數(shù)碼管顯示電路

數(shù)碼管顯示電路第1頁/共35頁數(shù)碼管顯示電路的制作計算機工業(yè)控制技術(shù)第2頁/共35頁專業(yè)能力目標：

1、培養(yǎng)學(xué)生分析設(shè)計電路的能力。

2、培養(yǎng)學(xué)生編程調(diào)試控制的能力。方法能力目標：

具備自學(xué)能力；理解能力與表達能力。社會能力目標：

具備團隊協(xié)作能力、組織能力及安全意識。

第3頁/共35頁教學(xué)重點與難點重點：輸入輸出口結(jié)構(gòu)、特點

難點：硬件電路的檢測第4頁/共35頁相關(guān)知識：MCS-51的I/O端口的結(jié)構(gòu)MCS-51的I/O端口的特點地址信號與數(shù)據(jù)信號的分離電路電子線路硬件電路的焊接調(diào)試第5頁/共35頁資訊內(nèi)容：

學(xué)習(xí)單元2.2：MCS-51的擴展及應(yīng)用

2.4：數(shù)碼管顯示控制系統(tǒng)參考資料：《計算機工業(yè)控制技術(shù)(上冊)》教材《計算機工業(yè)控制技術(shù)》實驗指導(dǎo)《微機原理與接口技術(shù)》《單片機原理及其接口技術(shù)》第6頁/共35頁情景導(dǎo)入---提出工作任務(wù)及要求基本任務(wù)----數(shù)碼管顯示控制電路的設(shè)計拓展任務(wù)---輸入輸出的測試第7頁/共35頁分析任務(wù)1、I/O端口2、交通燈的工作過程3、交通燈原理圖的繪制4、單片機最小應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計5、所需電子元件的測試6、電路板的焊接調(diào)試第8頁/共35頁知識要點：電子線路PROTEL檢測技術(shù)及應(yīng)用電路設(shè)計MCS-51的I/O端口第9頁/共35頁4.1單片機I/O端口1、P02、P13、P24、P3第10頁/共35頁

ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P3ALU返回

P0.0---P0.71、沒有外擴芯片時，作為一般的IN\OUT線,直接與外設(shè)通信。

2、有外擴Mem時,先送出外Mem的地址碼的低八位,然后傳送數(shù)據(jù)信息。

外ROM:PC的低8位由P0.0---P0.7送出。外RAM:DPL由P0.0---P0.7送出。第11頁/共35頁

ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P3ALU

P2.0---P2.71、沒有外擴芯片時，作為一般的IN\OUT線,直接與外設(shè)通信

2、有外擴Mem時,送出外Mem的地址碼的高八位外ROM:PC的高8位由P2.0---P2.7送出外RAM:DPH由P2.0---P2.7送出返回第12頁/共35頁

ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P3ALUP1.0---P1.71、作為一般的IN\OUT線,與外設(shè)通信。2、可以接外設(shè)。返回第13頁/共35頁89C51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P3ALU1、作為一般的IN\OUT線,與外設(shè)通信2、還有第二功能。P3口的第二功能如下：

P3.7P3.6P3.5P3.4P3.3P3.2P3.1P3.0RDWRT1T0INT1INT0TXDRXD外RAM的R/W記數(shù)脈沖輸入端中請輸入端串出串入返回第14頁/共35頁4.2LED顯示器（數(shù)碼管）的結(jié)構(gòu)與原理1.結(jié)構(gòu)種類七段LED顯示器(數(shù)碼管)系發(fā)光器件的一種。常用的LED發(fā)光器件有兩類：數(shù)碼管和點陣。數(shù)碼管內(nèi)部由七個條形發(fā)光二極管和一個小圓點發(fā)光二極管組成，根據(jù)各管的亮暗組合成字符。常見數(shù)碼管有10根管腳。管腳排列如下圖所示。其中COM為公共端，根據(jù)內(nèi)部發(fā)光二極管的接線形式可分為共陰極和共陽極兩種。使用時，共陰極數(shù)碼管公共端接地，共陽極數(shù)碼管公共端接電源。每段發(fā)光二極管需5～10mA的驅(qū)動電流才能正常發(fā)光，一般需加限流電阻控制電流的大小。

