第10讲 项目7 数码管显示电路原理图
《数码管显示》课件
具有高分辨率、低成本等优点，但存在视角较小、响应速度较慢等问题。
LCD显示器
具有高亮度、长寿命、低功耗等优点，但存在色彩表现较差等问题。
LED显示器
05
CHAPTER
数码管显示的实际应用案例
数码管常用于智能家居控制面板，显示温度、湿度、时间等信息，方便用户了解家居环境状况。
《数码管显示》ppt课件
目录
数码管显示概述数码管显示原理数码管显示驱动电路数码管显示技术发展趋势数码管显示的实际应用案例
01
CHAPTER
数码管显示概述
是一种通过控制LED灯的亮灭来显示数字或字符的电子显示器件。
数码管显示器
发光原理
显示效果
利用LED灯的发光特性，通过导通或截止控制LED灯的亮灭，以显示不同的数字或字符。
数码管显示器具有高亮度、高清晰度、低功耗等优点，常用于各种电子设备中。
03
02
01
按位数分类
01
一位、两位、三位、四位等数码管显示器，位数越多，可以显示的数字或字符越多。
按显示内容分类
02
七段数码管显示器、点阵式数码管显示器等，不同的显示内容适用于不同的应用场景。
按控制方式分类
03
静态数码管显示器、动态数码管显示器，静态数码管显示器直接控制每个LED灯的亮灭，而动态数码管显示器则是通过扫描方式控制LED灯的亮灭。
02
CHAPTER
数码管显示原理
数码管内部由多个LED灯珠组成，每个灯珠都有一个阴极和阳极，通过控制阴极和阳极的电压来控制灯珠的亮灭。
发光原理
数码管通常有单色和双色两种类型，单色数码管只能发出红、绿、黄等单色光，而双色数码管则能发出红、绿、黄等两种颜色。
数码管显示电路的原理
数码管显示电路的原理
数码管显示电路通过控制电压信号的高低来驱动数码管的不同段进行显示。
数码管是由多个发光二极管组成的，每个发光二极管对应显示一个数字或符号。
数码管显示电路主要由以下几个部分组成：
1. 数字信号发生器：用来产生需要显示的数字或符号的电信号。
该信号可以通过逻辑门、计数器、微控制器等方式产生。
2. 译码器：将数字信号转换为控制数码管显示的信号。
译码器一般采用BCD码（二进制编码十进制）或者7段码来表示数字。
3. 驱动电路：将译码器输出的信号转换为适合驱动数码管的电压和电流。
驱动电路一般使用三极管、开关电路等来完成。
4. 数码管：由多个发光二极管（LED）组成，每个发光二极管对应一个数字或符号的显示段。
数码管的引脚连接到驱动电路上。
5. 电源电路：为整个数码管显示电路提供工作电压。
一般使用稳压电源或者适配器来提供稳定的直流电压。
工作原理如下：
当数字信号发生器产生需要显示的数字或符号的电信号时，该
信号经过译码器转换为对应的亮灭控制信号，然后通过驱动电路产生适合数码管的控制电压和电流。
驱动电路按照控制信号的要求，通过对应的引脚将控制信号传递给数码管。
这样，数码管的不同段就会根据控制信号的高低来亮灭，从而显示出对应的数字或符号。
整个数码管显示电路在工作时，可以通过改变数字信号的输入来实现不同数字或符号的动态显示。
经过适当的控制和调节，数码管显示电路可以显示出各种数字、字母、符号等。
LED数码管的结构及工作原理
LED数码管的结构及工作原理LED数码管是一种常见的数字显示器件，广泛应用于计算机、电子仪器、仪表、电子玩具等领域。
本文将详细介绍LED数码管的结构和工作原理。
一、LED数码管的结构LED数码管由多个发光二极管（LED）组成，每一个LED代表一个数字或者字符。
LED数码管通常采用共阳极或者共阴极的结构，下面将分别介绍这两种结构。
1. 共阳极结构在共阳极结构中，数码管的阳极（A）是共用的，而每一个LED的阴极（K1、K2、K3...Kn）是独立的。
每一个LED的阴极通过控制电路连接到不同的引脚，通过控制引脚的高低电平来控制LED是否发光。
当某个LED的阴极接地时，阳极加之正电压，该LED就会发光。
2. 共阴极结构在共阴极结构中，数码管的阴极（K1、K2、K3...Kn）是共用的，而每一个LED的阳极（A）是独立的。
每一个LED的阳极通过控制电路连接到不同的引脚，通过控制引脚的高低电平来控制LED是否发光。
当某个LED的阳极接正电压时，阴极接地，该LED就会发光。
二、LED数码管的工作原理LED数码管的工作原理基于LED的发光特性和数字电路的控制原理。
1. LED的发光特性LED是一种半导体器件，当正向电压施加在LED的两端时，电流通过LED时，电子与空穴会发生复合，释放出能量，产生光。
不同的材料和掺杂方式可以产生不同颜色的光。
2. 数字电路的控制原理LED数码管的控制原理基于数字电路的控制。
通过控制引脚的高低电平，可以控制LED是否发光。
通常使用微控制器或者其他数字电路来控制LED数码管的显示。
LED数码管的显示是通过分时显示的方式实现的。
即通过快速的切换不同的LED，以人眼的视觉暂留效应来实现数字或者字符的显示。
3. 工作原理示意图下面是一个简化的LED数码管工作原理示意图：```共阳极结构：AF BGE CD DP共阴极结构：AF BGE CD DP```在示意图中，A、B、C、D、E、F、G和DP分别代表LED数码管的不同段。
实验10数码管显示电路原理图绘制(精)
