6.2 MCS-51 单片机与显示器的接口技术. 显示器用于实现单片机应用系统中的数据输出和状态的反馈。单片机系统中常用的显示器有发光二极管、七段数码显示器、液晶显示器等。 6.2.1 LED 显示器及其接口 发光二极管简称 LED ( Light Emitting Diode )。 LED 显示器从外观可分为 “ 8” 字形的七段数码管、米字形数码管、点阵块、矩形平面显示器、数字笔划显示器等。 1 .七段 LED 数码显示器 七段 LED 数码管显示器能够显示十进制或十六进制数字及某些简单字符。但控制简单,使用方便,在单片机系统中应用较多。其结构如下页图所示。. - PowerPoint PPT Presentation
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七段 LED 数码管显示器能够显示十进制或十六进制数字及某些简单字符。但控制简单,使用方便,在单片机系统中应用较多。其结构如下页图所示。
上图中的 a ~ g 七个笔划(段)及小数点 dp 均为发光二极管。数码管显示器根据公共端的连接方式,可以分为共阴极数码管(将所有发光二极管的阴极连在一起)和共阳极数码管(将所有发光二极管的阳极连在一起)。
单片机系统扩展 LED 数码管时多用共阳 LED 。共阳数码管每个段笔画是用低电平 (“0”) 点亮的 , 要求驱动功率很小;而共阴数码管段笔画是用高电平 (“0”) 点亮的,要求驱动功率较大。通常每个段笔画要串一个数百欧姆的降压电阻。
2 . LED 点阵模块显示器 LED 点阵模块显示器是指由发光二极管排成一个 m×n的点阵,每个发光二极管构成点阵中的一个点。这种显示器显示的字形逼真,能显示的字符比较多,但控制比较复杂。适用于显示汉字、图形和表格,广泛应用于公共场合的信息发布。
七段 LED 字形码如下表所示。
3. LED 的驱动接口
LED 工作时需要一定的工作电流,才能正常发光。单个 LED实际上是一个压降为 1.2 ~ 1.5V 的发光二极管,流过 LED 的电流大小决定了它的发光强度, R 为限流电阻。适当减小限流电阻可以增加 LED 的工作电流,使 LED 的显示效果更好。但工作电流过大,会对驱动器件、 LED 造成损害。通常每个段笔画要串一个数百欧姆的降压电阻。下图为单个 LED 的驱动接口电路。
4 . LED 数码管的显示与驱动
LED 数码管显示器的工作方式:静态和动态两种显示方式。
( 1)静态显示方式 静态显示方式的各数码管在显示过程中持续得到送显
信号,与各数码管接口的 I/O 口线是专用的。其特点是显示稳定,无闪烁,用元器件多,占 I/O 线多,无须扫描。系统运行过程中,在需要更新显示内容时, CPU才去执行显示更新子程序,节省 CPU 时间,提高 CPU的工作效率,编程简单。
笔段式 LCD 显示器:类似于 LED 数码管显示器。每个显示器的段电极包括 a, b, c, d, e, f, g 七个笔划(段)和一个背电极 BP (或 COM )。可以显示数字和简单的字符。 点阵式 LCD 显示器:段电极与背电极呈正交带状分布,液晶位于正交的带状电极间。点阵式 LCD 的控制一般采用行扫描方式,如图右所示为显示字符“ A” 的情况。
2 .笔段式 LCD 液晶显示器的驱动
在 LCD 的公共极(一路为背电极)加上恒定的交变方波信号,通过控制段极的电压变化,在 LCD 两极间产生所需的零电压或二倍幅值的交变电压,以达到 LCD 亮、灭的控制。在笔段式 LCD 的段电极与背电极间施加周期地改变极性的电压(通常为 4 V 或 5 V ),可使该段呈黑色。