數(shù)碼管在電子設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

數(shù)碼管在電子設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

0.數(shù)字熱壓顯示remist為了促進(jìn)人工之間的溝通，今天的一些電子產(chǎn)品和開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)通常需要一個(gè)顯示信息的系統(tǒng)。對(duì)于信息量不大的系統(tǒng),一般都使用發(fā)光二極管(LED,lightemittingdiode)做成的數(shù)碼管做顯示器。它的簡(jiǎn)單和方便為大家所喜歡,但其使用時(shí)的方法有很多種,到底哪一種方法比較適合我們的設(shè)計(jì),我們要根據(jù)我們的設(shè)計(jì)及電路的具體條件來(lái)確定。下面就其顯示的方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的比較。一、共陽(yáng)極的使用對(duì)于數(shù)碼管來(lái)說(shuō),一般分為兩種,及共陰極和共陽(yáng)極,其使用方法基本相同,所以我們?cè)诤竺娴拿枋鲋?主要以共陰極來(lái)說(shuō)明。根據(jù)幾種不同的方面,我們將數(shù)碼管的顯示做如下分類(lèi):1.數(shù)碼管自身的段碼變換(既我們系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)一般都是BCD碼或者是十六進(jìn)制數(shù),要顯示的話必須變成數(shù)碼管自身的段碼,這種變換可以用軟件的方法來(lái)直接實(shí)現(xiàn),常用就是列一個(gè)段碼的表,做為一個(gè)數(shù)組,用尋址等方法將數(shù)據(jù)變成段碼,直接送給數(shù)碼管。還可以用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)碼的轉(zhuǎn)換,一般都是將BCD碼變成段碼。)2.動(dòng)態(tài)顯示顯示數(shù)碼管(靜態(tài)顯示就是每一個(gè)數(shù)碼管都由一組數(shù)據(jù)線控制,所有的數(shù)碼管都同時(shí)亮,而動(dòng)態(tài)顯示就是所有要顯示的數(shù)碼管依次循環(huán)逐個(gè)顯示,只要頻率足夠高,肉眼就看不出閃爍,好像所有的同時(shí)顯示一樣。)3.輸出并輸出數(shù)碼管(數(shù)碼管要顯示必須要并行數(shù)據(jù)(一般為8位),控制系統(tǒng)可以直接輸出8位并行的數(shù)據(jù),也可以利用串行輸出,再利用外部移位寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)串行變并行,最終將8位的數(shù)據(jù)輸出給數(shù)碼管。)二、硬件電路設(shè)計(jì)中常用的譯碼過(guò)程根據(jù)上面的分類(lèi)情況,我們對(duì)每一種方法來(lái)比較以下。首先,對(duì)于譯碼來(lái)說(shuō),我們從軟件譯碼和硬件譯碼兩個(gè)方面來(lái)說(shuō)。軟件譯碼的方法比較統(tǒng)一,就是將要輸出的數(shù)據(jù)在輸出之前轉(zhuǎn)換成數(shù)碼管能用的段碼,然后輸出。這種方法對(duì)于外部電路來(lái)說(shuō)就會(huì)相對(duì)簡(jiǎn)單,最多需要一個(gè)鎖存驅(qū)動(dòng)之類(lèi)的芯片,用來(lái)驅(qū)動(dòng)LED,一般用的較為普遍的如373(八D鎖存器)、MC1413(七達(dá)林頓反向驅(qū)動(dòng)器)等,也可以用三極管來(lái)擴(kuò)流,因?yàn)橐话愕腃PU或MCU的輸出帶負(fù)載能力非常小,不能直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。而對(duì)于內(nèi)部編程來(lái)說(shuō),軟件譯碼就相對(duì)復(fù)雜一點(diǎn),一般在內(nèi)部都預(yù)先編上兩套段碼,一套為帶小數(shù)點(diǎn)的,一套為不帶小數(shù)點(diǎn)的,那么我們?cè)谟玫臅r(shí)候就要選擇,首先將要顯示的數(shù)找到對(duì)應(yīng)的段碼,然后輸出段碼,這樣就能顯示出我們需要的數(shù)。軟件譯碼的特點(diǎn)是外部硬件需要較少,內(nèi)部編程較多,對(duì)于軟件編程相對(duì)較少的系統(tǒng)較為適用。但使用軟件譯碼會(huì)影響整個(gè)軟件的運(yùn)行速度。