实验报告（十）实验10 数码管显示电路原理图绘制（一）复习：原理图编辑的操作界面设置图纸设置：图纸尺寸、图纸方向、图纸颜色栅格（Grids）设置一．实验目的1.了解元器件查找及放置2.了解导线放置模式3.熟悉元件属性编辑及放置二．实验设备计算机；altiumdesigner软件。
三．实验内容1.调用原理图模板，准备绘制数码管显示电路。
2.数码管显示电路如下图3.数码管的元器件属性见下表实验报告（十）4.添加libraris集成库。
5.搜索元器件并放置元器件。
6.用总线连接数码管与排阻及74LS49。
7.保存电路。
8.检查电路。
四．实验步骤1.原理图图纸模板文件的调用调用B5理图图纸模板。
（1）在主菜单中执行File→New→Schematic命令，新建一个空白原理图文件。
注意：在调用新的原理图图纸模板之前，首先要删除旧的原理图图纸模板。
（2）在主菜单中执行Design→General Template→Choose Another File命令，弹出“打开文件”对话框，选择上面创建的原理图图纸模板文件B5_Template.SchDot，单击“打开”按钮，弹出Update Template对话框，如图所示。
图1 Update Template对话框该对话框中的Choose Document Scope有三个选项，用来设置操作对象的范围，其中： Just this document表示仅仅对当前原理图文件进行操作，即衣橱当前原理图文件模板，调用新的原理图图纸模板。
All schematic documents in the current project表示将对当前原理图文件所在工程中的所有原理图文件进行操作，即移除当前原理图文件所在工程中所有的原理图文件模板，调用新的原理图图纸模板。
All open schematic documents 表示将对当前所有已经打开的原理图文件进行操作，即衣橱当前打开的所有原理图文件模板，调用新的原理图图纸模板。
七段数码管动态显示控制
实验二七段数码管动态显示控制一、实验目的利用AT89S52和使用两位数码管显示器，循环显示两位数00-99。
其中P2.0和P2.1端口分别控制数码管的个位和十位的供电，当相应的端口变成低电平时，驱动相应的三极管会导通，+5V通过驱动三极管给数码管相应的位供电，这时只要P3口送出数字的显示代码，数码管就能正常显示数字。
二、实验要求1、使用两位数码管显示器，循环显示两位数00-99；2、具有电源开关和指示灯，有复位键；3、数码管动态显示，即扫描方式，每一位每间隔一段时间扫描一次。
字符的亮度及清晰度与每位点亮的停留时间和每位显示的时间内轮换导通次数有关。
三、实验电路四、实验器材AT89S52；动态扫描显示；共阳极数码管；电阻五、实验原理说明图1 AT89S52引脚图图2 共阳极七段数码管引脚图1AT89S52引脚图，说明如下：按照功能，AT89S52的引脚可分为主电源、外接晶体振荡或振荡器、多功能I/O 口、控制和复位等。
1．多功能I/O口AT89S52共有四个8位的并行I/O口：P0、P1、P2、P3端口，对应的引脚分别是P0.0 ～ P0.7，P1.0 ～ P1.7，P2.0 ～ P2.7，P3.0 ～ P3.7，共32根I/O线。
每根线可以单独用作输入或输出。
①P0端口，该口是一个8位漏极开路的双向I/O口。
在作为输出口时，每根引脚可以带动8个TTL输入负载。
当把“1”写入P0时，则它的引脚可用作高阻抗输入。
当对外部程序或数据存储器进行存取时，P0可用作多路复用的低字节地址/数据总线，在该模式，P0口拥有内部上拉电阻。
在对Flash存储器进行编程时，P0用于接收代码字节；在校验时，则输出代码字节；此时需要外加上拉电阻。
②P1端口，该口是带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口，P1口的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。
对端口写“1”时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，此时可用作输入口。
BCD7段数码管显示译码器电路设计
以上语句等效为： process(indicator, sig)
variable temp : std_logic ; begin
temp := ‘0’ ; temp :=temp xor (sig(0) and indicator(0)); temp :=temp xor (sig(1) and indicator(1)); temp :=temp xor (sig(2) and indicator(2)); temp :=temp xor (sig(3) and indicator(3)); output <= temp ; end process ;Biblioteka 例：变量赋值实现循环语句功能
process(indicator, sig) variable temp : std_logic;
begin temp := ‘0’ ; for i in 0 to 3 loop
temp:=temp xor (sig(i) and indicator(i));
end loop ; output <= temp; end process;
