数码管动态显示课件

单片机与嵌入式系统

MCUandEmbeddedSystem

Doneisbetterthanperfect.

比完美更重要的是完成。—FACEBOOK2022年11月11日单片机与嵌入式系统

MCUandEmbeddedSys教学内容第七章单片机外部扩展资源及应用2第七章单片机外部扩展资源及应用7.1单片机外部扩展概述7.2单片机外部存储器的扩展7.3单片机外部键盘的扩展7.4单片机外部LED数码显示器的扩展7.5单片机外部A/D转换器的扩展教学内容第七章单片机外部扩展资源及应用2第七章单片机外部主要内容：LED数码显示器的结构与原理LED静态显示接口及应用LED动态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器的扩展3第六章80C51单片机内嵌外设及应用主要内容：7.4单片机外部LED数码显示器的扩展3第六章LED数码显示器的结构与原理LED及其工作参数LED(LightEmitingDiode)：发光二极管7.4单片机外部LED数码显示器的扩展4第七章单片机外部扩展资源及应用外加正向电压小于正向阈值电压时，LED不导通；当外加电压大于正向阈值电压时，LED导通，同时发光。LED二极管的正向导通电压比普通二极管大，具体数值与LED材料有关。LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理LED及其工作参数LED(LightEmitingDiode)：发光二极管7.4单片机外部LED数码显示器的扩展5第七章单片机外部扩展资源及应用限流电阻，控制流过LED的电流+5V电源正向导通发光，反向截止熄灭工作电流5~20mA，最大不能超过50mA压降1.2~2.5V之间接单片机I/O引脚，引脚输出低电平时，发光二级管导通LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理LED数码显示器的结构LED数码显示器：又称数码管，是由发光二极管组成的发光器件，可以用来显示数字、字符等，在家电及工业控制领域有着很广泛的应用，例如用来显示温度、数量、重量、日期、时间等，具有显示醒目、直观的优点。7.4单片机外部LED数码显示器的扩展6第七章单片机外部扩展资源及应用LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理LED数码显示器的结构单个LED数码管内部由7个独立的条形发光二极管(排列成“日”字形)和1个小圆点发光二极管(可作为小数点)组成，根据各发光二极管(称为“段”)的亮灭组成数字或字符。每段的亮灭均可单独控制。7.4单片机外部LED数码显示器的扩展7第七章单片机外部扩展资源及应用8个独立的LED发光二极管abcdefghCOMCOMabcdefgh＋－＋－共阴：阴极并联共阳：阳极并联abcdefgh为了方便地控制数码管的每个段，相应地将数码管的每个段分别命名为a~h。在实际应用中，一般会将数码管8个LED的阳极或者阴极并联在一起。由此可见，一个数码管至少有9个输入端，其中a~h被定义为“段选端”，并联在一起的公共端com被定义为“位选端”。LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理LED数码显示器的显示原理通过控制“段”的发光与熄灭，数码管可以显示数字和一些字母符号：7.4单片机外部LED数码显示器的扩展8第七章单片机外部扩展资源及应用abcdefghGND＋－共阴极数码管共阴极数码管段发光：位选端输入低电平0；段选端输入高电平1。abcdefghCOM10000000LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理LED数码显示器的显示原理通过控制“段”的发光与熄灭，数码管可以显示数字和一些字母符号：7.4单片机外部LED数码显示器的扩展9第七章单片机外部扩展资源及应用+5Vabcdefgh＋－共阳极数码管abcdefgh共阳极数码管段发光：位选端输入高电平1；段选端输入低电平0。COM10000000LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理LED数码显示器的显示原理例：共阴极数码管显示数字“2”：7.4单片机外部LED数码显示器的扩展10第七章单片机外部扩展资源及应用abcdefghGND＋－共阴极数码管abcdefgh11011010a段码：0101

