LED显示器及其接口技术.ppt

第二章 微型计算机控制系统的接口技术 2.1 LED显示器接口 2.2 键盘接口技术 2.3 模拟量输入通道 2.4 模拟量输出通道 2.5 开关量输入/输出通道 硬件系统 作用：获得过程或被控信号的参数值，进行参数处理和转换，并控制对象以及对过程参数的显示和干预。 组成：1、信号参数的采集通道及变换 2、参数的处理 3、控制信号的输出通道 4、过程显示和人工干预 引言 在计算机控制中，显示装置是一个重要组成部分，主要用来显示生产过程的工艺状况与运行结果，以便于现场工作人员的正确操作。常用的显示器件有显示记录仪、发光二极管显示器LED、液晶显示器LCD、大屏幕显示器和图形显示器终端CRT。 显示器简介 显示记录仪--是以模拟方式连续显示和记录过程参数的动态变化，但其价格都很贵，在目前的计算机控制系统中已很少采用。 LED数码管--由于具有结构简单、体积小、功耗低、配置灵活、显示清晰、可靠性高等优点，目前已被微型计算机控制系统及智能化仪表广泛采用。 LCD--则以其功耗极低的特点，占据了从电子表到计算器，从袖珍仪表到便携式微型计算机等应用场合。 CRT终端--CRT终端以其图文并茂的直观生动画面，可以显示生产过程中的各种画面及报表，如生产流程图、显示报警图、趋势曲线图、状态和回路查询图等,在很多微型计算机控制系统中，特别在DDC，SCC以及DCS控制系统中，大都采用CRT操作台进行监视和控制。 在小型控制装置和数字化仪器仪表中，往往只要几个简单的数字显示或字符状态便可满足现场的需求，而显示数码的LED因其成本低廉、配置灵活，与计算机接口方便等特点在小型微机控制系统中得到极为广泛的应用。 本节主要讨论LED 数码管 工作原理及其接口电路。 一、 LED数码管结构与工作原理 LED（发光二极管Light Emitting Diode的英文缩写）是采用半导体材料制成的能将电能转换成光能的固体发光器件，根据制造材料的不同可以发出红、黄、绿、白等不同色彩的可见光来。LED的伏安特性类似于普通二极管，正向压降约为2伏左右，工作电流一般在10 -20 mA之间较为合适。 LED显示器有多种结构形式，单段的圆形或方形LED常用来显示设备的运行状态，8段LED可以显示各种数字和字符，所以也称为LED数码管，其外形如图所示。8段LED在控制系统中应用最为广泛，其接口电路也具有普遍借鉴性。因此，我们介绍8段LED数码管显示器。 8段LED显示器的结构与工作原理如图所示。 一个8段LED显示器的结构与工作原理如图所示。它是由8个发光二极管组成，各段依次记为a、b、c、d、e、f、g、dp ，其中dp表示小数点（不带小数点的称为7段LED）。8段LED显示器有共阴极和共阳极两种结构，分别如图（b）、（c）所示。 共阴极LED的所有发光管的阴极并接成公共端COM，而共阳极LED的所有发光管的阳极并接成公共端COM。当共阴极LED的COM端接地，则某个发光二极管的阳极加上高电平时，则该管有电流流过因而点亮发光；当共阳极LED的COM端接高电平，则某个发光管的阴极加上低电平时，则该管有电流流过因而点亮发光。 8段LED通过不同段点亮时的组合，可以显示0~9、A~F等十六进制数。显然，将单片机的数据输出口与LED各段引脚相连，控制输出的数据就可以使LED显示不同的字符。通常把控制LED数码管发光显示字符的8位字节数据称为段选码或者字符译码，如图所示。 二、 LED数码管显示方式 在计算机控制系统中，常利用多个LED数码管构成多位显示。通常把点亮LED某一段的控制称为段选，而把点亮LED某一位的控制称为位选或片选。根据LED显示器的段选线、位选线与控制端口的连接方式不同，LED显示器有静态显示与动态显示两种方式，下面以4个共阴极LED的组合为例进行说明。 1．静态显示方式 定义：当显示器显示某一字符时，相应的发光二极管恒 定的导通或截止。 特点；每位显示器都有各自的锁存器、译码器、驱动器，用以锁存待显示数字的字段码。 优点：占用CPU时间少，显示稳定可靠。 缺点：功耗较大，占用I/O线较多。 4个LED组合的静态显示电路如图所示 例题1：说明采用4个共阴极LED数码管静态显示4567数字的工作过程。  例题分析：当所有COM端连接在一起并接地时，首先由I/O口（1）送