10-1单片机与IO外部设备的接口.ppt

第十章  单片机与I/O外部设备的接口 §10.1 LED数码管显示 单片机应用系统常用的显示器件有： 发光二极管显示器，简称LED （Light Emitting Diode） 液晶显示器，简称LCD （Liquid Crystal Display） LED显示器 内部由发光二极管组成段显示。数码 管结构分为共阳极型和共阴极型 LCD液晶显示器 常用的LCD可为字符型和点阵型两类 字符型可用来显示字符和数字 点阵型可用来显示汉字及图形 一、LED结构 二、LED的工作原理 共阴极结构中：所有发光二极管的阴极接在一起形成公共端COM，使用时COM端接低电平，当某段发光二极管的阳极接高电平时，则该段二极管发光显示字符。 共阳极结构中：所有发光二极管的阳极接在一起形成公共端COM，使用时COM端接高电平，当某段发光二极管的阴极接低电平时，则该段二极管发光显示字符。 为了要显示某个字形，则应使此字形的相应段点亮，也即送一个不同的电平组合代表的数据来控制 LED的显示字形，此数据称为字符的段码。数据字位数与LED段码的关系如表所示： 数据字位数与LED段码的关系 三、LED显示器的接口方式 所谓LED接口方式是指LED七段数码显示器与单片机的连接方式。 按照显示代码获得形式的不同，可分为两种： (1)硬件译码方式(以硬件为主的接口方法 ) 采用BCD码译码器/驱动器通过译码把一位BCD码翻译为相应的字形代码，然后由驱动器提供足够的功率去驱动发光二极管。 (2)软件译码方式(以软件为主的接口方法 ) 由软件完成硬件译码器的功能。 比较： 硬件译码器一般都具有直接驱动LED的能力，且占用单片机系统接口资源少（字形口只需4个口线），编程简单。缺点是显示字形有限，通常只能显示0~9十个字符。 软件译码方式显示字形较多，可由用户自己编码决定。其缺点是占用单片机系统接口资源较多（字形口需8个口线），且一般要配置驱动器（如7406、7407、8718）编程相对复杂。 四、LED显示器的显示方式 LED的公共端COM叫显示器的位选线控制LED的每一位是否显示 ;a～g称为段选线控制每一位的显示字符. 在单片机应用系统中，一般要同时使用N片LED构成N位LED显示器.这样N位LED显示器有N根位选线，N?8根段选线(包括小数点位)。 根据位选线与段选线的接法，LED有两种显示方式: 静态显示方式 动态显示方式 (1) 静态显示方式 所有的位选线COM连接到一起接低电平(共阴极)或接高电平(共阳极); 每一位LED的段选线连接到一个8位显示输出口上，这样N位显示器共需要8?N根显示输出线，显示时位与位之间是相互独立的。 静态显示方式特点： 优点: 具有显示亮度高，显示稳定， 控制方便等。 缺点: 显示的位数较多时，占用的 I/O口线较多。 (2)动态显示方式 动态显示的硬件接法是将所有LED显示器的段选线并在一起，接到一个8位的I/O口上，形成段选线的多路复用; 位选线则分开接到各自的控制I/O线上，形成各位的分时选通。 动态显示方式原理： LED在每一个时间段内只有一位LED显示，而其他LED不显示; 通过程序或硬件电路控制，各LED在一个显示周期内分别显示一段时间，当一个显示周期足够短时，由于人眼的视觉暂留特性，使人感觉每个LED总在亮。 例10-1:LED的动态显示电路由MCS-51单片机的P1口和P2口分别驱动LED的段和位，试问:如要显示1、2、3、4、5，P1.0~P1.7分别对应a~dp，则段驱动与位驱动及显示状态如何？(设LED采用共阳极显示器) 动态显示方式特点： 优点：动态显示与静态显示相比 需要I/O口线少。 缺点：控制程序较复杂， 显示亮度低。 例10-2:利用74LS164实现2位静态显示电路 * * LED结构 LED的工作原理 LED显示器的接口方式 LED显示器的显示方式 a)共阴极结构 b)共阳极结构 c)外引脚图 a b c d e f g Dp D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 数据位数 LED段码 a b c d e f g a b c d e f g Dp D7 D6 D5 D4 D3