1011

(5BH)+5Vabcdefgh＋－共阳极数码管00100101段码：1010

0100

(A4H)LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理LED数码显示器的显示字符及码表7.4单片机外部LED数码显示器的扩展11第七章单片机外部扩展资源及应用LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理1位LED数码显示器的引脚结构市售的LED数码管尺寸、颜色多样，常见1位LED数码管有10个引脚，排列如下：7.4单片机外部LED数码显示器的扩展12第七章单片机外部扩展资源及应用其中3脚、8脚为公共端(位选端)，根据内部发光二极管的接线形式可分为共阴极(CommonCathode，CC)和共阳极(CommonAnode，CA)两种类型。LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理1位共阳LED数码显示器的接口电路7.4单片机外部LED数码显示器的扩展13第七章单片机外部扩展资源及应用使用1位共阳极LED数码管时，公共端(位选端)接电源电压；段选端通过1kΩ限流电阻接单片机I/O口。用单片机的I/O口控制每段LED的亮灭。通过程序从I/O口输出待显示字符的段码。LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理1位共阴LED数码显示器的接口电路7.4单片机外部LED数码显示器的扩展14第七章单片机外部扩展资源及应用使用1位共阴极LED数码管时，公共端(位选端)接地；由于单片机I/O口驱动能力不够，不能直接将段选端接单片机I/O口，因此在电路中增加三级管用作驱动。三级管的集电极与LED数码管的段选端相连。LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理1位共阴LED数码显示器的接口电路7.4单片机外部LED数码显示器的扩展15第七章单片机外部扩展资源及应用若直接用单片机I/O口驱动LED，则LED的电流由单片机I/O口提供，由于80C51单片机I/O口(P1、P2和P3口)输出场效应管的内部上拉电阻很大，约有几百K，因此输出电流很小，一般不超过1mA，基本无法驱动LED发光。LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理1位共阴LED数码显示器的接口电路7.4单片机外部LED数码显示器的扩展16第七章单片机外部扩展资源及应用I/O口输出高电平时，LED发光，其电流由VCC提供，R为限流电阻，阻值一般为几百欧；I/O口输出低电平时，LED熄灭，R上通过的电流大于LED发光时的电流，且该电流流入单片机引脚。单片机允许向全部引脚灌入的最大总电流为有限的，一般为几十毫安，一旦单片机的I/O口通过上拉电阻驱动较多的LED(如数码管)，当单片机I/O口都输出低电平时，向引脚灌入的总电流可能超过上限值，导致单片机工作不稳定。LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理1位共阴LED数码显示器的接口电路7.4单片机外部LED数码显示器的扩展17第七章单片机外部扩展资源及应用11三极管导通0LED灭LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理1位共阴LED数码显示器的接口电路7.4单片机外部LED数码显示器的扩展18第七章单片机外部扩展资源及应用00三极管截止1LED亮这种接口电路在单片机输出低电平时，利用三极管的截止，防止电流灌入单片机I/O引脚。同时，也增强了对LED的驱动能力。LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理1位LED数码显示器的编程示例例：使1位共阳极数码管循环显示0~9，接口电路如下：

7.4单片机外部LED数码显示器的扩展19第七章单片机外部扩展资源及应用编程思路：要让LED显示数字，只需向P0口送出相应的段码即可。由于数字0~9的段码没有规律可循，可以考虑用查表的方式来完成。在程序设计中可以设计一个循环变量，依次赋值0~9，然后以这个变量为下标去查找段码数组，再把查到的数据送P0口。LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理1位LED数码显示器的编程示例程序源代码：unsignedchartab[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};//定义数组tab[]，并初始化为数字0~9的共阳极数码管段码voidmain(void){while(1){

