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7.3简单显示驱动电路7.3.1发光二极管发光二极管在本质上与普通二极管差别不大，也是一个PN结，同样具有正向导通，反向截止的特性。发光二极管的伏安特性曲线与普通二极管相似，如图7-12所示(为了便于比较，图中用虚线表示普通二极管的伏安特性曲线)。图7-12LED二极管伏安特性曲线?（1）外加正向电压小于0.9V～1.1V时，LED不导通；当外加电压大于正向阀值电压时，LED导通，同时发光。显然，LED二极管的正向导通电压比普通二极管大，具体数值与LED材料有关，如表7-7所示。表7-7LED正向压降与材料的关系（2）LED导通后，伏安特性曲线更陡，即LED导通后，内阻更小（因此也常用作降压元件，如将+5V电源降为3V电源）。(3)LED二极管反向击穿电压比普通二极管低，一般在5V～10V之间。LED材料正向导通电压VF/V砷化镓(GaAs)1.2镓铝砷(GaAlAs)1.6～1.8磷化镓(GaP)1.9～2.5磷砷化镓(GaAsP)1.6～1.87.3.2驱动电路LED工作电流较大，而MCS～51系列CPUP1～P3口I/O引脚负载能力仅为四个TTL门电路，因此不能直接驱动LED发光二极管，必须使用三极管或驱动IC芯片驱动，如图7-13所示。图7-13CPU与LED接口电路(b)、(d)低电平有效；(c)高电平有效7.3.3LED发光二极管显示状态及同步一般说来，单个LED有“亮”、“灭”显示两种状态，但在单片机应用系统中，由于I/O引脚、成本等因素限制，要求一只LED发光二极管显示出更多的状态。例如电源监控设备中的电源指示灯就可能用“灭”、“常亮”、“快闪”、“慢闪”四种状态分别表示“无交流”、“交流正常”、“过压”、“欠压”四种状态；又如，带有后备电池设备的电源指示灯也可用“灭”、“常亮”、“快闪”、“慢闪”分别表示“无交流/电池电压正常”、“交流正常/电池电压正常”、“交流正常/电池低压”、“无交流/电池低压”四种状态。在这种情况下，一般用两个bit记录每一只LED发光二极管的状态，如00表示灭；01表示慢闪；10表示快闪；11表示常亮，这样一字节内部RAM单元可记录4个LED指示灯的状态。logo当系统中存在两个或两个以上LED发光二极管以闪烁方式表示不同的状态时，就遇到LED显示同步问题，否则可能出现甲灯亮时，乙灯灭——呈现类似霓虹的走动显示效应。解决方法：快闪、慢闪时间呈倍数关系，如快闪切换时间为0.15s～0.25s，则慢闪切换时间可设为0.45s～0.75s(2～3倍)；然后在定时中断服务程序中设置快、慢闪切换标志，并根据LED状态关闭或打开LED指示灯即可。7.4LED数码管及其显示驱动电路LED数码管LED数码管是单片机控制系统中最常用的显示器件之一，LED数码管在单片机应用系统中的地位类似于CRT(阴极射线管)显示器在台式微机系统中的地位。在单片机系统中，常用一只到数只，甚至十几只LED数码管显示CPU的处理结果、输入/输出信号的状态或大小。LED数码管的外观如图7-14(a)所示，笔段及其对应引脚排列如图7-14(b)所示，其中a～g段用于显示数字或字符的笔画，dp显示小数点，而3、8引脚连通，作为公共端。一英寸以下的LED数码管内，每一笔段含有1只LED发光二极管，导通压降为1.2V～2.5V；而一英寸及以上LED数码管的每一笔段由多只LED发光二极管以串、并联方式连接而成，笔段导通电压与笔段内包含的LED发光二极管的数目、连接方式有关。在串联方式中，确定电源电压Vcc时，每只LED工作电压通常以2.0V计算，例如4英寸七段LED数码显示器LC4141的每一笔段由四只LED发光二极管按串联方式连接而成，因此导通电压应在7V～8V之间，电源电压Vcc必须取9V以上。根据LED数码管内各笔段LED发光二极管的连接方式，可以将LED数码管分为共阴极和共阳极两大类。在共阴极LED数码管中，所有笔段的LED发光二极管的负极连在一起，如图7-14(c)所示；而在共阳极LED数码管中，所有笔段的LED发光二极管的正极连在一起，如图7-14(d)所示。图7-14LED数码显示管7.4.2LED数码显示器接口电路从LED数码管结构可以看出，点亮不同笔段就可以显示出不同的字符，例如笔段a、b、c、d、e、f被点亮时，就可以显示数字“０”；又如笔段a、b、c、d、g被点亮就显示数字“3”。理论上，七个笔段可以显示128种不同的字符，扣除其中没有意义的组合状态后，七段LED数码管可以显示的字符如表7-9所示。