第七讲 数码管显示

1、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(Light Emitting Diode)显示器、 液晶LCD(Liquid Crystal Display)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（58、88点阵 等）。 LED数码管简介数码管简介 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09、字符AF、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

2、阳极两种结构，分别如图所示。 a b cde g GND f dp GND a b c e f g d dp a b c d e f g dp dp g f e d c b a 5V （a）（b） 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

3、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：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 I/O口线：P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 LED段： dp g f e

4、 d c b a 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：表： 数码管字型编码表数码管字型编码表 共 阳 极 共 阴 极 显示 字符 字 形 dp g f e d c b a 字型码 dp g f e d c b a 字形码 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 C0H 0 0 1 1 1 1 1 1 3FH 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 F9H 0 0 0 0 0 1 1 0 06H 2 2 1 0 1 0 0 1 0 0 A4H 0 1 0 1 1 0 1

5、 1 5BH 3 3 1 0 1 1 0 0 0 0 B0H 0 1 0 0 1 1 1 1 4FH 4 4 1 0 0 1 1 0 0 1 99H 0 1 1 0 0 1 1 0 66H 5 5 1 0 0 1 0 0 1 0 92H 0 1 1 0 1 1 0 1 6DH 6 6 1 0 0 0 0 0 1 0 82H 0 1 1 1 1 1 0 1 7DH 7 7 1 1 1 1 1 0 0 0 F8H 0 0 0 0 0 1 1 1 07H 8 8 1 0 0 0 0 0 0 0 80H 0 1 1 1 1 1 1 1 7FH 9 9 1 0 0 1 0 0 0 0 90H 0 1 1

6、 0 1 1 1 1 6FH A A 1 0 0 0 1 0 0 0 88H 0 1 1 1 0 1 1 1 77H B B 1 0 0 0 0 0 1 1 83H 0 1 1 1 1 1 0 0 7CH C C 1 1 0 0 0 1 1 0 C6H 0 0 1 1 1 0 0 1 39H D D 1 0 1 0 0 0 0 1 A1H 0 1 0 1 1 1 1 0 5EH E E 1 0 0 0 0 1 1 0 86H 0 1 1 1 1 0 0 1 79H F F 1 0 0 0 1 1 1 0 8EH 0 1 1 1 0 0 0 1 71H H H 1 0 0 0 1 0 0 1 8

7、9H 0 1 1 1 0 1 1 0 76H L L 1 1 0 0 0 1 1 1 C7H 0 0 1 1 1 0 0 0 38H P P 1 0 0 0 1 1 0 0 8CH 0 1 1 1 0 0 1 1 73H R R 1 1 0 0 1 1 1 0 CEH 0 0 1 1 0 0 0 1 31H U U 1 1 0 0 0 0 0 1 C1H 0 0 1 1 1 1 1 0 3EH Y Y 1 0 0 1 0 0 0 1 91H 0 1 1 0 1 1 1 0 6EH 1 0 1 1 1 1 1 1 BFH 0 1 0 0 0 0 0 0 40H . . 0 1 1 1 1 1 1

8、 1 7FH 1 0 0 0 0 0 0 0 80H 熄灭 灭 1 1 1 1 1 1 1 1 FFH 0 0 0 0 0 0 0 0 00H 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、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

9、，硬件电路复杂，成本高，只适用于显示 位数较少的场合。 二、二、 LED数码显示方式及电路数码显示方式及电路 图： 两位的LED数码管静态显示示意图 XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0.0/AD0 39 P0.1/AD1 38 P0.2/AD2 37 P0.3/AD3 36 P0.4/AD4 35 P0.5/AD5 34 P0.6/AD6 33 P0.7/AD7 32 P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2

10、/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.7/RD 17 P3.6/WR 16 P3.5/T1 15 P2.7/A15 28 P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27 U1 AT89C51 C1 22pF C2 22pF C3 10uF X1 12M R1 10k 2 3 4 5 6 7 8 9 1 RP1 RESPACK-8 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 #defined uchar

11、 unsigned char #defined uint unsigned int /09的数码管段码，最后一个为关闭 uchar code DSY_CODE=0 x3F, 0 x06, 0 x5B, 0 x4F, 0 x66, 0 x6D, 0 x7D, 0 x07, 0 x7F, 0 x6F,0 x00； void DelayMS（uint x) uchar i; while(x-) for(i=0; i120; i+); void main ( ) uchar i=0; P0=0 x00; while(1) P0=DSY_CODEi； i=(i+1)%10; DelayMS(180);

12、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

13、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。 ALE WR RD RXD TXD INT0 EA/VP 31 X1 19 X2 18 RESET 9 RD 17 WR 16 INT0 12 INT1 13 T0 14 T1 15 P10

14、1 P11 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8 P00 39 P01 38 P02 37 P03 36 P04 35 P05 34 P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28 PSEN 29 ALE/P 30 TXD 11 RXD 10 VCC 40 GND 20 U1 89C52 PSEN P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 T0 T1 INT1 P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 P00 P01 P0

15、2 P03 P04 P05 P06 P07 P20 P21 P22 P23 P24 P25 P26 P27 P20 P21 P22 P23 a bf c g d e DPY 11 7 4 2 1 10 5 ab cd e fg 3 dp dp a bf c g d e dp a bf c g d e dp a bf c g d e dp C0 6 C2 8 C3 9 C4 12 LED DPY 4-LED 1 2 3 4 5 6 7 8 16 15 14 13 12 11 10 9 R 1K P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 5V 例2：用8只集成式共阳极的数码管

16、在相应位 循环显示单个数字07。 例：用一只共阴极的单只数码管循环显示0， 1，2，3，9。 q2q6 q3q7 q8q4 a b c d e f g dp q1 q2 q3 q4 q5 q6 q7 q8 1 2 3 4 5 6 7 8 5 a b c d e f g dp q1q5 1 2 3 4 6 7 8 XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0.0/AD0 39 P0.1/AD1 38 P0.2/AD2 37 P0.3/AD3 36 P0.4/AD4 35 P0.5/AD5 34 P0.6/AD6 33 P0.7/AD7 32 P1

17、.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.7/RD 17 P3.6/WR 16 P3.5/T1 15 P2.7/A15 28 P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27 U1 AT89C51 C1 22pF C2 22pF C3 10uF X1 12M R1 10k Q1 NPN Q2

18、 NPN Q3 NPN Q4 NPN Q5 NPN Q6 NPN Q7 NPN Q8 NPN SEVEN-SEG 7SEG-MPX8-CA-BLUE 1 2 3 4 5 6 7 8 16 15 14 13 12 11 10 9 RN1 220 源程序： #include #include #defined uchar unsigned char #defined uint unsigned int /07的数码管段码 uchar code DSY_CODE=0 xC0, 0 xF9, 0 xA4, 0 xB0, 0 x99, 0 x92, 0 x82, 0 xF8, 0 x80, 0 x90；

19、 void DelayMS（uint x) uchar i; while(x-) for(i=0; i120; i+); void main ( ) uchar i，k=0 x80; while(1) for(i=0;i8;i+) P2=0 xFF; /关闭显示 k=_crol_(k,1); P0=DSY_CODEi; /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07。 源程序： #include #include #defined uchar unsigned char #defined uint un