unsignedchari; //定义循环变量for(i=0;i<10;i++){P0=tab[i];//找出以循环变量为下标的数组元素，输出到P0口

delay();}//每输出1个数字，延时一小段时间}}7.4单片机外部LED数码显示器的扩展20第七章单片机外部扩展资源及应用LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显问题？1个数码管只能显示1位数字，如果要显示多位数字怎么办？有两种方式：静态显示方式和动态显示方式。静态显示方式：各位LED数码管同时显示。动态显示方式：各位LED数码管分时轮流显示；同一时刻只有1位LED数码管显示；但因为显示间隔非常短暂，由于人眼的视觉暂留效应，人眼看到的仍然是同时显示的字符。7.4单片机外部LED数码显示器的扩展21第七章单片机外部扩展资源及应用问题？7.4单片机外部LED数码显示器的扩展21第七章主要内容：LED数码显示器的结构与原理LED静态显示接口及应用LED动态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器的扩展22第六章80C51单片机内嵌外设及应用主要内容：7.4单片机外部LED数码显示器的扩展22第六LED静态显示接口及应用LED静态显示接口电路静态显示方式接口电路：每个LED数码管的位选端按共阴极或共阳极分别接地或接电源；每个LED数码管的8根段选端通过驱动器接单片机8位并行I/O口。这样，每个数码管都要单独占用一个并行I/O口，以便单片机向数码管传送段码。当显示位数较多时，并行I/O口可能会不够用，这时也可以采用串口扩展并口的方法，使串口工作在移位寄存器方式，通过在单片机外部增加移位寄存器构成多位显示电路。7.4单片机外部LED数码显示器的扩展23第七章单片机外部扩展资源及应用LED静态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器LED静态显示接口及应用LED静态显示接口电路7.4单片机外部LED数码显示器的扩展24第七章单片机外部扩展资源及应用4个I/O口均用于向LED显示器输出段码，称作“段控”。LED静态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器LED静态显示接口及应用LED静态显示接口电路注意：在扩展多位LED数码管时，由于80C51单片机I/O口的驱动能力有限(输出电流和灌入电流均有一定限制)，不论使用共阴极数码管还是共阳极数码管，单片机I/O口都必须经驱动器再与LED的段选端相连。驱动电路可以直接由三极管构成，也可以由小规模集成电路驱动器(如7407)或者驱动芯片(如74HC245)构成。7.4单片机外部LED数码显示器的扩展25第七章单片机外部扩展资源及应用LED静态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器LED静态显示接口及应用LED静态显示接口电路74LS245是8路同相三态双向数据总线驱动芯片，具有双向三态功能，既可以输出，也可以输入数据。引脚说明:A0~A7总线端B0~B7总线端/CE三态门允许端(低电平有效)AB//BA方向控制端7.4单片机外部LED数码显示器的扩展26第七章单片机外部扩展资源及应用LED静态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器LED静态显示接口及应用LED静态显示接口电路共阳极LED静态显示接口电路：7.4单片机外部LED数码显示器的扩展27第七章单片机外部扩展资源及应用LED静态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器LED静态显示接口及应用LED静态显示的程序设计在静态显示方式下，LED显示程序和1位LED显示的程序类似；只需通过写I/O端口，送出相应LED数码管的段码即可。如：P0=0xc0;//使P0口连接的共阳极LED数码管显示0；7.4单片机外部LED数码显示器的扩展28第七章单片机外部扩展资源及应用LED静态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器LED静态显示接口及应用LED静态显示的特点①各数码管同时显示，数码管始终发光，功耗比较大；②硬件电路复杂，使用元器件多、成本高；③占用单片机I/O多，适合显示位数较少的场合；④软件编程简单，数据一但输出，不再占用CPU时间。7.4单片机外部LED数码显示器的扩展29第七章单片机外部扩展资源及应用LED静态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器主要内容：LED数码显示器的结构与原理LED静态显示接口及应用LED动态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器的扩展30第六章80C51单片机内嵌外设及应用主要内容：7.4单片机外部LED数码显示器的扩展30第六LED动态显示接口及应用LED动态显示原理每次只有一位数码管显示，即在实际操作过程中各个数码管轮流显示。只要轮流显示的速度足够快，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉，人眼看到的将是整体显示的效果。7.4单片机外部LED数码显示器的扩展31第七章单片机外部扩展资源及应用LED动态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器LED动态显示接口及应用LED动态显示原理以8位LED动态显示20131126为例：7.4单片机外部LED数码显示器的扩展32第七章单片机外部扩展资源及应用人眼实际看到的效果：LED动态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器LED动态显示接口及应用LED动态显示接口电路动态显示方式接口电路：因为同一时刻只选通1个LED数码管进行显示，则每个LED数码管的位选端通过驱动器接一根独立的I/O口线；所有LED数码管的段选同名端(a~h)并联在一起，通过驱动器接单片机的一个8位并行I/O口。7.4单片机外部LED数码显示器的扩展33第七章单片机外部扩展资源及应用LED动态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器LED动态显示接口及应用LED动态显示接口电路7.4单片机外部LED数码显示器的扩展34第七章单片机外部扩展资源及应用1个I/O口用于向LED显示器输出段码，称作“段控”；1个I/O口用于控制LED显示器的亮、灭，称作“位控”LED动态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器LED动态显示接口及应用LED动态显示接口电路CPU向段控端送出段码时，因为数码管的段选同名端并接，所有数码管将接收到相同的段码。但究竟是哪个数码管进行显示，则取决于LED的位选端，位选端的信号来自单片机的位控端，由单片机输出位码到位控端控制。注意：对于共阳极数码管，位选端为高电平时选通；对于共阴极数码管，位选端为低电平时选通。不论使用共阴极数码管还是共阳极数码管，单片机I/O口都必须经驱动器再与LED的位选端相连。7.4单片机外部LED数码显示器的扩展35第七章单片机外部扩展资源及应用LED动态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器LED动态显示接口及应用LED动态显示接口电路共阳极LED动态显示接口电路：7.4单片机外部LED数码显示器的扩展36第七章单片机外部扩展资源及应用LED动态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器LED动态显示接口及应用LED动态显示的程序设计例：使4位共阳极数码管显示数字“1234”；单片机P3口为段控口，P2口的低4位为位控口。解题思路：如要动态显示4位数码，则其显示步骤可表示如下：i=0;do{①从位控口输出位选信号使得第i位数码管处于显示状态；②通过查表法找到第i位数码管需要显示的字符，从段控口输出段选信号进行显示；③延时一小段时间；④i++;}while(i<4)7.4单片机外部LED数码显示器的扩展37第七章单片机外部扩展资源及应用LED动态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器LED动态显示接口及应用LED动态显示的程序设计程序源代码：unsignedchartab[]={0xf9,0xa4,0xb0,0x99};//定义数组tab[]，并初始化为数字1~4的共阳极数码管段码voidmain(void){while(1){

