03人机接口技术(2)

3.2.4 LED显示器接口电路
• 动态显示接口电路：
动态显示接口电路的关键是由两个I/O 并行端口分别进行段选码 与位选码的锁存，除了需要配置驱动电路以外，译码扫描功能完全
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由软件编程来完成。
3.2.4 LED显示器接口电路
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设该接口电路从左到右进行动态扫描，其显示过程如下：
首先CPU把LED1要显示的字符段码送入段码锁存器U1，
接着就往位码锁存器U2送入点亮LED1的位选码，即仅使 LED1的COM端为低电平。虽然段选码通过驱动电路同
时送到各位LED，但这时只有LED1的相应段被导通点亮，
而其余LED并不显示。 然后CPU把LED2要显示的字符段 码再送入段码锁存器U1，接着往位码锁存器U2送入点亮 LED2的位选码。……如此依次分别送出扫描代码，一一 分别点亮各个LED。 只要刷新时间不太长，就会给人以
同时显示的稳定的视觉效果。
3.2.4 LED显示器接口电路
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动态扫描流程图：
3.2.4 LED显示器接口电路
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扫描显示子程序如下：
PUSH CX MOV CX, 30H
START：MOV DI, OFFSET BUFDATA MOV CL, 08H
DIS1： MOV AL, [DI+0]
MOV BX, OFFSET TABLE XLAT
COM
COM
COM
COM
GND
图 7-5 LED静态显示方式
3.2.3 LED显示器的显示方式
• 静态显示：
◆
各位数码管相互独立，公共端固定接地（共阴极）或
每个数码管的8个字段分别与8位I/O口输出的一位相连，
接正电源（共阳极）
◆
I/O口只要有段码输出，相应字符就显示出来，并保持 不变，直到I/O口输出新的段码
即将显示字符作为相应段选码的地址，要显示某位的字符，只要从
该字符地址中取出相应的段选码，并从该位的I/O口地址输出即可
3.2.4 LED显示器接口电路
◆
目前广泛使用一种集锁存、译码、驱动功能为一体的集 成电路芯片，如CD4511B，以此构成静态显示硬件译码 接口电路。 CD4511B的引脚分配：
* BL为空白（全灭）信号，低电平有效； * LT为全亮试验信号，低电平有效； * LE为锁存允许信号，低电平有效，作为允许BCD码输入的片选信 号，片选端一般是与接口地址译码信号相连。一旦片选有效,则数 据输入端A、B、C、D所接收的4位BCD码就会被内部逻辑电路自 动译为输出端a~g的段选信号，从而驱动点亮7段LED显示出相应的
• 显示器件的主要参数：
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亮度 对比度和灰度 分辨率 响应时间和余辉时间 显示色 发光效率
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3.2.2 LED显示器的结构和工作原理
• 结构：
3.2.2 LED显示器的结构和工作原理
• 分类：
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共阴极
◆
共阳极
共阴极
共阳极
3.2.2 LED显示器的结构和工作原理
• 显示原理：
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当共阴极LED的COM端接地，则在某个发光二极管
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可节省I/O口，硬件电路较简单
显示亮度不如静态显示方式，而且在显示位数较多时，
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CPU要依次扫描，占用CPU较多时间
3.2.4 LED显示器接口电路 • 静态显示接口电路：
◆
静态显示方式的关键是多个LED需与多个I/O并行口相连，如果
这多个I/O口只具备锁存功能，则其译码只可通过软件查表的方法，
DELAY：LOOP DELAY
POP CX CMP CL, 01
MOV DX, PORT0
OUT DX,AL MOV AL,CL
JZ QUIT
INC DI SHR CL, 1
MOV DX, PORT7
OUT DX, AL
JMP DIS1
QUIT： RET
3.2.1 显示器件的分类和主要参数
• 显示器件分类：
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显示记录仪：以模拟方式连续显示和记录过程参数的动
态变化，价格昂贵，目前很少采用
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发光二极管（LED）：结构简单、体积小、响应速度快 液晶显示器（LCD）：功耗极低
◆
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阴极射线管（CRT）：图文并茂、直观生动
3.2.1 显示器件的分类和主要参数
过数据总线D7~ D0输出到U1~U4的数据输入端D、C、B、A，其中
每2片（U1和U2，U3和U4）共用一个字节及一个片选信号。 * 接口程序如下：
MOV BX，OFFSET DATA1 MOV AL，[BX] OUT PORT1，AL INC BX MOV AL，[BX] OUT PORT0，AL
◆
字符。
3.2.4 LED显示器接口电路
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4位LED静态显示硬件译码接口电路：
3.2.4 LED显示器接口电路
◆
4位LED静态显示硬件译码接口电路：
* 4片CD4511B分别对应连接4片7段共阴极LED显示器，74LS138
译码器译出片选信号PORT0、PORT1，分别作为U1、U2和U3、U4 的锁存允许信号。CPU通过输出指令把要显示字符的BCD码数据通
◆
较小的电流即可获得较高的亮度，占用CPU时间少，
硬件电路复杂，成本高，当显示位数较多时，占用的
编程简单
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I/O口较多
3.2.3 LED显示器的显示方式
• 动态显示：一位一位轮流点亮各位数码管
I/O(1)
dp g f e d c b a
dp g f e d c b a
dp g f e d c b a dp g f e d c b a
第三章 人机接口技术
黄福珍
Huangfzh@shiep.edu.cn
2010.10
本章主要内容
• 键盘接口技术 • LED显示器接口技术 • LCD显示器接口技术
• 图形显示器
3.2 LED显示器接口技术
• 显示器件的分类和主要参数 • LED显示器的结构和工作原理 • LED显示器的显示方式
• LED显示器的接口电路
3.2.2 LED显示器的结构和工作原理
• 显示原理：
◆
8段LED显示器的段选码：
3.2.3 LED显示器的显示方式
• 静态显示：数码管显示某一字符时，相应的二极管
恒定导通或截止
I/O(1) I/O(2) I/O(3) I/O(4)
dp g f e d c b a
dp g f e d c b a dp g f e d c b a dp g f e d c b a
的阳极加上高电平时，该管有电流流过因而点亮发光； 当共阳极LED的COM端接高电平，则在某个发光管的 阴极加上低电平时，该管有电流流过因而点亮发光。
◆
8段LED通过不同段点亮时的组合，可以显示0~9和
A~F等十六进制数。在与CPU的接口电路中，将8位数
据输出口与LED各段引脚相连，控制输出的数据就可 使LED显示不同的字符。通常把控制LED数码管发光 显示字符的8位字节数据称为段选码或字符译码。
COM D3
பைடு நூலகம்
COM D2
COM D1 I/O(2)
COM D0
图7-6 LED动态显示方式
3.2.3 LED显示器的显示方式
• 动态显示：
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各位数码管的段选线相应并联在一起，由一个8位的 各数码管分时轮流选通，虽然这些字符在不同的时刻
I/O口控制，各位的位选线由另外的I/O口控制
◆
显示，但由于人眼存在视觉暂留效应，只要每位显示间 隔时间足够短，就可以给人同时显示的感觉