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第七讲数码管显示电子信息学院电子技术教研室 一 显示器及其接口 单片机系统中常用的显示器有 发光二极管led lightemittingdiode 显示器 液晶lcd liquidcrystaldisplay 显示器 crt显示器等 led lcd显示器有两种显示结构 段显示 7段 米字型等 和点阵显示 5 8 8 8点阵等 led数码管简介1 数码管结构数码管由8个发光二极管 以下简称字段 构成 通过不同的组合可显示数字0 9 字符a f h l p r u y 符号 及小数点 数码管的外型结构如图所示 数码管又分为共阴极和共阳极两种结构 分别如图所示 共阴极 共阳极 2 数码管工作原理共阳极数码管的8个发光二极管的阳极 二极管正端 连接在一起 通常接高电平 一般接电源 其它管脚接段驱动电路输出端 当某段驱动电路的输出端为低电平时 该端所连接的字段导通并点亮 根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符 此时 要求段驱动电路能吸收额定的段导通电流 还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻 共阴极数码管的8个发光二极管的阴极 二极管负端 连接在一起 通常接低电平 一般接地 其它管脚接段驱动电路输出端 当某段驱动电路的输出端为高电平时 该端所连接的字段导通并点亮 根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符 此时 要求段驱动电路能提供额定的段导通电流 还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻 3 数码管字型编码要使数码管显示出相应的数字或字符 必须使段数据口输出相应的字型编码 对照下图 字型码各位定义如下 数据线 d7d6d5d4d3d2d1d0i o口线 p0 7p0 6p0 5p0 4p0 3p0 2p0 1p0 0led段 dpgfedcba数据线d0与a字段对应 d1字段与b字段对应 依此类推 如使用共阳极数码管 则数据为0表示对应字段亮 数据为1表示对应字段暗 如使用共阴极数码管 则相反 表 数码管字型编码表 led显示器工作方式有两种 静态显示方式和动态显示方式 1 静态显示接口从下图可以看出 静态显示方式的特点是各位数码管相互独立 公共端恒定接地 共阴极 或接正电源 共阳极 每个数码管的8个字段分别与一个8位i o口地址相连 i o口只要有段码输出 相应字符即显示出来并保持不变 直到i o口输出新的段码 采用静态显示方式时 用较小的电流即可获得较高的亮度 且占用cpu时间少 编程简单 显示便于监测和控制 但其占用的口线多 硬件电路复杂 成本高 只适用于显示位数较少的场合 二 led数码显示方式及电路 图 两位的led数码管静态显示示意图 例1 用一只共阴极的单只数码管循环显示0 1 2 3 9 源程序 include defineducharunsignedchar defineduintunsignedint 0 9的数码管段码 最后一个为关闭ucharcodedsy code 0 x3f 0 x06 0 x5b 0 x4f 0 x66 0 x6d 0 x7d 0 x07 0 x7f 0 x6f 0 x00 voiddelayms uintx uchari while x for i 0 i 120 i voidmain uchari 0 p0 0 x00 while 1 p0 dsy code i i i 1 10 delayms 180 2 动态显示 当需要显示的位数较多时 为了节省硬件接口 往往采用动态显示的方式 动态显示的特点是将所有位数码管的段选线并联在一起 由位选线控制是哪一位数码管有效 选亮数码管采用动态扫描显示 所谓动态扫描显示即轮流向各位数码管送出字形码和相应的位选 利用发光管的余辉和人眼视觉暂留作用 使人的感觉好像各位数码管同时都在显示 动态显示的亮度比静态显示要差一些 所以在选择限流电阻时应略小于静态显示电路中的 动态显示是指一位一位地轮流点亮各位数码管 这种逐位点亮显示器的方式称为位扫描 通常 各位数码管的段选线相应并联在一起 由一个8位的i o口控制 各位的位选线 公共阴极或公共阳极 由另外的i o口线控制 以动态方式显示时 各数码管分时轮流选通 要使其稳定显示 必须采用扫描方式 即在某一时刻只选通一位数码管 并送出相应的段码 在另一时刻选通另一位数码管 并送出相应的段码 依此规律循环 即可使各位数码管显示将要显示的字符 虽然这些字符是在不同的时刻分别显示的 但由于人眼存在视觉暂留效应 因此只要每位显示间隔足够短就可以给人以同时显示的感觉 例2 用8只集成式共阳极的数码管在相应位循环显示单个数字0 7 例 用一只共阴极的单只数码管循环显示0 1 2 3 9 源程序 include include defineducharunsignedchar defineduintunsignedint 0 7的数码管段码ucharcodedsy code 0 xc0 0 xf9 0 xa4 0 xb0 0 x99 0 x92 0 x82 0 xf8 0 x80 0 x90 voiddelayms uintx uchari while x for i 0 i 120 i voidmain uchari k 0 x80 while 1 for i 0 i 8 i p2 0 xff 关闭显示k crol k 1 p0 dsy code i 发送数字段码p2 k 发送数码管位码 打开对应数码管delayms 300 例3 用8只集成式共阳极的数码管在相应位同时显示单个数字0 7 源程序 include include defineducharunsignedchar defineduintunsignedint 0 7的数码管段码ucharcodedsy code 0 xc0 0 xf9 0 xa4 0 xb0 0 x99 0 x92 0 x82 0 xf8 0 x80 0 x90 voiddelayms uintx uchari while x for i 0 i 120 i voidmain uchark m 0 x80 p0 0 xff p2 0 x00 while 1 for k 0 k 8 k m crol m 1 p0 dsy code k 1 发送数字段码p2 m 发送数码管位码delayms 2 p0 0 xff 3 点阵8 8led大屏幕的应用 习题 1 用8只集成式共阴极的数码管在相应位闪烁显示字符串abcdefhl 2 用4只集成式共阳极的数码管在相应位循环显示数字0123 3 设计一只带显示的电子秒表 从0秒计到60秒 定时器0方式1 8051系列单片机存储类型与存储区关系data 可寻址片内rambdata 可位寻址的片内ramidata 可寻址片内ram 允许访问全部内部rampdata 分页寻址片外ram movx r0 256byte 页 xdata 可寻址片外ram 64k地址范围 code 程序存储区 64k地址范围 对应movc dptr bit在内部数据存储空间中20h 2fh区域中一个位的地址 或者80