第15頁/共35頁10.3.1LED顯示器的結(jié)構(gòu)與原理

管腳排列共陰極數(shù)碼管共陽極數(shù)碼管第16頁/共35頁4.2LED顯示器的結(jié)構(gòu)與原理2.顯示原理LED數(shù)碼管的a～g七個發(fā)光二極管。加正電壓的發(fā)光，加零電壓的不能發(fā)光，不同亮暗的組合就能形成不同的字型，這種組合稱為字型碼。共陽極和共陰極的字型碼是不同的，如下表所示。可采用硬件譯碼輸出字型碼控制顯示內(nèi)容，如采用74LS48、CD4511(共陰極)或74LS46(74LS47)、CD4513(共陽極)。也可用單片機I/O口直接輸出字型碼控制數(shù)碼管的顯示內(nèi)容。用單片機驅(qū)動LED數(shù)碼管顯示有很多方法，按顯示方式分有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示。第17頁/共35頁LED字型顯示代碼表

2.顯示原理顯示

段符號十六進制代碼dpgfedcba共陰極共陽極0123456789AbCdEFHP0000000000000000000011111011110111111000111011111011111010001010111111111011011011011110001101111111110100101111100111100100111011011111101011013FH06H5BH4FH66H6DH7DH07H7FH6FH77H7CH39H5EH79H71H76HF3HC0HF9HA4HB0H99H92H82HF8H80H90H88H83HC6HA1H86H8EH89H8CH第18頁/共35頁4.3LED顯示器靜態(tài)顯示及應(yīng)用實例1.靜態(tài)顯示的特點靜態(tài)顯示就是顯示驅(qū)動電路具有輸出鎖存功能，單片機將所要顯示的數(shù)據(jù)送出去后，數(shù)碼管始終顯示該數(shù)據(jù)(不變)，CPU不再控制LED。到下一次顯示時，再傳送一次新的顯示數(shù)據(jù)。靜態(tài)顯示的接口電路采用一個并行口接一個數(shù)碼管，數(shù)碼管的公共端按共陰極或共陽極分別接地或接VCC。這種接法，每個數(shù)碼管都要單獨占用一個并行I/O口，以便單片機傳送字形碼到數(shù)碼管控制數(shù)碼管的顯示。顯然其缺點就是當顯示位數(shù)多時，占用I/O口過多。為了解決靜態(tài)顯示I/O口占用過多的問題，可采用串行接口擴展LED數(shù)碼管的技術(shù)。靜態(tài)顯示方式的優(yōu)點是顯示的數(shù)據(jù)穩(wěn)定，無閃爍，占用CPU時間少。其缺點是由于數(shù)碼管始終發(fā)光，功耗比較大。

第19頁/共35頁4.3LED顯示器靜態(tài)顯示及應(yīng)用實例2.應(yīng)用實例【例】

用一位數(shù)碼管顯示開關(guān)來回撥動的次數(shù)。

解：電路如下圖所示，89S51的P1口經(jīng)74LS373接一個共陰極數(shù)碼管，數(shù)碼管的公共端接地。P1口輸出字型碼送至數(shù)碼管，就能控制數(shù)碼管的顯示內(nèi)容。74LS373為8D鎖存器，在電路中起驅(qū)動作用。兩個與非門組成的RS觸發(fā)器主要起消抖作用，用來消除開關(guān)按下及彈起過程中的抖動所引起的判斷錯誤。開關(guān)信號經(jīng)消抖動電路后接單片機的INT1引腳。每來回撥動一次將產(chǎn)生一個下降沿信號，通過INT1向CPU申請中斷。軟件設(shè)計時，可用R0作為記錄中斷次數(shù)的指針(每中斷一次R0加1)，然后根據(jù)R0用查表程序查出對應(yīng)的字形碼，再由P1口送出，控制數(shù)碼管顯示中斷次數(shù)值。第20頁/共35頁一位數(shù)碼管顯示電路圖

第21頁/共35頁

ORG000H

AJMPMAIN

ORG0013H

AJMPINT1;外部中斷1入口地址

************主程序***************************

MAIN:SETBEA;開通中斷開關(guān)

SETBEX1 ;開外部中斷

SETBIT1 ;下降沿觸發(fā)

MOVR0,#0 ;計數(shù)指針清0

MOVP1,#3FH ;開始顯示0

MOVDPTR,#TAB ;字形碼地址送DPTR

SJMP$;等待中斷(開關(guān)來回撥動一次產(chǎn)生一次中斷)