PROCESS (a,b) BEGIN
--sequential statements END PROCESS;
PROCESS BEGIN
-- sequential statements WAIT ON (a,b) ; END PROCESS;
BCD-7段显示译码器工作原理
• BCD-7段译码器是由7个发光二极（LED） 管构成，LED由特殊的半导体材料砷化镓、 磷砷化镓等制成，组装成分段式或点阵式 LED显示器件(半导体显示器)。分段式显示 器(LED数码管)由7条线段围成8型，每一段 包含一个发光二极管。外加正向电压时二 极管导通，发出清晰的光，有红、黄、绿 等色。只要按规律控制各发光段的亮、灭， 就可以显示各种字形或符号。
BCD七段显示译码器电路图
BCD七段显示译码器电路图发布:2011-08-30 | 作者: | 来源: tangyaohua | 查看:3641次| 用户关注：BCD七段显示译码器发光二极管(LED)由特殊的半导体材料砷化镓、磷砷化镓等制成，可以单独使用，也可以组装成分段式或点阵式LED显示器件(半导体显示器)。
分段式显示器(LED数码管)由7条线段围成字型，每一段包含一个发光二极管。
外加正向电压时二极管导通，发出清晰的光，有红、黄、绿等色。
只要按规律控制各发光段的亮、灭，就可以显示各种字形或符号。
LED数码管有共阳、共阴之分。
图4-17(a)是共阴式LED数码管的原理图，图4-17(b)是BCD七段显示译码器发光二极管(LED)由特殊的半导体材料砷化镓、磷砷化镓等制成，可以单独使用，也可以组装成分段式或点阵式LED显示器件(半导体显示器)。
分段式显示器(LED数码管)由7条线段围成字型，每一段包含一个发光二极管。
外加正向电压时二极管导通，发出清晰的光，有红、黄、绿等色。
只要按规律控制各发光段的亮、灭，就可以显示各种字形或符号。
LED数码管有共阳、共阴之分。
图4 - 17(a)是共阴式LED数码管的原理图，图4-17(b)是其表示符号。
使用时，公共阴极接地，7个阳极a~g由相应的BCD七段译码器来驱动(控制)，如图 4 - 17(c)所示。
BCD七段译码器的输入是一位BCD码(以D、C、B、A表示)，输出是数码管各段的驱动信号(以F a~F g表示)，也称4—7译码器。
若用它驱动共阴LED数码管，则输出应为高有效，即输出为高(1)时，相应显示段发光。
例如，当输入8421码DCBA=0100时，应显示，即要求同时点亮b、c、f、g段，熄灭a、d、e段，故译码器的输出应为F a~F g=0110011，这也是一组代码，常称为段码。
同理，根据组成0~9这10个字形的要求可以列出8421BCD 七段译码器的真值表，见表4 - 12(未用码组省略)。
Altium Designer 2013案例教程- 第10讲 项目7 数码管显示电路原理图
元件标号 U1
U2
元件名称
所属元器件库 New Integrated_ Library1.IntLib(新建元件库)
Maxim Communication Transceiver.IntLib
74LS49
U3
TI Interface Display Driver.IntLib
Dpy Blue-CA
2．当工程被编辑后，任何错误都将显示在Messages面板上。如果电 路图有严重的错误，Messages面板将自动弹出，否则Messages面板 不出现。如果报告给出错误，则检查用户的电路并纠正错误。
小结：
7.1 数码管原理图的绘制 7.1.1 绘制原理图首先要做的工作 7.1.2 加载库文件 7.1.3 放置元件 7.1.4 导线放置模式 7.1.5 放置总线和总线引入线 7.1.6 放置网络标签 7.1.7 检查原理图
（2）用同样的方法将C2封装改为：RAD-0.1；将C3封装改为：CAPR55×5; 将C4封装改为：RB5-10.5。
在原理图内也可以不修改元器件的封装，用缺省的值。然后在PCB板 内，根据实际元器件的尺寸修改封装。
图7-9 为选中元件选择相应的模型
2．放置好元器件位置的数码管电路原 理图如图7-12所示。
（4）我们想查找所有与74LS49有关的元件，所以在Filters的Field 列的第1行选Name,Operator列选Contains,Value列输入74LS49，如图 7-4所示。
图7-4 库搜索对话框
（5）单击Search按钮开始查找。搜索启动后，搜 索结果如图7-5所示。
图7-5 搜素结果
Header6
P2
Miscellaneous Connectors.IntLib
数码管显示电路原理
数码管显示电路原理数码管是一种常见的数字显示设备，它由若干个用来显示数字的小灯组成。
数码管一般有7个小灯，形状类似于数字“8”。
这7个小灯分别代表数字显示的7个段，称为a、b、c、d、e、f、g段。
数码管显示电路原理如下：1. 数码管接口：数码管的接口通常有共阳极和共阴极两种。
共阳极的接口将所有的阳极连接在一起，而共阴极的接口将所有的阴极连接在一起。
在本例中，我们将使用共阳极的数码管。
2. 控制芯片：为了控制数码管的显示，通常需要使用一个控制芯片，如74HC595。
该芯片具有串行输入并行输出的功能，可以通过引脚控制数码管的开关状态。
