《单片机应用技术》教案-第14课-显示器接口技术(一)

课题显示器接口技术(一)

课时2课时(90min)

知识技能目标：

(1)了解LED数码管显示器的字形码

(2)掌握LED数码管显示器的结构及工作原理

教学目标(3)掌握LED点阵显示器的结构及工作原理

素质目标：

拥护中国共产党的领导，践行社会主义核心价值观；弘扬脚踏实地、刻苦钻研、爱岗敬业的劳模精

神；加强实践练习，注重学思结合、知行统一，增强勇于探索的创新精神

教学重点：LED数码管显示器的结构及工作原理，LED点阵显示器的结构及工作原理

教学重难点

教学难点：LED数码管显示器的结构及工作原理

教学方法问答法、讨论法、讲授法

教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材

第1节课：课前任务一考勤(2min)一问题导入(5min)一传授新知(23min)一解实训(15min)

教学设计第2节课：问题导入(5min)一传授新知(20min)一课堂实训(15min)一课堂小结(3min)一作业

布置(2min)

教学过程主要教学内容及步骤设计意图

第一节课

【教师】使用APP进行签到培养学生的组织

考勤

纪律性，掌握学生的

(2min)【学生】班干部报请假人员及原因

出勤情况

【教师】提出以下问题：通过问题导入的

间题导入IFD数码管显示器在生活中有哪些常见应用？方法，引导学牛丰动

(5min)思考，激发学生的学

【鞋】皿

习兴趣

【教师】通过学生的回答引入要讲的知识，介绍LED数码管显示器的相关知

识

4.1.1LED数码管显示器

目前LED数码管显示器的种类有很多，按外观不同，LED数码管显示器可

以分为七段LED数码管显示器、米字形LED数码管显示器等。通过教师的讲解

1.LED数码管显示器的结构及工作原理和演示，使学生了解

传授新知

)【教师】通过多媒体展示LED数码管显示器的结构及工作原理LED数码管显示器

(23min)

的结构、原理及字形

单片机应用系统中常用的是七段LED数码管显示器，下面以它为例来进行介码

绍。

七段LED数码管显示器由8个发光二极管(以下简称段)构成，其引脚排列

如图所示。通过不同的组合可以显示数字0〜9,字符A〜F、H、L、P、U,符号

及小数点".".

fgcomab

JTTTL

B

edcomcdp

图4-8七段LED数码管显示器的引脚排列

在七段LED数码管显示器中，由于小数点段不常用,因此这类数码管显示器

一般被称为"七段"。

七段LED数码管显示器根据发光二极管物理连接的不同，可分为共阴极和共

阳极两种类型。

1)共阴极LED数码管显示器

共阴极LED数码管显示器的结构原理如图4-9(a)所示，由于所有段的阴极

均连接低电平,因此在使用时，需要在相应段上加高电平，才能使其发光。

2)共阳极LED数码管显示器

共阳极LED数码管显示器的结构原理如图4-9(b)所示，由于所有段的阳极

均连接高电平，因此在使用时，需要在相应段上加低电平，才能使其发光。

dp8fedcba

Mm哪哪哪哪?哪哪v牛

dpgfedcba

(a)共阻极(b)共阳极

图4-9LED数码管显示器的结构原理图

＞【教师】思政教育

如果说我们国家是块闪闪发光的显示器，那么我们每个人都是属于这块显示

器的一个“数码管"，是这块显示器不可缺少的部分。所谓“天生我材必有用"，

随着国家的蓬勃发展，各行各业都亟须专业人才。我们作为新时代的青年，应当

正视自己，发挥自己的优势，学成一技之长，为祖国的发展贡献自己的力量.