unsignedchari; //定义循环变量for(i=0;i<4;i++){

P2=_cror_(0x08,i);

//输出位选信号P3=tab[i];//找出以循环变量为下标的数组元素，输出到P0口

delay();}//每输出1个数字，延时一小段时间}}7.4单片机外部LED数码显示器的扩展38第七章单片机外部扩展资源及应用LED动态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器LED动态显示接口及应用LED动态显示的程序设计最后一个问题：为了使人眼看到稳定的、同时整体显示的结果，数码管轮流显示的速度到底得多快呢？答案：每个LED数码管刷新频率必须大于25Hz，即每个LED数码管相邻两次点亮的时间间隔要小于40ms，也就是单片机完整扫描1次LED数码管所需的时间必须小于40ms。对于具有N个LED数码管的动态显示电路来说，每一个LED数码管的显示时间小于40/N(ms)。7.4单片机外部LED数码显示器的扩展39第七章单片机外部扩展资源及应用LED动态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器LED动态显示接口及应用LED动态显示的特点①各数码管轮流显示，数码管轮流发光，LED发光亮度和稳定度不如静态显示方式；②硬件电路较静态显示方式简单，使用元器件少、硬件开销低；③占用单片机I/O少，适合显示位数较多的场合；④软件编程比静态显示方式复杂，CPU必须要轮番送出位码和段码，花费CPU较多的时间。7.4单片机外部LED数码显示器的扩展40第七章单片机外部扩展资源及应用LED动态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器单片机外部LED数码显示器的扩展小结学完本节，你应该达成以下学习目标：理解LED数码显示器的相关概念：共阴/共阳极数码管、段选、位选、段控、位控；掌握LED数码显示器静态及动态接口电路的工作原理和应用；掌握LED数码显示器接口电路设计；掌握LED数码显示器的程序设计方法。7.4单片机外部LED数码显示器的扩展41第七章单片机外部扩展资源及应用单片机外部LED数码显示器的扩展小结7.4单片机外部LE单片机与嵌入式系统

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比完美更重要的是完成。—FACEBOOK2022年11月11日单片机与嵌入式系统