3. 驱动电路：在数码管显示电路中，还需要使用驱动电路来提供所需的电流以驱动数码管的小灯发光。
这通常需要使用共阳极驱动电路，它由PNP型晶体管和限流电阻组成。
4. 信号输入：在数码管显示电路中，需要接收外部的信号输入来决定需要显示的数字。
这可以通过按钮、开关或其他输入设备来实现。
操作原理如下：1. 当外部输入信号被触发时，触发信号将被发送到控制芯片的输入引脚。
2. 控制芯片接收到输入信号后，根据预设的编码方式将输入信号转换成特定的开关状态。
3. 控制芯片的输出引脚与数码管的对应段连接，根据控制芯片输出引脚的电平状态，开关对应的段。
4. 驱动电路接收到控制芯片输出引脚电平状态改变的信号后，相应地改变PNP晶体管的工作状态，从而控制数码管小灯的亮灭。
5. 通过不断重复上述操作，数码管可以根据输入信号的变化而改变显示的数字。
需要注意的是，为了实现更复杂的显示功能，可能需要多个控制芯片、驱动电路和数码管组合使用，并使用适当的输入设备来控制数码管的显示。
实验二 数码管显示
实验二数码管显示本实验的目的是掌握数码管的工作原理与使用，实现数码管的静、动态显示。
静态数码管我们先看看什么是数码管，上图就是各种长相各种样子的数码管了，肯定很眼熟了吧。
不管将几位数码管连在一起，数码管的显示原理都是一样的，都是靠点亮内部的发光二极管来发光，下面就来我们讲解一个数码管是如何亮起来的。
数码管内部电路如下图所示，从右图可看出，一位数码管的引脚是10个，显示一个8字需要7个小段，另外还有一个小数点，所以其内部一共有8个小的发光二极管，最后还有一个公共端，生产商为了封装统一，单位数码管都封装10个引脚，其中第3和第8引脚是连接在一起的。
而它们的公共端又可分为共阳极和共阴极，中间图为共阴极内部原理图，右图为共阳极内部原理图。
上图展出了常用的两种数码管的引脚排列和内部结构。
总所周知，点亮发光二极管就是要给予它足够大的正向压降。
所以点亮数码管其实也就是给它内部相应的发光二极管正向压降。
如上图左（一共a、b、c、d、e、f、g、DP 八段），如果要显示“1”则要点亮b、c 两段LED；显示“A”则点亮a、b、c、e、f、g 这六段LED；我们还知道，既然LED 加载的是正向压降，它的两端电压必然会有高低之分：如果八段LED 电压高的一端为公共端，我们称之为共阳极数码管（如上图中）；如果八段LED 电压低的一段为公共端，则称之为共阴极数码管（上图右）。
所以，要点亮共阳极数码管，则要在公共端给予高于非公共端的电平；反之点亮共阴极数码管，则要在非公共端给予较高电平。
对共阴极数码来说，其8个发光二极管的阴极在数码管内部全部连接在一起，所以称“共阴”，而它们的阳极是独立的，通常在设计电路时一般把阴极接地。
当我们给数码管的任意一个阳极加一个高电平时，对应的这个发光二极管就点亮了。
如果想要显示出一个8字，并且把右下角的小数点也点亮的话，可以给8个阳极全部送高电平，如果想让它显示出一个0字，那么我们可以除了给第“g, dp”这两位送低电平外，其余引脚全部都送高电平，这样它就显示出0字了。
(完整)7段数码管显示电路
4.4 显示模块4。
4。
1 7段数码管的结构与工作原理7段数码管一般由8个发光二极管组成，其中由7个细长的发光二极管组成数字显示，另外一个圆形的发光二极管显示小数点。
当发光二极管导通时，相应的一个点或一个笔画发光。
控制相应的二极管导通，就能显示出各种字符，尽管显示的字符形状有些失真，能显示的数符数量也有限，但其控制简单,使有也方便.发光二极管的阳极连在一起的称为共阳极数码管,阴极连在一起的称为共阴极数码管,如图4.9所示.4。
4.2 7段数码管驱动方法发光二极管（LED 是一种由磷化镓（GaP)等半导体材料制成的，能直接将电能转变成光能的发光显示器件.当其内部有一一电流通过时，它就会发光.7段数码管每段的驱动电流和其他单个LED 发光二极管一样，一般为5～10mA ；正向电压随发光材料不同表现为1.8~2.5V 不等。
7段数码管的显示方法可分为静态显示与动态显示，下面分别介绍。
（1） 静太显示所谓静态显示,就是当显示某一字符时，相应段的发光二极管恒定地寻能可截止。
这种显示方法为每一们都需要有一个8位输出口控制。
对于51单片机,可以在并行口上扩展多片锁存74LS573作为静态显示器接口。
静态显示器的优点是显示稳定，在发光二极管导通电注一定的情况下显示器的亮度高，控制系统在运行过程中，仅仅在需要更新显示内容时，CPU 才执行一次显示更新子程序,这样大大节省了CPU 的时间,提高了CPU 的工作效率；缺点是位数较多时，所需I/O 口太多,硬件开销太大，因此常采用另外一种显示方式——动态显示。
（2）动态显示所谓动态显示就是一位一位地轮流点亮各位显示器（扫描），对于显示器的每一位而言，每隔一段时间点亮一次。
虽然在同一时刻只有一位显示器在工作（点亮)，但利用人眼的视觉暂留效应和发光二极管熄 灭共阴极7段数码管内部字段LED 和引脚分 共阳极图4.9 7段数码管结构图时的余辉效应,看到的却是多个字符“同时”显示.显示器亮度既与点亮时的导通电流有关,也与点亮时间和间隔时间的比例有关。
《数码管显示控制》课件
在工业自动化系统中，数码管显示控制用于实时显示各种参数和状态信息。
工业控制
智能家居
仪器仪表
