LED數(shù)碼管的靜動(dòng)態(tài)顯示設(shè)計(jì)原理
LED數(shù)碼管(LED Segment Displays)是由多個(gè)發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件,引線已在接完成,只需引出它們的各個(gè)筆劃,公共電極。隨著信息時(shí)代的突飛猛進(jìn),越來越多的照明及工程應(yīng)用需要要求更高的顯示方案,同樣,作為單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)顯示也離不開LED數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)顯示方案。LED數(shù)碼管顯示主要分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示?!?
對(duì)于人機(jī)交互式單片機(jī)系統(tǒng)來說,不僅需要響應(yīng)用戶輸入,同時(shí)也需要將一些測(cè)控信息輸出顯示。這些顯示信息可以提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)或圖形結(jié)果,以便于掌握系統(tǒng) 的狀態(tài)并進(jìn)行分析處理。目前,在單片機(jī)中最常用的是LED數(shù)碼管顯示。其成本低廉、使用簡(jiǎn)便,可以顯示數(shù)字或幾個(gè)特定的字符,想了解更多價(jià)廉的LED數(shù)碼 管,可以點(diǎn)擊我們的產(chǎn)品中心,那下面就介紹LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示?!?
一、多個(gè)LED驅(qū)動(dòng)方式
在實(shí)際的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中,使用單個(gè)LED數(shù)碼管的情況比較少,經(jīng)常需要同時(shí)使用多個(gè)LED數(shù)碼管來顯示大于1位的數(shù)據(jù)或字符串。以4個(gè)LED數(shù)碼管并 列使用的情況為例。這4個(gè)數(shù)碼管可以顯示-999~9999之間的任何數(shù)字,也可以同時(shí)顯示4個(gè)字符構(gòu)成的字符串??梢娛褂枚鄠€(gè)LED數(shù)碼管可以大大擴(kuò)展 顯示的信息量?! ?br />
對(duì)于使用單個(gè)LED數(shù)碼管的場(chǎng)合,直接用單片機(jī)的一個(gè)并行口便可以控制顯示。如果仍然采用這種方法來控制顯示N個(gè)LED數(shù)碼管 顯然是不太可能的,因?yàn)榈湫偷?051單片機(jī)只有4個(gè)I/O并口,而且有些I/O口還需要用作其他用途。而對(duì)于一些多引腳的型號(hào),通常也不夠?yàn)槊總€(gè)LED 分配一個(gè)I/O并口用于顯示。此時(shí)便需要根據(jù)系統(tǒng)資源占用情況,來選用合理的顯示控制方式。
二、靜態(tài)驅(qū)動(dòng)顯示
LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示方式是指,當(dāng)數(shù)碼管顯示某個(gè)字符的時(shí)候,相應(yīng)字段的發(fā)光二極管恒定地導(dǎo)通或者截止,即亮滅是完全不變的。在這種情況下,多個(gè)LED是同時(shí)顯示的。這里以4個(gè)共陰極LED數(shù)碼管為例,如圖所示。其公共端接GND,每個(gè)LED數(shù)碼管的字段引腳分別接單片機(jī)的P0、P1、P2、P3端口,這樣便可以為每個(gè)數(shù)碼管單獨(dú)賦值操作。
三、動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)顯示
動(dòng)態(tài)顯示是指每隔一段時(shí)間循環(huán)點(diǎn)亮每個(gè)LED數(shù)碼管,每次只有一個(gè)LED被點(diǎn)亮。根據(jù)人眼的視覺暫留效應(yīng),當(dāng)循環(huán)點(diǎn)亮的速度很快的時(shí)候,可以認(rèn)為各個(gè)LED是穩(wěn)定顯示的。動(dòng)態(tài)顯示的硬件連接比較簡(jiǎn)單,這里使用了8個(gè)LED數(shù)碼管,將所有LED的8段引腳并聯(lián)在一起,連接到8位的I/O數(shù)據(jù)總線上。而各個(gè)LED的共陽極引 腳或共陰極引腳分別由另一組I/O線控制,從圖中可以看出,使用兩個(gè)8位的I/O端口便可以動(dòng)態(tài)顯示8位LED數(shù)碼管。其中一個(gè)并口作為L(zhǎng)ED數(shù)碼管的控制引腳,另一個(gè)并口作為公共的數(shù)據(jù)總線。程序中采用掃描顯示的方式,即在同一時(shí)刻,只使用一個(gè)LED顯示數(shù)據(jù)。通過為共陰極LED(或共陽極LED)的公共引腳賦低電平(或高電平),從而選擇 某個(gè)LED顯示。如此循環(huán),使每個(gè)LED顯示該LED應(yīng)顯示的數(shù)據(jù),并進(jìn)行適當(dāng)?shù)难訒r(shí),形成視覺暫留效果。這樣便可以達(dá)到動(dòng)態(tài)顯示的目的。
四、LED驅(qū)動(dòng)器
前面介紹的LED的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)顯示在程序設(shè)計(jì)上比較復(fù)雜,實(shí)際上可以將相應(yīng)的LED掃描動(dòng)態(tài)顯示電路交由特定功能的芯片來完成。目前,市場(chǎng)上有多種LED數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)芯片。
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