MCUandEmbeddedSys教学内容第七章单片机外部扩展资源及应用43第七章单片机外部扩展资源及应用7.1单片机外部扩展概述7.2单片机外部存储器的扩展7.3单片机外部键盘的扩展7.4单片机外部LED数码显示器的扩展7.5单片机外部A/D转换器的扩展教学内容第七章单片机外部扩展资源及应用2第七章单片机外部主要内容：LED数码显示器的结构与原理LED静态显示接口及应用LED动态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器的扩展44第六章80C51单片机内嵌外设及应用主要内容：7.4单片机外部LED数码显示器的扩展3第六章LED数码显示器的结构与原理LED及其工作参数LED(LightEmitingDiode)：发光二极管7.4单片机外部LED数码显示器的扩展45第七章单片机外部扩展资源及应用外加正向电压小于正向阈值电压时，LED不导通；当外加电压大于正向阈值电压时，LED导通，同时发光。LED二极管的正向导通电压比普通二极管大，具体数值与LED材料有关。LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理LED及其工作参数LED(LightEmitingDiode)：发光二极管7.4单片机外部LED数码显示器的扩展46第七章单片机外部扩展资源及应用限流电阻，控制流过LED的电流+5V电源正向导通发光，反向截止熄灭工作电流5~20mA，最大不能超过50mA压降1.2~2.5V之间接单片机I/O引脚，引脚输出低电平时，发光二级管导通LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理LED数码显示器的结构LED数码显示器：又称数码管，是由发光二极管组成的发光器件，可以用来显示数字、字符等，在家电及工业控制领域有着很广泛的应用，例如用来显示温度、数量、重量、日期、时间等，具有显示醒目、直观的优点。7.4单片机外部LED数码显示器的扩展47第七章单片机外部扩展资源及应用LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理LED数码显示器的结构单个LED数码管内部由7个独立的条形发光二极管(排列成“日”字形)和1个小圆点发光二极管(可作为小数点)组成，根据各发光二极管(称为“段”)的亮灭组成数字或字符。每段的亮灭均可单独控制。7.4单片机外部LED数码显示器的扩展48第七章单片机外部扩展资源及应用8个独立的LED发光二极管abcdefghCOMCOMabcdefgh＋－＋－共阴：阴极并联共阳：阳极并联abcdefgh为了方便地控制数码管的每个段，相应地将数码管的每个段分别命名为a~h。在实际应用中，一般会将数码管8个LED的阳极或者阴极并联在一起。由此可见，一个数码管至少有9个输入端，其中a~h被定义为“段选端”，并联在一起的公共端com被定义为“位选端”。LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理LED数码显示器的显示原理通过控制“段”的发光与熄灭，数码管可以显示数字和一些字母符号：7.4单片机外部LED数码显示器的扩展49第七章单片机外部扩展资源及应用abcdefghGND＋－共阴极数码管共阴极数码管段发光：位选端输入低电平0；段选端输入高电平1。abcdefghCOM10000000LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理LED数码显示器的显示原理通过控制“段”的发光与熄灭，数码管可以显示数字和一些字母符号：7.4单片机外部LED数码显示器的扩展50第七章单片机外部扩展资源及应用+5Vabcdefgh＋－共阳极数码管abcdefgh共阳极数码管段发光：位选端输入高电平1；段选端输入低电平0。COM10000000LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理LED数码显示器的显示原理例：共阴极数码管显示数字“2”：7.4单片机外部LED数码显示器的扩展51第七章单片机外部扩展资源及应用abcdefghGND＋－共阴极数码管abcdefgh11011010a段码：0101

