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1、掌握数码管结构、驱动原理#xff1b;
2、 一、什么是数码管#xff1f;
1.数码管定义
数码管#xff0c;也称为LED数码管#xff0c;基本单元是发光二极管(LED)。分为七段数码管和八段数码管(多一个小数点DP)。数码管在我们生活中无处不在#xff0c;比如…实现目标
1、掌握数码管结构、驱动原理
2、 一、什么是数码管
1.数码管定义
数码管也称为LED数码管基本单元是发光二极管(LED)。分为七段数码管和八段数码管(多一个小数点DP)。数码管在我们生活中无处不在比如家用电磁炉、洗衣机、冰箱等显示应用还有电子表的时间显示都使用了数码管的相应原理。 1.1 数码管的引脚定义
数码管的笔端 上图为一个数码管的笔端图笔端分为A、B、C、D、E、F、G、DP 8段也就是由8个LED组成的点亮前7段既可点亮一个数字DP一般用于表示小数点。
2.数码管分类
数码管按其个数可分为单个数码管、多个数码管按其公共极连接情况可分为共阴极和共阳极数码管。
2.1 数码管按连接个数分
单个数码管 一个数码管是由a、b、c、d、e、f、g、dp八个二极管组成八个LED一端接在一起另一端引脚引出来。二极管如果阳极连在一起就是共阳极数码管阴极连在一起就是共阴极数码管。
多个数码管 上图所示的是四个数码管在使用时需要程序选定使用哪几个数码管这就是“位选”选定数码管后再对选定的数码管进行操作其操作与单个数码管的操作一致接下来还会进一步详解这就是“段选”。
2.2数码管公共极按照连接情况分
共阳数码管所有LED的阳极连接到一起形成一个公共阳极接VCC单片机需要控制某段LED的阴极为低电平时相应LED就会点亮
共阴数码管所有LED的阴极连接到一起形成一个公共阴极接GND单片机需要控制某段LED的阳极为高电平相应LED会点亮。注单片机上IO口的电压不足以驱动数码管的LED因此共阴数码管的阳极一般并不直接连到单片机的IO上而是中间再接一个电源。 3.数码管显示原理
下面为共阳数码管显示的字符码推导 如上图是一个共阳极数码管要使数码管显示不同的数字只需点亮对应LED即可。如数码管显示“0”则a、b、c、d、e、f 六个LED亮g、dp 这俩个LED灭即可显示“0”。 二、数码管驱动方式
3.1 静态驱动显示 静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。 1优势是驱动简单直接好编程 2缺陷每一个数码管需要1个端口单片机的端口不够用 3.2 动态驱动显示 动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端连在一起另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路位选通由各自独立的I/O线控制当单片机输出字形码时所有数码管都接收到相同的字形码但究竟是哪个数码管会显示出字形取决于单片机对位选通COM端电路的控制所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开该位就显示出字形没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM端就使各个数码管轮流受控显示这就是动态驱动。在轮流显示过程中每位数码管的点亮时间为12ms由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应尽管实际上各位数码管并非同时点亮但只要扫描的速度足够快给人的印象就是一组稳定的显示数据不会有闪烁感动态显示的效果和静态显示是一样的能够节省大量的I/O端口而且功耗更低。 1优势IO占用少 2缺陷显示亮度不够编程相对复杂 首先了解一些必要知识 1、多位数码管是扫描显示也就是同一时刻只有一个数码管显示 2、视觉暂留效果第一个数码管显示完第二个数码管接着显示接着后面数码管一次显示当显示扫描足够快的时候人眼是看不到闪烁的就认为多个数码管是同时显示的 3、多位数码管只能同时显示多个一样的数字要显示不同数字需要扫描显示 当数码管的扫描频率大于50hz的时候人眼是基本分不清的也就是你的扫描8个数码管的周期控制在20ms内就可以实现动态显示不闪烁。 三、开发板上数码管驱动芯片
数码管的驱动还需要两个芯片一个是 74HC138译码器另一个是74HC245双向数据缓冲器。
3.1 74HC138译码器
4HC138是一款高速CMOS器件74HC138引脚兼容低功耗肖特基TTLLSTTL系列。74HC138译码器可接受3位二进制加权地址输入A0, A1和A2并当使能时提供8个互斥的低有效输出Y0至Y7。 3.2 74HC245双向数据缓冲器
74HC245兼容TTL器件引脚的高速CMOS总线收发器(bustransceiver)典型的CMOS型三态缓冲门电路八路信号收发器。由于单片机或CPU的数据/地址/控制总线端口都有一定的负载能力如果负载超过其负载能力一般应加驱动器。主要应用于大屏显示以及其它的消费类电子产品中增加驱动。
管脚定义 74HC245的引脚包括输出使能OE方向控制DIRA组输入/输出A0-A7B组输入/输出B0-B7电源VDD和地GND。 管脚说明 下表是74HC245所有管脚的功能说明 74HC245真值表 真值表是在逻辑中使用的一类数学表用来确定一个表达式是否为真或有效。H代表高电平L代表低电平X代表随机电平可高可低 四、程序设计 五、实验效果 六、仿真实现 总结