*【学生】聆听要求、进行思考

2.LED数码管髭示器的字形码

★【教师】通过多媒体讲解LED数码管显示器的字形码

LED数码管显示器只要控制LED段的亮与灭即可显示相应的字符。当LED

数码管显示器的连接方式确定时，若要显示某一特定字符，其控制字形是固定不

变的。控制字形控制的是LED数码管显示器上要显示的字符形状，称为字形代码，

简称为字形码。

LED数码管显示器八段的各代码位与显示段的对应关系如表4-1所示。

表4-1LED数码管显示器八段的代码位与显示段的关系

代码DI

D7D6D5D4D3D2DO

位

显不dpgfedca

段b

对于同一个字符，共阴极和共阳极字形码的关系是互为反码。

3.LED数码管显示器的显示方式

要使LED数码管显示器显示某一字符，不仅需要对每一位显示器的公共端

（com）进行控制，称为位控（控制LED数码管显示器的状态）；还需要对每一

位显示器中的各段（a〜g、dp）进行控制，称为段控。

LED数码管显示器的显示方式可分为静态显示方式和动态显示方式。

I）静态显示方式

静态显示方式是指数码管的位控始终被选中的方式。在这种显示方式下,每

一个LED数码管显示器都需要一个8位输出端口进行控制，其接口电路如图4-11

所示。

VCC

图4-11静态显示接口电路

静态显示方式的优点是电路设计简单、显示稳定、编程简单。静态显示方式

的缺点是占用硬件资源较多，每个LED数码管显示器需要独占8条输出线,随巷

LED数码管显示器位数的增加，需要的I/O端口输出线也将增加。

2）动态显示方式

动态显示方式是指多个数码管共用一组段控，每个数码管的位控被轮流选中

的方式。动态显示方式一般称为“扫描"，段控数据仅对位控选中的数码管有效。

在动态显示方式中，所有LED数码管显示器的段控线并在一起，接到一个8

位的I/O端口上,而位控线则分别接到各自的I/O端口上，其接口电路如图4-12

标

0

pl1o

pl2o

pl

pl3

pl4CZJ

pl5口

pl6

pl7CD

P2ElElElEI

P2

P2E

P20

P21

2

3

4

图4-12动态显示接口电路

【学生】聆听、理臊记录

【教师】通过多媒体展示例4-1中的要求，并进行分析，然后要求学生确定其

字形码

通过课堂实训，使

LED数码管显示器有共阴极和共阳极两种不同的连接，连接不同，其对应的

学生巩固所学知识，

字形码也不同。

并以学生为主体，针

课堂实训解答过程……(详见教材)

对学生接受能力的

(15min)

【学生】聆听要求、进行练习差异性，让优秀学生

带动其他学生掌握

【教师】安排每组做得最快、最好的学生辅导其他学生进行练习，并解答其遇

知识

到的问题

【学生】对比自己的解题方式，提升计算技巧

第二节课

通过问题导入的方

【教师】提出以下问题：

问题导入法，引导学生主动思

LED数码管显示器与LED点阵显示器有何不同？

(5min)考，激发学生的学习

【学生】思考、■酹

兴趣

【教师】通过学生的回答引入要讲的知识，介绍LED点阵显示器的相关知识

4.1.2LED点阵显示器

LED点阵显示器是以发光二极管为像素组成的阵列，不仅能显示文字、图像，

还能显示各种动画。LED点阵显示器由于具有亮度高、引脚少、视角大、寿命长、

耐腐蚀等特点，因此被广泛应用于各个领域。

常见的LED点阵显示器，按像素可分为5x7、7x9、8x8、16x16、24x24

等不同规格；按颜色可分为单基色LED点阵显示器、双基色LED点阵显示器和

三基色LED点阵显示器等；按发光二极管物理连接的不同，可分为共阴极LED

点阵显示器和共阳极LED点阵显示器。

1.LED点阵显示器的结构及工作原理

小【教师】通过多媒体讲解LED点阵显示器的结构及工作原理

通过教师的讲解和

演示，使学芳寸LED

传授新知LED点阵显示器是由一个一个的点(发光二极管)组成的，总点数为行数与

点阵显示器的结构及

(20min)列数的积，引脚数为行数与列数的和。下面以一个8x8的共阳极单基色LED点

工作原理有一个基5出

阵显示器为例进行介绍。

的认识

8x8共阳极单色LED点阵显示器的实物图如图4-13(a)所示，其内部等效

电路图如图4-13(b)所示。它由8行8列发光二极管组成，外部共有16个引脚，

其中水平方向的8根行缆Y0〜Y7用数字。〜7表示垂直方向的8根列级X0〜

X7)用字母A〜H表示。

舞

(a)实物图

COL

图4-138x8共阳极单基色LED点阵显示器

(详见教材)

2.LED点阵显示器的显示方式

计【教师】通过多媒体讲解LED点阵显示器的显示方式

LED点阵显示器的显示方式可分为静态显示方式和动态显示方式。

(1)静态显示方式

(2)动态显示方式

……(详见教材)

【学生】聆听、思考、瞰ie录

【教师】通过多媒体展示例4-2中的要求，井进行分析，然后要求学生实现题

目要求显示的字符

假设采用8x8共阳极单基色LED点阵显示器显示"工"，则需要点亮的位通过课堂实训，使

置如图4-14所示，学生巩固所学知识，

课堂实训以行扫描的形式从上到下运行，过程如图4-15圻示。并以学生为主体，针

(15min)对学生接受能力的差

异性,让优秀学生带

动其他学生掌握知识

图4-14“工"显示图

一00

-0(I

一0

一0

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一0

一0

一0

111i01I1

第五收第八帔

图4.15显示字符"工"的过程

解答过程……(详见教材)