1011

(5BH)+5Vabcdefgh＋－共阳极数码管00100101段码：1010

0100

(A4H)LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理LED数码显示器的显示字符及码表7.4单片机外部LED数码显示器的扩展52第七章单片机外部扩展资源及应用LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理1位LED数码显示器的引脚结构市售的LED数码管尺寸、颜色多样，常见1位LED数码管有10个引脚，排列如下：7.4单片机外部LED数码显示器的扩展53第七章单片机外部扩展资源及应用其中3脚、8脚为公共端(位选端)，根据内部发光二极管的接线形式可分为共阴极(CommonCathode，CC)和共阳极(CommonAnode，CA)两种类型。LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理1位共阳LED数码显示器的接口电路7.4单片机外部LED数码显示器的扩展54第七章单片机外部扩展资源及应用使用1位共阳极LED数码管时，公共端(位选端)接电源电压；段选端通过1kΩ限流电阻接单片机I/O口。用单片机的I/O口控制每段LED的亮灭。通过程序从I/O口输出待显示字符的段码。LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理1位共阴LED数码显示器的接口电路7.4单片机外部LED数码显示器的扩展55第七章单片机外部扩展资源及应用使用1位共阴极LED数码管时，公共端(位选端)接地；由于单片机I/O口驱动能力不够，不能直接将段选端接单片机I/O口，因此在电路中增加三级管用作驱动。三级管的集电极与LED数码管的段选端相连。LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理1位共阴LED数码显示器的接口电路7.4单片机外部LED数码显示器的扩展56第七章单片机外部扩展资源及应用若直接用单片机I/O口驱动LED，则LED的电流由单片机I/O口提供，由于80C51单片机I/O口(P1、P2和P3口)输出场效应管的内部上拉电阻很大，约有几百K，因此输出电流很小，一般不超过1mA，基本无法驱动LED发光。LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理1位共阴LED数码显示器的接口电路7.4单片机外部LED数码显示器的扩展57第七章单片机外部扩展资源及应用I/O口输出高电平时，LED发光，其电流由VCC提供，R为限流电阻，阻值一般为几百欧；I/O口输出低电平时，LED熄灭，R上通过的电流大于LED发光时的电流，且该电流流入单片机引脚。单片机允许向全部引脚灌入的最大总电流为有限的，一般为几十毫安，一旦单片机的I/O口通过上拉电阻驱动较多的LED(如数码管)，当单片机I/O口都输出低电平时，向引脚灌入的总电流可能超过上限值，导致单片机工作不稳定。LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理1位共阴LED数码显示器的接口电路7.4单片机外部LED数码显示器的扩展58第七章单片机外部扩展资源及应用11三极管导通0LED灭LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理1位共阴LED数码显示器的接口电路7.4单片机外部LED数码显示器的扩展59第七章单片机外部扩展资源及应用00三极管截止1LED亮这种接口电路在单片机输出低电平时，利用三极管的截止，防止电流灌入单片机I/O引脚。同时，也增强了对LED的驱动能力。LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理1位LED数码显示器的编程示例例：使1位共阳极数码管循环显示0~9，接口电路如下：

7.4单片机外部LED数码显示器的扩展60第七章单片机外部扩展资源及应用编程思路：要让LED显示数字，只需向P0口送出相应的段码即可。由于数字0~9的段码没有规律可循，可以考虑用查表的方式来完成。在程序设计中可以设计一个循环变量，依次赋值0~9，然后以这个变量为下标去查找段码数组，再把查到的数据送P0口。LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显LED数码显示器的结构与原理1位LED数码显示器的编程示例程序源代码：unsignedchartab[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};//定义数组tab[]，并初始化为数字0~9的共阳极数码管段码voidmain(void){while(1){

