 CLR TI ;清串行中断标志 CLR P1.0 ;“与”门关,禁止TXD发移位脉 冲 RET ; 【例2】按上图编制显示子程序，显示字段码已分别存在 32H30H内RAM中。 解： 要求：根据上图编写通过串行口和74LS164驱动共 阳LED数码管查表显示的子程序。 条件：系统有6个LED数码管,待显数据(00H09H) 已放在35H30H单元中(分别对应十万位个位)， DSPLY:MOV DPTR, #TABLE ;共阳LED数码管译码表首址 MOV R0，#30H ;待显数据缓冲区的个位地址 REDO：MOV A， R0 ;通过R0实现寄存器间接寻址 MOVC A, A+DPTR ;查表 MOV SBUF, A ;经串行口发送到74LS164 JNB TI, $ ;查询送完一个字节的第8位？ CLR TI ;为下一字节发送作准备 INC R0 ;R0指向下一个数据缓冲单元 CJNE R0，#36H，REDO ;判断是否发完6个数？ RET ;发完6个数就返回 TABLE：DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H ;共阳LED译码表 DB 92H, 82H, 0F8H, 80H,90H 3、BCD码输出静态显示电路 CD4511是“BCD码 七段共阴译码/ 驱动”IC; 4511是 4线-7段锁存/译码 /驱动电路，能将 BCD码译成7段显示 符输出。图中： 4511 ABCD为09 二进制数输入端(A 是低位)，abcdefg 为显示段码输出端 ，LE为输入信号锁 存控制(低电平有 效)，数码管为共 阴数码管。 利用4511实现静态显示与一般静态显示电路 不同，一是节省I0端线，段码输出只需4根；二 是不需专用驱动电路，可直接输出；三是不需译 码，直接输出二进制数，编程简单；缺点是只能 显示数字，不能显示各种符号。 解：编程如下： DIR3: MOV P1,#11100000B ;选通个位 ORL P1,30H ;输出个位显示数 MOV P1,#11010000B ;选通十位 ORL P1,31H ;输出十位显示数 MOV P1,#10110000B ;选通百位 ORL P1,32H ;输出百位显示数 RET ; 【例4】按图9-5试编制显示子程序（小数点固定 在第二位），已知显示数存在内RAM 30H32H中 。 动态显示电路 连结形式： 显示各位的所有 相同字段线连在一起， 共8段，由一个8位 I/O口控制； 每一位的公共端 （共阳或共阴COM） 由另一个I/O口控制。 应用：动态显示方式 及其典型应用电路 LED数码管动态显示举例 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.2 P1.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 7406 OC门 X 3 上拉 电阻 14 +5V AT89C51 工作原理：从P0口送段代码,P1口送位选信号。段码虽同时 到达 6个LED，但一次仅一个LED被选中。利用“视觉暂留 ”，每送一个字符并选中相应位线，延时一会儿,再送/选 下一个循环扫描即可。 共阴 数码管 位 选 线 段 代 码 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.2 P1.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 7406 OC门 X 3+5V AT89C51 位 选 线 段 代 码 要求：此处为共阴数码管，P0口送段代码，P1口送位选信号 。通过查表实现动态显示。 条件：待显数据(00H09H)已放在: 7FH7AH单元中(分别对 应十万位个位) 说明：由于用了反相驱动器7406，要用共阳译码表。 共阴 数码管 上拉 电阻 14 7406 OC门 X 3+5V (7FH) (7EH) (7DH) (7CH) (7BH) (7AH) 十万 万位 千位 百位 十 位 个位 数据缓冲区 / 显示缓冲区 P0口送段 代码，P1 口送位选 信号。 待显数据 已经放在: 7FH7AH 单元(分别 对应十万 位个位) 使用共阳 译码表。 DIR: MOV DPTR, #DSEG ;数码管译码表首址 MOV R0，#7AH ;待显缓冲区个位地址 MOV R3，#01H ;个位的位选信号=01H LD1： MOV A， R0 ;通过R0间接寻址 MOVC A, A+DPTR ;查表 MOV P0, A ;字段码送到P0口 MOV P1，R3 ;字位选择送到P1口 LCALL DELY ;调延时1ms子程序 INC R0 ;R0 指向下一字节 MOV A，R3 JB ACC.5，LD2 ;判是否发完6个数？ RL A ;R1指向下一个位 MOV R3，A ;位选信号存回R1 SJMP LD1 ;跳去再显示下一个数 LD2： RET ;发完6个数就返回 DSEG：DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H;共阳译码表 DB 92H, 82H, 0F8H, 80H,90H P0口送段 代码，P1 口送位选 信号。 待显数据 已经放在: 7FH7AH 单元(分别 对应十万 位个位) 使用共阳 译码表。 1、共阴型8位动态显示电路 DIR4:MOV R2,#10 ;置循环扫描次数 MOV DPTR,#7FFFH ;置74377口地址 DLP1:ANL P1,#11111000B ;第0位先显示 MOV R0,#30H ;置显示字段码首址 DLP2:MOV A,R0 ;读显示字段码 MOVX DPTR,A ;输出显示字段码 LCALL DY2ms ;调用延时2ms子程序(参阅例4.13) INC R0 ;指向下一位字段码 INC P1 ;选通下一位显示 CJNE R0,#38H,DLP2 ;判8位扫描显示完否?未完继续 DJNZ R2,DLP1 ;8位扫描显示完毕,判10次循环完否? CLR A ;10次循环完毕,显示暗 MOVX DPTR,A ; RET ;子程序返回 【例5】按上图，试编制循环扫描（10次）显示子程序，已知 显示字段码存在以30H（低位）为首址的8字节内RAM中。 解：编程如下： 2、共阳型3位动态显示电路 DIR5: MOV DPTR,#0BFFFH ;置74377地址 MOV R2,#100 ;置循环显示次数 DIR50: SETB P1.2 ;百位停显示 MOV A,40H ;取个位字段码 MOVX DPTR,A ;输出个位字段码 CLR P1.0 ;个位显示 LCALL DY2ms ;调用延时2ms子程序(参阅例4.13) DIR51: SETB P1.0 ;个位停显示 MOV A,41H ;取十位字段