***********外部中斷處理程序**************************

INT1:INCR0 ;開關(guān)每來回撥動一次計數(shù)指針加1

MOVA,R0

MOVCA,@A+DPTR ;查字形碼

MOVP1,A ;字形碼送P1顯示

CJNER0,#0FH,RE ;是否等于15次

MOVR0,#00H ;計數(shù)指計清0

RE:RETI

TAB:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H;字形碼

DB7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H

END

一位數(shù)碼管顯示參考程序第22頁/共35頁4.4LED顯示器動態(tài)顯示及應(yīng)用實例1.動態(tài)顯示的特點動態(tài)掃描方法是用其接口電路把所有數(shù)碼管的8個筆劃段a～g和dp同名端連在一起,而每一個數(shù)碼管的公共極COM各自獨立地受I/O線控制。CPU向字段輸出口送出字形碼時，所有數(shù)碼管接收到相同的字形碼。但究竟是哪個數(shù)碼管亮，則取決于COM端，COM端與單片機的I/O口相連接，由單片機輸出位碼到I/O控制何時哪一位數(shù)碼管亮。動態(tài)掃描用分時的方法輪流控制各個數(shù)碼管的COM端，使各個數(shù)碼管輪流點亮。在輪流點亮數(shù)碼管的掃描過程中，每位數(shù)碼管的點亮?xí)r間極為短暫。但由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)。第23頁/共35頁4.4LED顯示器動態(tài)顯示及應(yīng)用實例1.動態(tài)顯示的特點優(yōu)點：當顯示位數(shù)較多時，采用動態(tài)顯示方式比較節(jié)省I/O口，硬件電路也較靜態(tài)顯示簡單。缺點：其穩(wěn)定度不如靜態(tài)顯示方式。而且在顯示位數(shù)較多時CPU要輪番掃描，占用CPU較多的時間。

第24頁/共35頁4.4LED顯示器動態(tài)顯示及應(yīng)用實例2.應(yīng)用實例【例】

采用兩位數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示按鍵來回撥動次數(shù)。解：硬件電路設(shè)計如下圖所示。7407的兩個輸出引腳分別接至兩位數(shù)碼管(共陰)的公共端，控制每位數(shù)碼管的分時顯示，實現(xiàn)動態(tài)掃描顯示。軟件設(shè)計以單片機內(nèi)部RAM的30H、31H作為顯示數(shù)據(jù)緩存，兩位段碼的獲取及每位數(shù)碼管的顯示控制由顯示子程序完成。參考程序如下。

第25頁/共35頁

兩位數(shù)碼管動態(tài)

掃描顯示電路

第26頁/共35頁AD0 EQU30H ;個位顯存

AD1 EQU31H ;十位顯存

ORG0000H AJMPMAIN ORG0013H ;外部中斷入口地址

AJMPINT1

**************主程序*********************

MAIN: MOVSP,#60H MOVAD0,#0 ;顯存清0 MOVAD1,#0 SETBEA ;開通中斷開關(guān)

SETBEX1 ;開外部中斷

SETBIT1 ;下降沿觸發(fā)

LOOP: MOVR2,#0FDH ;顯示位碼(十位)初值送R2 ACALLDISP ;調(diào)兩位顯示子程序

SJMPLOOP兩位數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示參考程序

第27頁/共35頁**************外部中斷處理程序******************完成計算開關(guān)來回撥動的次數(shù),并進行BCD碼調(diào)整***********************************************

INT1: INCAD0 ;每中斷一次(開關(guān)來回撥動一次)

計數(shù)加1 MOVA,AD0 CJNEA,#10,LOOP1 ;個位小于10？

MOVAD0,#0 ;等于10,個位調(diào)整為0十位加1 INCAD1 MOVA,AD1 CJNEA,#10,LOOP1 ;計數(shù)是否等于100？

MOVAD1,#0 ;等于100,個位十位調(diào)整為0LOOP1: RETI ;返回

兩位數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示參考程序

第28頁/共35頁***************兩位動態(tài)顯示子程序***************功能:兩位數(shù)碼動態(tài)顯示(P1口送字形碼,P2口送位碼)入口:顯存地址AD1,AD0,位顯碼初值R2(0FDH)************************************************

DISP: MOVDPTR,#TAB ;字形碼首地址

MOVR0,#AD1 ;十位顯存地址送R0NEXT: MOVA,@R0 MOVCA,@A+DPTR ;查字形碼

MOVP1,A ;字形碼送P1 MOVP2,R2