unsignedchari; //定义循环变量for(i=0;i<10;i++){P0=tab[i];//找出以循环变量为下标的数组元素，输出到P0口

delay();}//每输出1个数字，延时一小段时间}}7.4单片机外部LED数码显示器的扩展61第七章单片机外部扩展资源及应用LED数码显示器的结构与原理7.4单片机外部LED数码显问题？1个数码管只能显示1位数字，如果要显示多位数字怎么办？有两种方式：静态显示方式和动态显示方式。静态显示方式：各位LED数码管同时显示。动态显示方式：各位LED数码管分时轮流显示；同一时刻只有1位LED数码管显示；但因为显示间隔非常短暂，由于人眼的视觉暂留效应，人眼看到的仍然是同时显示的字符。7.4单片机外部LED数码显示器的扩展62第七章单片机外部扩展资源及应用问题？7.4单片机外部LED数码显示器的扩展21第七章主要内容：LED数码显示器的结构与原理LED静态显示接口及应用LED动态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器的扩展63第六章80C51单片机内嵌外设及应用主要内容：7.4单片机外部LED数码显示器的扩展22第六LED静态显示接口及应用LED静态显示接口电路静态显示方式接口电路：每个LED数码管的位选端按共阴极或共阳极分别接地或接电源；每个LED数码管的8根段选端通过驱动器接单片机8位并行I/O口。这样，每个数码管都要单独占用一个并行I/O口，以便单片机向数码管传送段码。当显示位数较多时，并行I/O口可能会不够用，这时也可以采用串口扩展并口的方法，使串口工作在移位寄存器方式，通过在单片机外部增加移位寄存器构成多位显示电路。7.4单片机外部LED数码显示器的扩展64第七章单片机外部扩展资源及应用LED静态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器LED静态显示接口及应用LED静态显示接口电路7.4单片机外部LED数码显示器的扩展65第七章单片机外部扩展资源及应用4个I/O口均用于向LED显示器输出段码，称作“段控”。LED静态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器LED静态显示接口及应用LED静态显示接口电路注意：在扩展多位LED数码管时，由于80C51单片机I/O口的驱动能力有限(输出电流和灌入电流均有一定限制)，不论使用共阴极数码管还是共阳极数码管，单片机I/O口都必须经驱动器再与LED的段选端相连。驱动电路可以直接由三极管构成，也可以由小规模集成电路驱动器(如7407)或者驱动芯片(如74HC245)构成。7.4单片机外部LED数码显示器的扩展66第七章单片机外部扩展资源及应用LED静态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器LED静态显示接口及应用LED静态显示接口电路74LS245是8路同相三态双向数据总线驱动芯片，具有双向三态功能，既可以输出，也可以输入数据。引脚说明:A0~A7总线端B0~B7总线端/CE三态门允许端(低电平有效)AB//BA方向控制端7.4单片机外部LED数码显示器的扩展67第七章单片机外部扩展资源及应用LED静态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器LED静态显示接口及应用LED静态显示接口电路共阳极LED静态显示接口电路：7.4单片机外部LED数码显示器的扩展68第七章单片机外部扩展资源及应用LED静态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器LED静态显示接口及应用LED静态显示的程序设计在静态显示方式下，LED显示程序和1位LED显示的程序类似；只需通过写I/O端口，送出相应LED数码管的段码即可。如：P0=0xc0;//使P0口连接的共阳极LED数码管显示0；7.4单片机外部LED数码显示器的扩展69第七章单片机外部扩展资源及应用LED静态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器LED静态显示接口及应用LED静态显示的特点①各数码管同时显示，数码管始终发光，功耗比较大；②硬件电路复杂，使用元器件多、成本高；③占用单片机I/O多，适合显示位数较少的场合；④软件编程简单，数据一但输出，不再占用CPU时间。7.4单片机外部LED数码显示器的扩展70第七章单片机外部扩展资源及应用LED静态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器主要内容：LED数码显示器的结构与原理LED静态显示接口及应用LED动态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器的扩展71第六章80C51单片机内嵌外设及应用主要内容：7.4单片机外部LED数码显示器的扩展30第六LED动态显示接口及应用LED动态显示原理每次只有一位数码管显示，即在实际操作过程中各个数码管轮流显示。只要轮流显示的速度足够快，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉，人眼看到的将是整体显示的效果。7.4单片机外部LED数码显示器的扩展72第七章单片机外部扩展资源及应用LED动态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器LED动态显示接口及应用LED动态显示原理以8位LED动态显示20131126为例：7.4单片机外部LED数码显示器的扩展73第七章单片机外部扩展资源及应用人眼实际看到的效果：LED动态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器LED动态显示接口及应用LED动态显示接口电路动态显示方式接口电路：因为同一时刻只选通1个LED数码管进行显示，则每个LED数码管的位选端通过驱动器接一根独立的I/O口线；所有LED数码管的段选同名端(a~h)并联在一起，通过驱动器接单片机的一个8位并行I/O口。7.4单片机外部LED数码显示器的扩展74第七章单片机外部扩展资源及应用LED动态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器LED动态显示接口及应用LED动态显示接口电路7.4单片机外部LED数码显示器的扩展75第七章单片机外部扩展资源及应用1个I/O口用于向LED显示器输出段码，称作“段控”；1个I/O口用于控制LED显示器的亮、灭，称作“位控”LED动态显示接口及应用7.4单片机外部LED数码显示器LED动态显示接口及应用LED动态显示接口电路CPU向段控端送出段码时，因为数码管的段选同名端并接，所有数码管将接收到相同的段码。但究竟是哪个