显示器接口设计

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1、显示器接口设计在单片机系统中，常用的显示器有：发光二极管显示器，简称LED(LightEmittingdiode)；液晶显示器，简称LCD(LiquidcrystalDisplay);荧光管显示器。近年来也开始使用简易的CRT，显示一些汉字及图形。前三种显示器都有两种显示结构；段显示(7段，“米”字型等)和点阵显示(5×7，5×8，8×8点阵等)。而发光二极管显示又分为固定段显示和可以拼装的大型字段显示，此外还有共阳极和共阴极之分等。三种显示器中，以荧光管显示器亮度最高，发光二极管次之．而液晶显示器最弱，为被动显示器，必须有外

2、光源。一、LED段显示器结构与原理LED显示块是由发光二极管显示字段组成的显示器，有7段和“米”字段之分。这种显示块有共阳极和共阴极两种。如图所示：共阴极LED数码管的发光二极管的阴极连接在一起，通常此公共阴极接地，当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮，相应的段被显示。同样，共阳板LED数码管的发光二极管的阳极连接在一起，通常此公共阳极接正电压。当某个发光二极管的阴极接低电平时，发光二极管被点亮，相应的段被显示。图中的两个显示块都有dp显示段，用于显示小数点。7段LED的字型码如表所示，由于只有7个段发光二极管，所

3、以字型码为一个字节。二、LED显示器及显示方式由N片LED数码管可拼接成N位LED显示器。是4位LED显示器的结构原理图。N位LED显示器有N根位选线和8×N根段选线。根据显示方式的不同，位选线和段选线的连接方法也各不相同。段选线控制显示字符的字型，而位选线则控制显示位的亮、暗。LED显示器有静态显示和动态显示两种显示方式，分述如下：①LED静态显示方式LED显示器工作于静态显示方式时，各位的共阴极(或共阳极)连接在一起并接地(或十5V)；每位的段选线(a—dp)分别与一8位的锁存输出相连。之所以称为静态显示，是由于显示器中的

4、各位相互独立，而且各位的显示字符一经确定，相应锁存器的输出将维持不变，直到显示另一个字符为止。也正因为如此，静态显示器的亮度都较高。图所示为一个四位静态LED显示器电路。该电路各位可独立显示，只要在该位的段选线上保持段选码电平，该位就能保持相应的显示字符。由于各位分别由一个8位输出口控制段选码，故在同一时间里，每一位显示的字符可以各不相同。这种显示方式接口，编程容易，管理也简单．付出的代价是占用口线资源较多。如果显示器位数增多，则静态显示方式更是无法适应。因此在显示位数较多的情况下，一般都采用动态显示方式。②LED动态显示方式

5、在多位LED显示时，为了简化硬件电路，通常将所有位的段选线相应地并联在一起，由一个8位I／O口控制，形成段选线的多路复用。而各位的共阳极或共阴极分别由相应的I／O口线控制，实现各位的分时选通。图所示为一个4位7段LED动态显示器电路原理图。其中段选线占用一个8位I／O口，而位选线占用一个4位I／O口。由于各位的段选线并联，段选码的输出对各位来说都是相同的。因此，同一时刻，如果各位位选线都处于选通状态的话，4位LED将显示相同的字符。若要各位LED能够显示出与本位相应的显示字符，就必须采用扫描显示方式，即在同一时刻，只让某一位的

6、位选线处于选通状态，而其它各位的位选线处于关闭状态，同时，段选线上输出相应位要显示字符的字型码，这样同一时刻，4位LED中只有选通的那一位显示出字符，而其它三位则是熄灭的。同样，在下一时刻，只让下一位的位选线处于选通状态，而其它各位的位选线处于关闭状态时，在段选线上输出相应位将要显示字符的字型码，则同一时刻，只有选通位显示出相应的字符，而其它各位则是熄灭的。如此循环下去，就可以使各位显示出将要显示的字符，虽然这些字符是在不同时刻出现的，而且同—时刻，只有一位显示，其它各位熄灭，但由于人眼有视觉暂留现象，只要每位显示间隔足够短便

7、可造成多位同时亮的假象，达到显示的目的。LED不同位显示的时间间隔可以通过定时中断完成。如对8位LED显示器，扫描显示频率为50Hz，假若显示一位保持1ms时间．则显示完所有8位之后，只需8ms，于是另外12msCPU完全可以处理其它工作。上述保持1ms的时间应根据实际情况而定。不能太小，因为发光二极管从导通到发光有一定的延时，导通时间太小，发光太弱人眼无法看清。但也不能大大，因为毕竞要受限于临界闪烁频率，而且此时间越长，占用CPU时间也越多。另外，显示位增多，也将占用大量的CPU时间，因此动态显示实质是以牺牲CPU时间换取元

8、件和能耗的减少。三、应用举例例1：动态显示——由8255构成若8255地址为：PA口：7FFCH、PC口：7FFEH、控制口：7FFFHA口输出字型码，C口输出位码，扫描实现动态显示。显示子程序如下：8255控制字：A口、C口输出方式，10000000B=80H设置显示缓冲区