单片机之led显示

1、2021-12-152021-12-151 13.4 3.4 LEDLED数码管原理与编程数码管原理与编程 1.1.认识认识LEDLED数码管数码管 LED显示元件是常见的人机交互输出设备，其作用是指示中间运行结果与运行状态。LED种类较多，常见的LED如图所示。 图1 LED实物图（1）单个）单个LED的驱动的驱动 常见的单个常见的单个LEDLED的驱动电路的驱动电路如下图所如下图所示电路，（示电路，（a a）图中端）图中端口引脚输出低电平，则口引脚输出低电平，则LEDLED点亮，点亮，R1R1为限流电阻，避免流过为限流电阻，避免流过LEDLED电流过大。（电流过大。（b b）图中端口引脚输

2、出低电平，则）图中端口引脚输出低电平，则Q1Q1导通，导通，LEDLED点点亮，亮，R2R2为限流电阻。为限流电阻。图2 常见的单个LED驱动电路（2）单个数码管的驱动）单个数码管的驱动 将多个将多个LEDLED封装在一起，即可构成笔划式封装在一起，即可构成笔划式数码管数码管。 数码管内部由七个条形发光二极管和一个小圆点发光二数码管内部由七个条形发光二极管和一个小圆点发光二极管组成，根据各管的亮暗组合成字符极管组成，根据各管的亮暗组合成字符。 七段七段式式LEDLED显示器有两种结构显示器有两种结构：共阴极接法和共阳极接法共阴极接法和共阳极接法 共阴极接法共阴极接法。把发光二极管的阴极连在一起

3、构成阴极把发光二极管的阴极连在一起构成阴极公共公共引脚引脚comcom。使用时使用时阴极公共引脚接地阴极公共引脚接地，这样阳极，这样阳极引脚上加高电平的发光二极管就导通点亮，而加低电引脚上加高电平的发光二极管就导通点亮，而加低电平的则不点亮。平的则不点亮。 共阳极接法共阳极接法。把发光二极管的阳极连在一起作为阳极把发光二极管的阳极连在一起作为阳极公共公共引脚引脚comcom。使用时使用时阳极公共引脚接阳极公共引脚接+5 V+5 V。这样阴极。这样阴极引脚上加低电平的发光二极管即可导通点亮，而加高引脚上加低电平的发光二极管即可导通点亮，而加高电平的则不点亮。电平的则不点亮。单个数码管的引脚配置为

4、：单个数码管的引脚配置为：com端为公共端端为公共端 使用时，共阴极数码管公共端接地，共阳极数码管公共使用时，共阴极数码管公共端接地，共阳极数码管公共端接电源。端接电源。静态显示时静态显示时，推荐使用，推荐使用101015mA15mA驱动电流；动态驱动电流；动态扫描时，平均电流扫描时，平均电流4 45 mA5 mA。由于常规的数码管起辉电流只。由于常规的数码管起辉电流只有有1 12 mA2 mA，最大极限电流也只有，最大极限电流也只有101030 mA30 mA，所以它的输入，所以它的输入端在端在5 V5 V电源或高于电源或高于TTLTTL高电平高电平(3.5 V)(3.5 V)的电路信号相接

5、时，的电路信号相接时，一定要串加一定要串加限流电阻限流电阻，以免损坏器件。，以免损坏器件。2.2.数码管的字形编码与显示方式数码管的字形编码与显示方式 （1）数码管的字形编码）数码管的字形编码 数码管的数码管的8 8段正好组成一个字节。当单片机的并行口段正好组成一个字节。当单片机的并行口P0P0P3P3驱动数码管时，通常要求数据位驱动数码管时，通常要求数据位D0D0D7D7分别与数码管的分别与数码管的a a、b b、c c、dpdp对应相连，即数据位对应相连，即数据位D0D0驱动驱动a a字段，数据位字段，数据位D1D1驱驱动动b b字段，依此类推，如字段，依此类推，如表表1 1所所示。示。

6、表1 数据位与各显示段的对应关系数据位数据位D7D7D6D6D5D5D4D4D3D3D2D2D1D1D0D0显示段显示段dpdpg gf fe ed dc cb ba a 当单片机当单片机P1P1口驱动数码管时，口驱动数码管时，P1P1口各管脚与数码管各显口各管脚与数码管各显示段的连接关系如示段的连接关系如图所图所示。示。 (a) 与共阳极数码管相连 (b) 与共阴极数码管相连 图 单片机并行口与数码管的连接关系 单片机单片机P1P1口驱动数码管时，无论是驱动共阴极还是共阳口驱动数码管时，无论是驱动共阴极还是共阳极数码管，极数码管，P1P1口各管脚与数码管的连接关系相同，如口各管脚与数码管的连

