第三章单片机课件.ppt

3.2 MCS-51单片机I/O口的应用分析 1.4.1并行I/O接口的结构特点 （2）输出操作： 实际上是对口锁存器作写入操作。由图1-14结构可知，当由内部总线给口锁存器置“0”或“1”时，锁存器中“0”或“1”的状态立即通过输出驱动电路反映到引脚上。 6.4显示器接口技术 6.4.1 LED数码显示器 1．LED数码显示器结构 发光二极管显示器（Light Emitting Diode）简称LED，又称数码管，具有结构简单、价格低廉、使用方便、耗电少、与单片机接口容易等特点，在单片机应用系统使用非常普遍。 LED数码显示器由七段条形的发光二极管组成“ ”字形显示字段，用一只圆形的发光二极管做小数点。结构如图6-18（a）所示。 图 6-18 LED数码显示器结构 在LED数码显示器中，通常将各段发光二极管的阴极或阳极连在一起做公共端，这样可以使驱动电路简单。因此，LED数码显示器就有共阴极和共阳极两种接法，如图6-18（b）、6-18 (c) 所示。 要使LED数码管显示数字，只要点亮相应字段的发光二极管即可。如要显示“1”，点亮b、c段；要显示“0”，点亮a、b、c、d、e、f段。从图6-17中不难看出，对于共阴极数码管，点亮字段用高电平“1”表示，而对于共阳极数码管，点亮字段则用低电平“0”来表示。这样我们就可以把要显示的数字与一串二进制代码对应起来，即对LED数码显示器实现编码。由于这种编码是与显示器结构相对应的，因此分为共阴显示码和共阳显示码两种。 不考虑小数点的编码只有七位，常称为七段显示码；如果对小数点也进行编码，则称为八段显示码。表6-10列出了常用字符的八段显示码。 2．LED数码显示器的编码 表6-12 常用字符的八段显示码 续表6-12 ： 3．显示方式 　　在实际LED显示系统中，常要进行多位显示。在这种情况下，LED数码显示器有静态显示和动态显示两种方式。 　　静态显示是指显示器显示某一字符时，相应段的发光二极管处于恒定导通或截止状态，直至需要显示下一个字符时为止。静态显示又分并行输出和串行输出两种形式。 　图6-19 静态显示方式下2位共阳LED作并行输出的接口电路 　 　　⑴静态显示 　　图6-19给出了静态显示方式下2位共阳LED作并行输出的接口电路。图中采用两片74LS373 扩展并行输入输出接口，接口地址由2线-4线译码器74LS139的输出决定。74LS139的逻辑功能见表6-13。显然，2片74LS373的地址分别为3FFFH、0BFFFH。译码输出信号（或）与单片机的写信号共同控制对74LS373的写入操作。 　　由图可见，并行输出时，每个LED数码管都需要8位输出口独立控制，因此该方式虽然亮度好，且不占用CPU的工作时间，但在显示器位数较多时，连线较复杂。 表6-13 74LS139的真值表 　并行输出 　 采用串行输出可以大大节省单片机的内部资源。图6-20为2位共阳LED作串行输出的接口电路。该电路用74LS164将80C51输出的串行数据转换成并行数据输出给LED显示器，减少了接口连线。其中74LS164的TXD为移位时钟输出，RXD为移位数据输出，P1．7作为显示器允许控制输出线。每次能够输出2个字节（16位）的段码数据。依据此方法，可以作多位LED的串行输出显示。 串行输出 　 显示原理 　　动态显示就是一位一位地轮流点亮各位LED显示器（即扫描），对于每位显示器来说，每隔一段时间被80C51点亮一次，并保留一定时间（通常为1～10ms），以造成视觉暂留效果。这样，虽然在同一时刻，实际上只有一位LED显示器在显示，但利用人眼的“视觉暂留”和发光二极管熄灭时的余晖效应，使人感觉好像若干位LED显示器在同时显示不同的数字一样。 ⑵动态显示 　图6-20 静态显示方式下2位共阳LED作串行输出的接口电路 　 　使用特点 　　动态显示常用于多位LED显示。其最大的优点是硬件开销省，接口电路简单，但它要求CPU频繁地为显示服务。 　图6-21 经8155扩展的6位动态扫描LED显示器接口电路 　　图6-21是经8155扩展的6位动态扫描LED显示器接口电路。图中8155的PA口作为位选口，其地址可设为7F01H，PB口作为段选口，其地址可设为7F02H，由于LED显示器需要一定的驱动电流，故在接口中增设驱动器。 6.4.2 点矩阵显示器 　　 点矩阵显示器实际上就是LED显示，只是构成显示器的所有LED都依矩阵形式排列而得名。点矩阵显示器主要用来制作电子显示屏，广泛用于火车站、体育场、股票交易厅、大型医院等处作信息发布或广告显示。其优点是能根据需要的大小、形