chapter06-02(显示驱动技术).ppt

数码显示预备知识： 八段显示器的原理 数码管段码的编码： 8段正好是一个字节，通常采用如下编码方式。（这种编码需单片机数据总线的D0..D7分别和数码管的a、b、c、…dp对应相连） CPU和数码管的连接 数码管的显示代码表 6.3.1 发光二极管　　发光二极管LED具有体积小、抗冲击和抗震性能好、可靠性高、寿命长、工作电压低、功耗小及响应速度快等优点，常用于显示系统的状态、系统中某一功能电路，甚至某一输出引脚的电平状态，如电源指示、停机指示、错误指示等。 　　 图6-10 LED二极管伏安特性曲线 　　由图6-10可以看出：　　(1) 当外加正向电压小于0.9～1.1?V时，LED不导通；当外加电压大于正向阈值电压时，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。　　(2)??LED导通后，伏安特性曲线变陡，即LED导通后，内阻变小(因此也可作为降压元件使用，如将＋5?V电源降为3?V电源)。 表6-7 LED正向压降与材料的关系 　　(3) ?LED二极管反向击穿电压比普通二极管低，一般在5～10?V之间。　　LED二极管的亮度与LED的材料、结构以及工作电流有关。一般来说，工作电流越大，亮度也越大，但亮度与工作电流的关系因材料而异。例如GaP发光二极管，当工作电流增加到一定数值后，电流增加，LED亮度不再增大，即出现亮度饱和现象；而GaAsP发光二极管的亮度随电流的增大而增大，在器件因功耗增加而损坏前观察不到亮度饱和现象。　　LED发光二极管的工作电流一般控制在3～20?mA之间，最大不超过50?mA，否则会损坏发光二极管。为了获得良好的发光效果，LED平均工作电流应控制在10～15?mA范围内。 6.3.2 LED发光二极管驱动电路　　LED工作电流较大，而MCS-51系列CPU的P1～P3口I/O引脚负载能力仅为四个TTL 门电路，一般不能直接驱动LED发光二极管。 LED通常用三极管或驱动IC芯片驱动，如图6-11所示。 图6-11 CPU与LED接口电路 (a)、(b)、(d) 低电平有效；(c) 高电平有效 6.3.3 LED发光二极管显示状态及同步　　一般来说，单个LED有“亮”、“灭”两种状态，但在单片机应用系统中，由于I/O引脚和成本等因素的限制，要求一只LED发光二极管显示出更多的状态。在这种情况下，一般用一字节的两位记录每一只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，这样一字节的内部RAM单元可记录4个LED指示灯的状态。 　　LED数码管是单片机控制系统中最常用的显示器件之一，它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。 6.4.1? LED数码管　　LED数码管的外观如图6-12(a)所示，笔段及其对应引脚排列如图6-12(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1.2～2.5?V；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2.0?V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7～8?V之间，电源电压VCC必须取9?V以上。 　　 图6-12 LED数码显示管 (a) 外观；(b) 笔段及其对应引脚排列； (c) 共阴LED数码管；(d) 共阳LED数码管 6.4.2 LED数码显示器驱动电路　　从LED数码管的结构可以看出，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6-8所示。 　　 表6-8 七段LED数码管可以显示的字符（段码） 　　依据显示驱动方式的不同，可将LED数码显示驱动电路分为静态显示方式和动态显示方式。　　1.? LED静态显示驱动电路　　LED静态显示驱动电路由笔段代码锁存器、笔段译码器和驱动器等部件组成。在单片机应用系统中，一般不用七段译码器芯片，如74249、CD4511等构成笔段译码，而采用软件方式译码，因为软件译码灵活、方便