7、接关系相同，如图所图所示示，单片机其它并行口和数码管各显示段的对应连接关系与，单片机其它并行口和数码管各显示段的对应连接关系与P1P1口相同。口相同。 字形编码（段码）的字形编码（段码）的值与数码管公共引脚的接法值与数码管公共引脚的接法( (共阳极和共阴极共阳极和共阴极) )有关。显示十六进制数的段码值在下表中。有关。显示十六进制数的段码值在下表中。实例：实例：LEDLED数码管显示，原理图如下图所示，使之循环显示数码管显示，原理图如下图所示，使之循环显示0-90-9数字。数字。段码的读取方法：段码的读取方法：将段码按显示值大小将段码按显示值大小顺序存入一个数组中。顺序存入一个数组中。使用时，

8、只需将待显使用时，只需将待显示值最为该数据的下示值最为该数据的下标变量即可取得相应标变量即可取得相应的段码。的段码。unsigned char duan=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;分析：分析：将显示码循环输出到将显示码循环输出到P0P0口即可实现循环显示。口即可实现循环显示。但由于数字但由于数字0 09 9的的显示显示段码没有规律可循，需段码没有规律可循，需要采取要采取查表方式查表方式进行操进行操作：作：循环循环1010次次 ？N N 延时延时循环指针循环指针i i 赋值赋值(10)(10)P0 P0

9、 数组数组i i Y Y将显示码将显示码按序按序存放在一个数组中存放在一个数组中, , 顺序号与代表的显示顺序号与代表的显示字符相对应。字符相对应。（如，（如，char char led_modled_mod =x1,x2, =x1,x2,.,.,xnxn 通过循环变量指定待送出的数组元素通过循环变量指定待送出的数组元素参考程序参考程序#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar duan=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;

10、 /共阴“0”“9”uchar i;void delay(uint z)uint x,y;for(x=z;x0;x-)for(y=125;y0;y-);void main() while(1) for(i=0;i=9;i+) P0=duani; delay(500); 点亮点亮LEDLED显示器有显示器有静态静态和和动态动态两种方法。两种方法。（a）静态显示）静态显示静态显示接口静态显示接口是一个并行口是一个并行口接一个数码管。接一个数码管。优点：被显示数优点：被显示数据只要送入并行据只要送入并行口后就不再需要口后就不再需要CPUCPU干预，显示干预，显示效果稳定。效果稳定。缺点：占用口资缺点

11、：占用口资源较多源较多实例：两个数码管的静态显示接口电路如下图所示。循环实例：两个数码管的静态显示接口电路如下图所示。循环显示显示0-990-99数字。数字。#includeunsigned char duan=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;unsigned char ge,shi;void delay(unsigned int z)unsigned int x,y;for(x=z;x0;x-)for(y=125;y0;y-);void main()unsigned char i;While(1) for

12、(i=0;i100;i+) ge=i%10;shi=i/10; P2=duange; P0=duanshi;delay(100);动态显示接口动态显示接口是将所有数码管的段码线对应并联起来接在一个是将所有数码管的段码线对应并联起来接在一个8位并行口上，而每只数码管的公共端分别由一位位并行口上，而每只数码管的公共端分别由一位I/O线控制。线控制。由并口输出的段码可被所有数码管收到，但只有满足导通条由并口输出的段码可被所有数码管收到，但只有满足导通条件的数码管可以被驱动。件的数码管可以被驱动。 工作原理工作原理：采用快速切换方式（如采用快速切换方式（如10ms10ms），），每一时刻只有一只数码管

13、导每一时刻只有一只数码管导通工作通工作。只要数码管点亮的间隔小于人眼的视觉暂留时间(40ms)，人们就会认为数码管是一直点亮的。多个数码管动态显示时需同时提供相应的段码和位码多个数码管动态显示时需同时提供相应的段码和位码。优点优点：占用资源较少：占用资源较少缺点缺点：占用机时较多（需要：占用机时较多（需要CPUCPU随时刷新显示值）随时刷新显示值） 实例：实例：采用采用共阴极共阴极数码管，数码管，动态显示数字动态显示数字0 0、1 1段码线接段码线接P2口口位码线接位码线接P3口口#includeunsigned char duan=0 x3f,0 x06;unsigned char wei=

14、0 xfe,0 xfd;void delay(unsigned int z)unsigned int x,y;for(x=z;x0;x-) for(y=125;y0;y-);void main()unsigned char i;While（1）for(i=0;i=1;i+)P3=weii;P2=duani;delay(10);实例实例 数码管动态显示数码管动态显示采用采用共阴极共阴极动态动态LEDLED显示原理，实现如下功能：显示原理，实现如下功能：SW1SW1向下拨时显示字符向下拨时显示字符“L2L2”，向上拨时显示字符，向上拨时显示字符“H3H3”。 完整的源程序完整的源程序 #include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar duan=0 x38,0 x5b,0 x76,0 x4f; /共阴L2H3uchar wei=0 xf