在智能家居系统中，数码管显示控制用于显示温度、湿度、电量等家居环境信息。
在各种仪器仪表中，数码管显示控制用于显示测量结果和状态信息。
03
02
01
数码管显示控制原理
数码管显示控制发展趋势与展望
05Βιβλιοθήκη 智能化：随着人工智能和物联网技术的快速发展，数码管显示控制正朝着智能化方向发展。未来的数码管显示将具备自适应调节、智能识别等功能，能够根据环境和使用场景自动调整显示效果，提高用户体验。
更广泛的应用领域
随着技术的不断进步和应用领域的拓展，数码管显示控制将在更多领域得到应用。例如，在智能家居、智能交通、智能医疗等领域，数码管显示将发挥重要作用，提升人们的生活品质。
硬件需求
Arduino开发板、数码管显示模块、杜邦线等
详细描述：介绍如何使用STM32的HAL库，通过STM32的GPIO口来控制数码管的显示内容，实现更复杂的显示效果。
编程语言：C语言
实现功能：通过编程控制数码管显示更复杂的图案和动画效果。
硬件需求：STM32开发板、数码管显示模块、杜邦线等
总结词：基于STM32平台的编程实例
更高的显示效果
未来的数码管显示将具备更高的显示效果，包括更高的分辨率、更丰富的色彩、更低的延迟等，为用户提供更加清晰、逼真的视觉体验。
更强大的交互能力
未来的数码管显示将具备更强大的交互能力，能够实现更加自然、直观的交互方式，如手势控制、语音控制等，提升用户的操作体验。
更高效的生产工艺
随着生产工艺的不断改进和技术创新，未来的数码管显示将采用更加高效的生产工艺，降低成本，提高生产效率，进一步推动数码管显示控制的应用和发展。
七段数码管及其驱动七段数码管及其驱动原理,
[转]7段数码管管脚顺序及译码驱动集成电路74LS47，487段数码管管脚顺序及译码驱动集成电路74LS47，48 这里介绍一下7段数码管见下图7段数码管又分共阴和共阳两种显示方式。
如果把7段数码管的每一段都等效成发光二极管的正负两个极，那共阴就是把abcdefg 这7个发光二极管的负极连接在一起并接地；它们的7个正极接到7段译码驱动电路74LS48的相对应的驱动端上（也是abcdefg）！此时若显示数字1，那么译码驱动电路输出段bc为高电平，其他段扫描输出端为低电平，以此类推。
如果7段数码管是共阳显示电路，那就需要选用74LS47译码驱动集成电路。
共阳就是把abcdefg的7个发光二极管的正极连接在一起并接到5V电源上，其余的7个负极接到74LS47相应的abcdefg输出端上。
无论共阴共阳7段显示电路，都需要加限流电阻，否则通电后就把7段译码管烧坏了！限流电阻的选取是：5V电源电压减去发光二极管的工作电压除上10ma到15ma得数即为限流电阻的值。
发光二极管的工作电压一般在1.8V--2.2V，为计算方便，通常选2V即可！发光二极管的工作电流选取在10-20ma，电流选小了，7段数码管不太亮，选大了工作时间长了发光管易烧坏！对于大功率7段数码管可根据实际情况来选取限流电阻及电阻的瓦数！74ls48引脚图管脚功能表74LS48芯片是一种常用的七段数码管译码器驱动器，常用在各种数字电路和单片机系统的显示系统中，下面我就给大家介绍一下这个元件的一些参数与应用技术等资料。
74ls48引脚功能表—七段译码驱动器功能表http://www.51hei. com/chip/312.html74LS47引脚图管脚功能表：共阳数码管管脚图三位共阳数码管管脚图以及封装尺寸四位数码管引脚图以及封装尺寸六位数码管引脚图门电路逻辑符号大全(三态门,同或门,异或门,或非门,与或非门, 传输门,全加器,半加器等) 常用集成门电路的逻辑符号对照表三态门,同或门,异或门,或非门,与或非门,传输门,全加器,半加器,基本rs触发器,同步rs触发器,jk触发器,d触发器7段数码管管脚顺序及驱动集成电路这里介绍一下7段数码管见下图7段数码管又分共阴和共阳两种显示方式。
七段数码管数字显示
永城职业学院项目设计七段数码管数字显示班 级：082班专 业：矿山机电姓名：倪开放指导老师：马红雷日期：2010年6月8日目录摘要 (2)关键词： (2)1、PLC概况 (3)1.1 PLC的特点 (3)1.2 PLC应用领域 (3)1.3 PLC的发展 (4)2、控制要求 (4)3、硬件控制设计 (4)3.1 PLC的选型 (4)3.2 I/O设备的选择 (5)4软件控制设计 (6)4.1I/O接线图及I/O分配图 (6)4.2波形图 (7)4.3逻辑表达式 (9)4.4梯形图 (9)4.5程序显示工作原理 (11)4.6流程图 (11)4.7助记符 (13)4.8程序的调试 (14)5、心得体会 (16)参考文献 (17)评分标准 (18)摘要七段数码管广泛应用于医院、学校及一些商业机构。
7段LED数码管，则在一定形状的绝缘材料上，利用单只LED组合排列成“8”字型的数码管，分别引出它们的电极，点亮相应的点划来显示出0-9的数字。
本次设计就是利用这个特点显示自己的学号，选用的是松下FP0系列进行控制的。
本次设机采用的是共阴极七段数码管数码管。
关键词：PLC 控制设计工作原理1、PLC概况1.1 PLC的特点PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。
“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。
