单片机LED显示驱动

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1、单片机LED显示驱动[日期:2008-01-29][来源:网络作者:佚名][字体：大中小](投递新闻)led(liteemitdiode)显示是项目开发中经常遇到的一种显示方法，其具有亮度高、全视角、使用寿命长、驱动简单等特点，因而在一些高端和大型的器材和设备上使用较为广泛。下面就常用的led显示及驱动方法作一说明：led：本文所说的led主要是指下列几种：l7-段数码led，分共阴和共阳两种，原理图见1和2；l常用nxmled点阵：如8x8led点阵模块、5x7led点阵模块等，其也分为共阴和共阳两种；l单个led管。所谓共阴极，即是将所有led的阴极连接到一起，而

2、共阳极则相反，所有的阳极被连接到了一起。但不管哪种结构，其显示设计的原理基本相同，唯一的是其驱动的电路的设计有所差异，一般共阴极采用推（push）电流的方式来驱动，而共阳极结构则采用拉（pull）电流的方式来驱动。根据led显示的硬件设计方法的不同，led显示驱动分为静态法和动态法两大类，其具体的说明和编程方法分述如下：1．静态显示驱动法：　　所谓静态显示驱动法，即是指每一个led灯分别对应一个独立的io驱动口；其点亮和关闭由该io来对其进行控制，互不干扰，见图3（注：对于io驱动能力弱的mcu，必须增加外部的驱动芯片或驱动三极管等器件）。此种设计一般应用在对单个le

3、d的驱动或led数量较少，且所选的mcuio比较充裕的情况下。比如一些项目的led指示灯、产品的设计中只有一个7－段led码需要显示等。　　由于每一个led均由独立的io口来控制，因此此种显示驱动的软件设计比较简单明了，无需特别的处理，在需要点亮和关闭时设置相应的io输出口的电平即可（即“0”或“1”，具体须根据驱动电路的设计来决定）。图3优点：电路设计简单，编程简单，而且led的亮度控制容易，只需在驱动端增加相应的电流调节电阻即可方便地实现亮度的调节（对于存在独立驱动的设计，还可以通过调整驱动电压来达到亮度的调节）。缺点：由于每一个led灯需要一个io口，因此对io

4、口的需求较大，不易实现大数量的led驱动和显示，扩展性能差。2．动态的显示驱动法：与静态显示方法不同，动态led显示的设计方法是将不同led模块的所有的led的驱动端一对一地连接到一起，见图4，而将其公共极（阴极或阳极）分别由不同的io口来驱动（主要针对7－段码和led点阵模块）。在此，我们称其公共极为扫描线或地址线（因此种连接方法类似于存储器的内部连接，每个led点相当与memory中的一个bit），不同的led模块（类似于memory中的一个byte）用不同的扫描线地址线来进行选定。图4图4由于所有的led模块公用了驱动端，因此led的驱动不再像静态法一样为每个l

5、ed所独享，因此其驱动的设计方法也与静态法完全不同，需要采用分时扫描（也称动态扫描）方法来实现对所有led的显示驱动，其原理如下（以图4为例）：a.将a0设置为高电平，也即允许第一组led显示，同时将a2，a3，a4设置为低电平，也即关闭该阴极所对应的led组的显示；b.在p0口输出a0组对应的显示数据（也称为pattern），如字符点阵数据，7－段码对应的数字的数据等，该数据可以通过rom表的形式来预先定义；c.保持一定的时间t，该时间即为所设定定时器的中断时间；d.将a0口设置为低电平，关闭a0组led的显示；e.将a1设置为高电平，其他几个设置为低电平，开启a1

6、组对应的led的显示；f.在p0口输出a1组对应的显示数据（也称为pattern，意义同上）；g.重复以上步骤，直到所有组被扫描一遍，然后又从a0组开始下一个循环，如此周而复始，实现所有led的动态显示。１．该方法的原理利用了人眼对物体的视觉延迟来达到所有led的同时显示，实际上，在每一个时刻，只有一组led是处于显示的状态，而其他led组均为关闭状态。理论上，若两次显示之间的时间间隔小于32ms时，人眼即无法分辨，因此，为了达到此要求，led的扫描频率一般可按照下式计算得出：f=32*n式中，　f为扫描的频率，对应为定时器的定时时间（t＝1/f）；　32则是由32m

7、s换算而来，32ms对应的频率刚好为32hz；　n则是总的led的组数（此例中为n=4）。根据此式算出的扫描频率f实际上是led驱动扫描的最小频率，若低于此频率，则有可能导致led的闪烁。当然，f也不可能越高越好，扫描的频率太高，相对而言，每一组led的点亮的时间就越短，因此有可能导致led的亮度不够或显示效果不理想等一些问题。当然提高led的驱动电压也可以弥补由此造成的亮度不够的问题。在此例中，由公式可知其扫描的频率应大于等于128hz，则较为理想。2．　mcu程序的实现：a.　模块的划分：　　在说明其编程之前，先说明一下模块化编程思想在led驱动