单片机原理与接口技术 教学课件 朱玉红 单元10.pdfVIP

单元10 显示接口设计  学习目的： 掌握单片机数码管显示的工作原理和编 程方法，掌握LCD1602的应用。  重点难点： 数码管显示的工作原理和编程方法， 1602接口的设计方法。  外语词汇： Display （显示）、Light Emitting Diode （发光二极管）、Liquid Crystal Display （液晶屏）。  文字和图形显示是单片机系统设计的重要内容之 一。在单片机系统中，常用的显示器件有数码管、 二极管点阵矩阵模块和LCD （字符液晶屏、图形液 晶屏）。其中，数码管和字符液晶屏是初学者最常 用的显示设备。 10.1 数码管显示  数字显示最常使用的器件就是七段数码管，在数字钟、微波炉、电饭 煲、洗衣机等电子产品中常常使用七段数码管来显示数字信息。通常 用LED数码显示器来显示各种数字或符号。由于它具有显示清晰、亮 度高、使用电压低、寿命长的特点，因此使用非常广泛。 10.1.1数码管的结构与工作原理  1.数码管结构  LED数码显示器又称数码管,数码管由8个发光二极管（以下简称字 段）构成。LED数码显示器有两种不同的形式：一种是发光二极管的 阳极都连在一起的，称之为共阳极LED数码显示器；另一种是发光二 极管的阴极都连在一起的，称之为共阴极LED数码显示器。使用LED 数码显示器时，要注意区分这两种不同的接法，LED数码显示器结构 如图10-1所示。 图10-1 LED数码显示器结构  2.数码管工作原理  数码管中7个发光二极管构成字形“8”的各个笔画段，另一个为小数点 dp 。七段数码管中亮段的发光原理和普通的发光二极管一致，可以把 这7个亮段看成7个发光二极管。点亮不同亮段的组合就形成了数字 0～F。  共阳极数码管的8个发光二极管的阳极（二极管正端）连接在一起。 通常，公共阳极接高电平（一般接电源），其他管脚接段驱动电路输 出端。当某段驱动电路的输出端为低电平时，则该端所连接的字段导 通并点亮。根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。此时， 要求段驱动电路能吸收额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定 段导通电流来确定相应的限流电阻。  共阴极数码管的8个发光二极管的阴极（二极管负端）连接在一起。 通常，公共阴极接低电平（一般接地），其他管脚接段驱动电路输出 端。当某段驱动电路的输出端为高电平时，则该端所连接的字段导通 并点亮，根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。此时， 要求段驱动电路能提供额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定 段导通电流来确定相应的限流电阻。  由于单片机系统常常使用5V 电源，而发光二极管VL 只需要2V左右的 电压就可以被点亮，点亮时电流约为15mA。如果在发光二极管VL两 端直接加5V将有可能烧毁它，因此常串联一个限流电阻R1。  限流电阻的计算：假设发光二极管工作电流为15mA，正常工作时两 端的压降为2V ，所以电阻R1上应该分担的电压为3V 。于是得电阻R1 的阻值为3V/15mA=200 Ω。 10.1.2数码管字形编码  要使数码管显示出相应的数字或字符，必须使段数据口输出相应的字形 编码。七段数码管加上一个小数点，共计8段，8个笔划段对应于一个字 节,于是用8位二进制码就可以表示欲显示字符的字形代码。  字形与字形编码的关系见表10-1，数据线D0与a字段对应，D1与b字段 对应，……，依此类推。如使用共阳极数码管，数据为0表示对应字段 亮，数据为1表示对应字段暗；如使用共阴极数码管，数据为0表示对应 字段暗，数据为1表示对应字段亮。 表10-1字形与字形编码的关系 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 dp g f e d c b a 如要显示“0” ，共阳极数码管的字形编码应 （即C0H ）； 共