它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
具体特点如下：（1）可靠性高，抗干扰能力强（2）配套齐全，功能完善，适用性强（3）易学易用，深受工程技术人员欢迎（4）系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造（5）体积小，重量轻，能耗低1.2 PLC应用领域目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类： a:开关量的逻辑控制b:模拟量控制c:运动控制d:过程控制e:数据处理f:通信与联网1.3 PLC的发展PLC技术的发展，其中有两个趋势方向，一方面，PLC已经不再是自成体系的封闭系统，而是迅速向开放式系统发展，各大品牌PLC除了形成自己各具特色的PLC系统，完成设备控制任务之外，还可以与上位计算机管理系统，实现信息交流，成为整个信息管理系统的一部分。
动态数码管原理
动态数码管原理
数码管是一种用于显示数字和字符的数字式显示器件。
动态数码管是指在一段时间内，通过在不同的数码管之间迅速切换显示来实现显示的效果。
动态数码管由多个LED（发光二极管）组成，每个LED代表一个数字或字符。
常见的动态数码管有共阳极和共阴极两种类型。
共阳极数码管中，所有LED的阳极（正极）都连接在一起，而阴极（负极）则分别连接到控制芯片的引脚上。
共阴极数码管则相反，阴极连接在一起，而阳极分别连接到引脚上。
动态数码管的显示原理是通过将要显示的数字或字符的编码信息依次送入数码管的每个LED，然后在非常短的时间内快速切换到下一个数码管。
这样，人眼会感觉到所有的数码管都在同时显示，从而呈现出数字或字符的完整效果。
控制动态数码管显示的主要元件是控制芯片，它通常由微控制器或集成电路实现。
控制芯片接收外部的数据输入，将其转换为相应的LED的开关信号。
同时，控制芯片还会通过对数码管的驱动进行控制，使其按照指定的顺序和时间间隔进行切换显示。
动态数码管的刷新速度较快，一般在几十毫秒到几毫秒的范围内。
通过适当调整刷新速度，可以使数码管的显示看起来平滑而稳定，不会出现明显的闪烁感。
总结起来，动态数码管通过快速切换显示的方式，利用LED
的发光特性来显示数字和字符。
通过控制芯片的控制，实现数据输入和驱动控制，从而完成数码管的动态显示。
七段数码管设计电路
EDA基础及应用实验项目报告项目题目:七段数码管显示电路设计姓名：胡小琴院系：电子信息工程学院专业：电子信息工程（对口高职）学号： 201315294127指导教师：徐正坤综合成绩：完成时间: 2015年5月22日一、项目实验内容摘要1、设计一个共阴7段数码管控制接口，要求：在时钟信号的控制下，使8位数码管动态刷新显示0—9。
2、设计一个基本功能十进制计数器，实现十进制计数器输出的动态显示。
二、项目实验源代码程序1LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY countbasic ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC;DOUT:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);COUT:OUT STD_LOGIC);END countbasic ;ARCHITECTURE behav OF countbasic ISBEGINPROCESS(CLK)V ARIABLE Q:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);BEGINIF CLK'EVENT AND CLK='1' THENIF Q<9 THEN Q:=Q+1;ELSE Q:=(OTHERS=>'0');END IF;END IF;IF Q="1001" THEN COUT<='1';ELSE COUT<='0';END IF;DOUT<=Q;END PROCESS;END behav;程序2 ENTITY countbasic_vhd_tst ISEND countbasic_vhd_tst;ARCHITECTURE countbasic_arch OF countbasic_vhd_tst IS -- constants-- signalsSIGNAL CLK : STD_LOGIC;SIGNAL COUT : STD_LOGIC;SIGNAL DOUT : STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); constant clk_cycle : time := 100 ns;COMPONENT countbasicPORT (CLK : IN STD_LOGIC;COUT : OUT STD_LOGIC;DOUT : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0));END COMPONENT;BEGINi1 : countbasicPORT MAP (-- list connections between master