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1、数码管显示控制系统设计,制作人：傅金鹏 华月新 指导老师：金巧芳 2011.12.11,实验目的要求：,1、熟练掌握数码管显示器的结构特点（共阳极和共阴极的区别）。2、掌握数码管动态显示方式的工作特点（电路的构成与编程应用）。3、了解单片机实验系统的基本功能，掌握其使用方法。,LED显示器的结构与原理,七段LED显示器（数码管）系发光器件的一种。常用的LED发光器件有两类：数码管和点阵。数码管内部有七个条形发光二极管和一个小圆点发光二极管组成，根据各管的亮暗组成字符。常见数码管有10根管脚。管脚排列如下图（a）所示。其中COM为公共端，根据内部发光二极管的接线形式可分为共阴极和共阳极两种。如下
2、图（b）（c）所示，使用时，共阴极数码管公共端接地，共阳极数码管公共端接电源。发光二极管需510mA的驱动电流才能正常发光，一般需加限流电阻控制电流的大小。,LED（Light Emitting Diode）是发光二极管英文名称的缩写。LED显示器是由发光二极管构成的能够显示字段的显示器件。在单片机应用系统中通常使用的是8段LED显示器（又常称为LED数码管）。这种显示器有共阴极与共阳极两种，如后图所示。,10.1 LED显示器接口原理,10.1.1 LED显示器的结构,LED显示器的结构：共阳与共阴,公共阳极,a,b,c,d,g,e,f,dp,dp g f a,低电平点亮,接高电平,c,d,
3、Vcc,e,dp,g,f,Vcc,a,b,LED显示器的结构：共阳与共阴,公共阴极,a,b,c,d,g,e,f,dp,c,d,GND,e,dp,g,f,GND,a,b,高电平点亮,接地,dp g f a,10.1.1 LED显示器的结构,单片机系统扩展LED显示器时多用共阳LED。共阳显示器每个段笔画是用低电平(“0”)点亮的,要求驱动功率很小；而共阴显示器段笔画是用高电平(“1”)点亮的，要求驱动功率较大。通常每个段笔画要串一个数百欧姆的降压电阻。,LED显示器的译码：硬件译码,硬件译码特点:采用专用的译码芯片,驱动功率较大;增加了硬件的开销;字型固定(比如只可译数字);但软件编程简单。,共
4、阴LED,a,b,c,d,g,e,f,dp,gfedcb a,DCBA,P1.3P1.2P1.1P1.0,74LS48,AT89C51,74LS48是“BCD码七段共阴译码/驱动”IC 74LS47是“BCD码七段共阳译码/驱动”IC,LED显示器的译码：软件译码,软件译码特点:不用专用的译码芯片，驱动功率较小；不增加硬件的开销；软件编程较复杂；字型灵活(比如既可译数字又可译字母)。,共阳LED,a,b,c,d,g,e,f,P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7,+5V,AT89C51,dp,公共阳极,dp g f e d c b a,a,b,c,d,g,e,f,dp
5、,公共阴极,dp g f e d c b a,a,b,c,d,g,e,f,dp,dp g f a,dp g f a,高电平点亮,低电平点亮,接高电平,接地,共阳极段码是：0CH；共阴极段码是：F3H,LED字符显示代码表,显示段符号十六进制代码dpgfedcba共阴极共阳极0001111113FHC0H10000011006HF9H2010110115BHA4H3010011114FHB0H40110011066H99H5011011016DH92H6011111017DH82H70000011107HF8H8011111117FH80H9011011116FH90H,共阳,共阴,字符,字形,
6、理论上，八段可以显示128种不同的字符，扣除其中没有意义的组合状态后，八段LED显示器可以显示的字符如表所示。(P195 表10-2),八段LED段码表,2、LED动态显示方式,在多位LED显示时，为了简化硬件电路，通常将所有位的段码线相应段并联在一起，由1个8位输入输出口控制，形成段码线的多路复用，而各位的共阳极或共阴极分别由相应的I/O线控制，形成各位的分时选通。,LED显示器的显示方式：（静态与动态）,动态显示特点:用元器件少，占I/O线少，有闪烁，必须扫描，花费CPU时间，编程复杂。(有多个LED时尤为突出）,静态显示特点:无闪烁，无须扫描，节省CPU时间，编程简单，用元器件多，占I/
