led显示及动态显示原理.doc

4位7段LED显示 在单片机应用系统中经常使用发光二极管来显示，发光二极管简称 LED （Light Emitting Diode）。LED 的价格便宜，而且配置比较灵活，与单片机的 接口也比较方便。 在这里将讲解如何使用中颖的单片机进行 4 位 7 段 LED 显示的方法。 1. 7段LED的结构原理 单片机中经常使用 7 段 LED 来显示数字，也就是用 7 个 LED 构成字型“8”， 并另外用一个圆点 LED 来显示小数点，也就是说一共有 8 个 LED，构成了“8.” 的字型。 7 段 LED 分共阴级和共阳极两种，共阴级 7 段 LED 的原理图和管脚配置图如 图 1-1 所示，共阳级 7 段 LED 的原理图和管脚配置图如图 1-2 所示。实际中，各 个型号的 7 段 LED 的管脚配置可能不会是一样的，在实际应用中要先测试一下各 个管脚的配置，再进行电路原理图的设计。 图1-1 共阴极7段LED 图 1-2 共阳极 7 段 LED 共阳极 7 段 LED 是指发光二极管的阳极连接在一起为公共端的 7 段 LED，而 共阴极 7 段 LED 是指发光二极管的阴极连接在一起为公共端的 7 段 LED。一个 7 段 LED 由 8 个发光二极管组成，其中 7 个发光二极管构成字型“8”的各个笔划 （a～g），另一个发光二极管为小数点（dp）。 当在某一段发光二极管上施加一定的正向电压时，该段 LED 即被点亮；不加 电压则为暗。以共阳极 7 段 LED 为例，若是要显示“5.”，则需要在 VCC 上加上 电压，向 dp、g、f、e…、a 送出的信号，就能显示出来。 为了保护各段 LED 不因电流过大而损坏，需在各个段上外加限流电阻保护。 共阳极 7 段 LED 显示 0～F 的编码表如表 1-1 所示（以 dp 为最高位，a 为最 低位）。 表 1-1 显示字符 dp g f e d c b a 段选码 0 1 1 0 0 0 0 0 0 C0H 1 1 1 1 1 1 0 0 1 F9H 2 1 0 1 0 0 1 0 0 A4H 3 1 0 1 1 0 0 0 0 B0H 4 1 0 0 1 1 0 0 1 99H 5 1 0 0 1 0 0 1 0 92H 6 1 0 0 0 0 0 1 0 82H 7 1 1 1 1 1 0 0 0 F8H 8 1 0 0 0 0 0 0 0 80H 9 1 0 0 1 0 0 0 0 90H A 1 0 0 0 1 0 0 0 88H B 1 0 0 0 0 0 1 1 83H C 1 1 0 0 0 1 1 0 C6H D 1 0 1 0 0 0 0 1 A1H E 1 0 0 0 0 1 1 0 86H F 1 0 0 0 1 1 1 0 8EH 2. 7段LED动态显示原理 LED 的静态显示虽然有编程容易、管理简单等优点，但是静态显示所要占的 I/O 口资源很多，所以在显示的 LED 点较多的情况下，一般都采用动态显示方式。 在多位 7 段 LED 显示中，为了简化电路，降低成本，则将所有位的段选线并 联在一起，刚好由 8 个 I/O 口来控制 8 个段。而公共端（共阳极/共阴极）则分 别由相应的 I/O 口控制，以实现各个位的分时选通。 原理图如图 1-3 所示。 由于所有的段选线并联到同一个 I/O，由这个 I/O 口来控制，因此，若是所 有的 4 位 7 段 LED 都选通的话，4 位 7 段 LED 将会显示相同的字符。要使各个位 的 7 段 LED 显示不同的字符，就必须采用动态扫描方法来轮流点亮每一位 7 段 LED，即在每一瞬间只选通一位 7 段 LED 进行显示单独的字符。在此段点亮时间 内，段选控制 I/O 口输出要显示的相应字符的段选码，而位选控制 I/O 口则输出 位选信号，向要显示的位送出选通电平（共阴极则送出低电平，共阳极则送出高 电平），使得该位显示相应字符。这样将四位 7 段 LED 轮流去点亮，使得每位分 时显示该位应显示的字符。由于人眼的视觉暂留时间为 0.1 秒，当每位显示的间 隔未超过 33ms 时，并在显示时保持直到下一位显示，则由于人眼的视觉暂留效 果眼睛看上去就像是 4 位 7 段 LED 都在点亮。设计时，要注意每位显示的间隔时 间，由于一位 7 段 LED 的熄灭时间不能超过 100ms，也就是说点亮其它位所用的 时间不能超过 100ms，这样当有 N 位的 7 段 LED 用来显示时，每一位间隔的时间 t 就必须符合下面的式子： t≦100ms/(N-1) 比如，现在使用 4 位，也就是 N＝4，则由式子可以算出 t≦33ms，就是每一 位的间隔时间不能超过 33ms。当然时间可以也设得短一些，比