ports and signalsCLK => CLK,COUT => COUT,DOUT => DOUT);processbeginclk <= '1';wait for clk_cycle;clk <= '0';wait for clk_cycle;end process;END countbasic_arch;程序3LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY Seg7_Dsp isPORT(CP : IN STD_LOGIC; -- CLOCKSEGOUT : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); -- SEG7 Display O/PSELOUT : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); -- Select SEG7 O/PNUMOUT : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); -- Number Display Signal OUTNUM : IN STD_LOGIC_VECTOR( 3 DOWNTO 0); -- Number Display Signal INM : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0));END Seg7_Dsp;ARCHITECTURE a OF Seg7_Dsp ISSIGNAL SEG : STD_LOGIC_VECTOR( 7 DOWNTO 0); -- SEG7 Display Signal SIGNAL SEL : STD_LOGIC_VECTOR( 7 DOWNTO 0); -- Select SEG7 Signal BEGINConnection : BlockBeginM <= "0010";SELOUT <= SEL; -- Seg7 Disp Selection SEGOUT(7 DOWNTO 0) <= SEG; -- Seven Segment Display NUMOUT <= NUM;End Block Connection;Free_Counter : Block -- 计数器-- 产生扫描信号Signal Q : STD_LOGIC_VECTOR(24 DOWNTO 0);Signal S : STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);BeginPROCESS (CP) -- 计数器计数BeginIF CP'Event AND CP='1' thenQ <= Q+1;END IF;END PROCESS;S <= Q(15 DOWNTO 13); --about 300 Hz--扫描信号SEL <= "11111110" WHEN S=0 ELSE"11111101" WHEN S=1 ELSE"11111011" WHEN S=2 ELSE"11110111" WHEN S=3 ELSE"11101111" WHEN S=4 ELSE"11011111" WHEN S=5 ELSE"10111111" WHEN S=6 ELSE"01111111" WHEN S=7 ELSE"11111111";End Block Free_Counter;SEVEN_SEGMENT : Block -- Binary Code -> Segment 7 CodeBegin--SEG <= "00111111"WHEN NUM = 0 ELSE"00000110"WHEN NUM = 1 ELSE"01011011"WHEN NUM = 2 ELSE"01001111"WHEN NUM = 3 ELSE"01100110"WHEN NUM = 4 ELSE"01101101"WHEN NUM = 5 ELSE"01111101"WHEN NUM = 6 ELSE"00000111"WHEN NUM = 7 ELSE"01111111"WHEN NUM = 8 ELSE"01101111"WHEN NUM = 9 ELSE"01110111"WHEN NUM = 10 ELSE"01111100"WHEN NUM = 11 ELSE"00111001"WHEN NUM = 12 ELSE"01011110"WHEN NUM = 13 ELSE"01111001"WHEN NUM = 14 ELSE"01110001"WHEN NUM = 15 ELSE"00000000";End Block SEVEN_SEGMENT;END a;三、项目实验工具软件项目试验工具：EL-SOPC400试验箱、主芯片：EP4CE22F17C8、计算机与QUARTUS Ⅱ软件四、实验步骤1、建立项目文件以及VHDL文件同前几个实验一样2、将前两个程序按照一点的步骤设置然后进行仿真3、将三个实验添加到项目中来并设置为顶层文件4、建立顶层图，选择“File→New→Block Diorgram Schematic File”按OK 就可以建立一个顶层图，我们在把他进行保存，名字为默认的文件名，并将“Add file to current project”选项选中，让他加入到工程中去。