7、O线多。,静态显示:各显示器在显示过程中持续得到送显信号，与各显示器接口的I/O口线是专用的。,动态显示:各显示器在显示过程中轮流得到送显信号，与各显示器接口的I/O口线是共用的。,动态显示中延时时间的选择 在动态显示方式中，各LED显示器轮流工作，为了防止产生闪烁现象，每个LED数码管刷新频率必须大于 25 Hz，即相邻两次点亮的时间间隔要小于 40 ms。LED显示器的位数越多，每一位的显示时间越短，在驱动电流一定的情况下，亮度越低（正因如此，在动态LED显示电路中，要适当增大驱动电流，一般取 20 mA35 mA(正常情况下的工作电流一般在1020 mA之间)，以抵消因显示时间短造成亮度
8、下降）。为了保证一定的亮度，实验表明：在驱动电流取 30 mA的情况下，每位显示时间不能小于 1 ms。,硬件总体设计,1、主要元器件选择主要元器件选用型号和数量如下：1个AT89C51(单片机)1个CRYSTAL(晶振)2个CAP(电容)3个RES（电阻）2个7SEG-COM-CATHOD(共阴极数码管)1个CAP-ELEC(电解电容)2、系统板上硬件连线（1 把“单片机系统”区域中的P0.0/AD0P0.7/AD7端口用8芯排线连接到“四路静态数码显示模块”区域中的任一个ah端口上；要求：P0.0/AD0对应着a，P0.1/AD1对应着b，P0.7/AD7对应着h。（2 把“单片机系统”区
9、域中的P2.0/A8P2.7/A15端口用8芯排线连接到“四路静态数码显示模块”区域中的任一个ah端口上；要求：P2.0/A8对应着a，P2.1/A9对应着b，P2.7/A15对应着h。3、计时器电原理图,实验原理图,实验内容：,显示子程序流程图：,实验示例程序：,#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code tab=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;/共阳数码管uchar code tab2=0 xfe,0 xf
10、d,0 xfb,0 xf7,0 xef,0 xdf,0 xbf;sbit P3_2=P32;uchar i,k;bit flag;void delay(uint l)/延时部分 uchar j;for(l;l 0;l-)for(j=255;j 0;j-);,void int0()interrupt 0/外中断部分 if(P3_2=0)delay(100);if(P3_2=0)/防抖 flag=!flag;void shumaguan()/数码管显示-9 while(1)if(flag=1)P2=tabk%10;k+;,delay(1000);elsebreak;main()/主函数 IT0=1
11、;/下降触发 EA=1;EX0=1;while(1)if(flag=0)P2=tab2i%7;i+;delay(1000);elseshumaguan();,我们的成果,它亮的时候那个兴奋啊！,结束语,经过这几天的努力，我们一组成员终于完成了数码管显示控制系统设计，利用单片机外中断功能改变数码管的显示状态。当无外中断时，主程序运行状态为七段数码管的ag段依次点亮，不断循环；当有外中断输入时，立即产生中断执行中断服务程序，数码管显示状态改为依次显示数字09后，返回主程序原断点处继续执行，数码管继续段点亮的循环显示。此次动手制作，我们收获颇深，在途中，让我知道了不知道就得去问老师，培养了我的实际动手能力，增加了实际的操作经验，能够仔细观察、切身体验、独立思考、综合分析，并努力学到把学样学到的知道应用到实际工作中，尽力做到理论和实际相结合的最佳状态，回想自己在这期间的工作情况，不尽如意。对此我思考过，学习经验自然是一个因素，然而 更重要的是心态的转变没有做到位。现在发现了这个不足之处，应该还算是及时吧。感谢老师们在这段时间里对我的指导和教诲，我从中受益非浅。本次实习使我亲身感受了所学知识与实际的应用，理论与实际的相结合，让我们大开 眼界，也算是对以前所学知识的一个初审吧!,谢谢,
