电子设计大赛13.8 显示电路.doc

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1、3.8显示电路3.8.1LED显示器接口电路１．LED显示原理LED（Light　Emitting　Diode发光二极管）显示器是由发光二极管构成的最为常用的显示器件。数字LED显示器利用７个发光二极管显示数字，通常被称为七段LED显示器、或者数码管。另外，数码管中还有一个圆点型发光二极管，用于显示小数点。结构图如图3.8.１所示。LED显示器有共阳极接法和共阴极接法。共阳极接法的发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极。使用时，公共阳极接＋５V电压。在阴极端输入低电平，发光二极管就导通发光。共阴极接法的发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极。使用时，公共阴极接地，在阳极端输入高电平时，

2、发光二极管就导通发光。使用时要注意区分这两种不同接法的LED显示器。LED导通电压在1.5V左右，工作电流每段约为20mA，直接接在＋5V电平上会使数码管过亮导致损坏，需接一个100～300Ω的限流电阻。　　符号和引脚　　　　　　　　　　共阴极接法　　　　　　　　　　共阳极接法图3.8.１　　　LED显示器内部结构２．多位数字显示控制技术利用多个数字LED显示器可以显示多位数字。一个N位的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式也不同。段选线控制显示字符的字形，位选线控制显示位的亮、暗。多个数字LED显示器显示控制方式有静态显示方式和动

3、态显示方式两种形式。（1）静态显示控制技术数码管采用静态显示方式时，各位的共阴极（或共阳极）连接在一起并接地（或接电源）；每位的段选线（a~dp）分别与控制器的驱动信号输出相连。显示器中的各位相互独立，而且各位的显示字符一经确定，控制器的驱动信号输出将维持不变，直到显示另一个字符为止。数码管采用静态显示方式时亮度较高。图3.8.2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，该位就能显示相应的字符。由于各位分别有一个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不同。这种显示方式接口，编程容易，管理也容易，付出的代价是占用

4、端口线资源较多，一个四位静态LED显示器需要36个I/O口。所以，在显示位数较多的时，一般采用的是动态显示方式。图3.8.2一个四位LED静态显示电路（2）动态显示控制技术在多位LED显示时，为了简化硬件电路，通常将所有的段选线相应的并联在一起，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，实现各位的分时位选通控制。图3.8.3为一个４位７段LED动态显示器的电路原理图。一共占用12个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

5、位LED能够显示出与本位相应的字符，就必须采用扫描显示方式，即在某一时刻，只让某一位的位选线处于选通状态，而其他各位的位选线处于截止状态，同时，段选线上输出对应显示位的字符字形码。４位LED轮流选通，由于人眼的视觉暂留现象，只要每位显示间隔足够短，就可得到多位同时亮的效果。图3.8.3一个４位７段LED动态显示电路３．LED显示驱动电路LED显示器可采用74LS48（共阳）/74LS49（共阴）译码驱动电路来控制显示。由于FPGA和微控制器的驱动功率限制，不提倡由FPGA或者微控制器直接来驱动LED显示，需要使用放大驱动电路来控制LED的显示。一个利用FPGA组成的动态显示控制电路

6、如图3.8.4所示。图3.8.4使用三极管驱动的LED动态显示使用74LS245总线驱动器驱动LED的动态显示电路如图3.8.5所示。图3.8.574LS245组成的LED动态显示驱动电路4.LED显示器字形代码LED显示器字形代码如表3.8.1所示。表3.8.１数字字型代码表字形共阳极代码(a~f)共阴极代码(a~f)字形共阳极代码(a~f)共阴极代码(a~f)000000011111110501001001011011110011110110000601000001011111200100101101101700011111110000300001101111001800000

7、0011111114100110001100119000010011110113.8.2LCD显示器的控制1.LCD显示的原理在外加电场的作用下，液晶显示器件的具有偶极矩的液晶棒状分子在排列状态上发生变化，使得通过液晶显示器件的光被调制，从而呈现明与暗或透过与不透过的显示效果。下面介绍FPGA驱动点阵字符型液晶显示模块(MDLS)的方法与程序。2.MDLS系列电路框图MDLS系列液晶显示模块的电路方框图如图3.8.6所示。LCD:VDM16268LCDⅡER/WRSD