硬件譯碼相對(duì)于軟件來(lái)說(shuō)軟件編程就比較簡(jiǎn)單了,而且運(yùn)行速度也比較快,但是外部的硬件電路就相對(duì)的多一些了,軟件只要完成將要顯示的數(shù)據(jù)送給外部譯碼器,譯碼器就能將要顯示的數(shù)直接譯碼,并將譯好的段碼發(fā)送給數(shù)碼管顯。最為常用的有74LS48,CD4511等,硬件譯碼主要是BCD—7段碼譯碼,很少能顯示小數(shù)點(diǎn)及十六進(jìn)制中的A~F,所以應(yīng)用有一定的局限性。一般的譯碼芯片都包含驅(qū)動(dòng)功能,這樣,使用起來(lái)就比較方便了,像CD4511等芯片大都還帶鎖存的功能,這更加強(qiáng)了芯片的功能。這種硬件的譯碼在純硬件電路中應(yīng)用也十分廣泛。其次,對(duì)于驅(qū)動(dòng)方式來(lái)說(shuō),我們從靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩方面來(lái)說(shuō)。這兩種驅(qū)動(dòng)方式既可以直接由MCU來(lái)完成,也可以由一些特定的芯片來(lái)完成。先說(shuō)靜態(tài)的。靜態(tài)顯示就比較簡(jiǎn)單方便了,這種方法就是不管我們要顯示的數(shù)據(jù)有幾位,每一位都要亮著。這種方法雖簡(jiǎn)單方便,但是它既浪費(fèi)電能也浪費(fèi)系統(tǒng)資源。浪費(fèi)電能是指幾個(gè)數(shù)碼管同時(shí)亮需要很大的電流,當(dāng)然也就是需要更多的電能了。如ICM7212,它驅(qū)動(dòng)顯示的4位數(shù)碼管,就是同時(shí)給數(shù)據(jù),同時(shí)顯示的。浪費(fèi)系統(tǒng)資源是指要想讓他們都亮,還必須在同一個(gè)時(shí)刻都給每一個(gè)數(shù)碼管送信號(hào),例如ICM7212,就要使芯片的外圍管腳很多,芯片體積也很大,而如果直接用MCU控制電路來(lái)說(shuō),就需要更多的數(shù)據(jù)線了,所以浪費(fèi)系統(tǒng)資源。動(dòng)態(tài)顯示則是現(xiàn)在應(yīng)用比較多的方法了,它的特點(diǎn)是不管有多少個(gè)數(shù)碼管,在任一時(shí)刻,都只有一個(gè)是亮的,也就是說(shuō),所有的數(shù)碼管都只用一組數(shù)據(jù)線,它們逐一交替顯示,每一個(gè)數(shù)據(jù)都由這一組數(shù)據(jù)線來(lái)發(fā)出,但是到底是哪一個(gè)數(shù)碼管亮,就由另一組地址線來(lái)控制了。地址線循環(huán)的選中數(shù)碼管,數(shù)碼管則交替的被點(diǎn)亮,只要數(shù)碼管輪換顯示的頻率足夠大,人眼就看不到閃爍了。這樣,不但節(jié)約了電能,還節(jié)約了系統(tǒng)的系統(tǒng)資源———數(shù)據(jù)線。我們常見(jiàn)的接口芯片8279(可編程鍵盤(pán)/顯示接口),它的顯示方式就是動(dòng)態(tài)掃描。最后,根據(jù)數(shù)據(jù)接口方式,我們分為并行和串行兩種。并行方式我們大家都比較熟悉了,也是應(yīng)用廣泛,用法簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)傳輸方式,一般都是8根數(shù)據(jù)線,將要顯示的數(shù)據(jù)的段碼一下發(fā)送出去,直接送給數(shù)碼管。也可以是將要顯示的數(shù)據(jù)的BCD碼一下送出去,后面再接一個(gè)譯碼器來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。并行接口方式具有數(shù)據(jù)傳輸速度快,不容易出錯(cuò)等優(yōu)點(diǎn),其缺點(diǎn)就是需要的數(shù)據(jù)線較多,在系統(tǒng)I/O口資源不多的情況下一般不采用。串行輸入方式是一種較并行略復(fù)雜的方法,其最大的特點(diǎn)就是節(jié)約傳輸數(shù)據(jù)線,一般只需要兩根數(shù)據(jù)線就可以了。但是數(shù)碼管只接兩根數(shù)據(jù)線是不能工作的,其間還要有將串行信號(hào)變成并行信號(hào)的部分,既我們常用作信號(hào)轉(zhuǎn)換的移位寄存器,把串行信號(hào)變成數(shù)碼管能夠應(yīng)用的信號(hào)。如74LS164,CD4094等都是串行變并行的芯片,和8279對(duì)應(yīng)的7279,也是利用串行數(shù)據(jù)線來(lái)傳送數(shù)據(jù)。以上是我們對(duì)平時(shí)應(yīng)用較為廣泛的應(yīng)用方法做了簡(jiǎn)單的比較,每種方法都有自己的優(yōu)缺點(diǎn),到底哪一種最為合適,要看我們具體的應(yīng)用環(huán)境了。三、芯片分類(lèi)為了我們?cè)趹?yīng)用中更加方便的選擇合適的芯片