用7段数码管显示9秒倒计时
1 设计内容及目标1.1设计题目用七段LED数码管显示倒计时1.2设计要求（1）用8255控制七段LED数码管。
（2）可选：用8254定时器显示时间。
（3）可选：可通过开关控制暂停计时、继续计时或时间清零。
1.3设计目的通过本学期对微机原理的学习，掌握的知识还停留在理论的上。
但是这是一门实践性较强的课程，让学生在学完该课程之后，进行一次课程设计，使学生将课堂所学的知识和实践有机结合起来，初步掌握计算机应用系统设计的步骤和接口设计的方法，提高分析和解决实际问题的能力。
通过设计实践,培养学生查阅专业资料，工具书或参考书,了解有关工业标准，掌握现代设计手段和软件工具，并能以图纸和说明书表达设计思想和结果的能力。
通过设计，不但要培养和提高学生解决工程具体问题,动脑动手的技术工作能力，而且还要逐步建立科学正确的设计和科研思想，培养良好的设计习惯，牢固树立实事求是和严肃认真的工作态度。
2 设计原理2.1设计思路本次课程设计的题目是用七段LED数码管来显示倒计时。
在这个设计中既要用到8255芯片，又要用到8254芯片对脉冲信号进行记数。
设定初始值，每隔一秒，秒钟数字减一，每过60秒分钟个位减一。
根据需要，需选择的芯片有8255、8259和8254。
2.2设计环境与器材（1）PC微机一台。
用于对程序的编写、编译和测试等，同时还需要对实验设备进行控制，提供整个程序的运行平台，并且收集和释放硬件信号，实现程序功能。
（2）微机原理实验箱一台。
此设备必须能提供8254、8255、8259和数码管等必要芯片，并且能通过接受PC机传来的信息，显示出相应的功能，以支持电子时钟的实现。
（3）导线若干条。
用于电路和芯片之间的连接。
2.3电路原理和主要芯片2.3.1电路工作原理首先利用程序硬性规定分、秒的起始时间为9。
然后通过8254计时器分频，并将以分得的频率接通8259中断控制器，进而通过CPU响应可屏蔽中断达到按秒计时的效果。
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图7-3 Libraries面板
（3）对于本例必须确认Scope设置中，Search in选择为Components （对于库搜索存在不同的情况，使用不同的选项）。必须确保Scope 设置中，选择Libraries on Path单选按钮，并且Path包含了正确的 连接到库的路径。如果用户接受安装过程中的默认目录，路径中会显 示C:\Documents and Settings\All Users\Documents\Altium\AD13\Library\可以通过单击文件浏览按钮 来改变库文件夹的路径。还需要确保已经选中Include Subdirectories复选框。
Res2
Header2 Header6
R10-R16
P1 P2
300
Miscellaneous Devices.IntLib
Miscellaneous Connectors.IntLib Miscellaneous Connectors.IntLib
1. 在放置电容C1、C2的过程中，将封 装改为：RAD-0.1方法如下：
（4）我们想查找所有与74LS49有关的元件，所以在Filters的Field 列的第1行选Name,Operator列选Contains,Value列输入74LS49，如图 7-4所示。
图7-4 库搜索对话框源自（5）单击Search按钮开始查找。搜索启动后，搜 索结果如图7-5所示。
图7-5 搜素结果
7.1 数码管原理图的绘制 7.1.1 绘制原理图首先要做的工作
首先在硬盘上建立一个“数码管显示电路”的文 件夹，然后建立一个“数码管显示电路.PrjPCB” 工程文件并把它保存在“数码管显示电路”的文 件夹下，新建一个原理图，自定义原理图的图纸 。
7.1.2 加载库文件
Altium Designer为了管理数量巨大的电路 标识，电路原理图编辑器提供强大的库搜索 功能。首先在库面板查找：MAX1487E和 74LS49两个元件，并加载相应的库文件。然 后加载设计者在项目5建立的集成库文件： New Integrated_ Library1.IntLib。 1．首先来查找型号为74LS49元件。 （1）单击Libraries标签，显示Libraries 面板,如图7-3所示 。 （2）在Libraries面板中按下Search按钮， 或选择Tools → Find Component，将打开 Libraries Search对话框如图7-4所示。
小结：
7.1 数码管原理图的绘制 7.1.1 绘制原理图首先要做的工作 7.1.2 加载库文件 7.1.3 放置元件 7.1.4 导线放置模式 7.1.5 放置总线和总线引入线 7.1.6 放置网络标签 7.1.7 检查原理图
作业：
P163 1-2,4-6
图7-9 为选中元件选择相应的模型
2．放置好元器件位置的数码管电路原 理图如图7-12所示。
图7-12 放好元件的数码管电路原理图
7.1.4 放置导线 7.1.5 放置总线和总线引入线 7.1.6 放置网络标签
图7-23 放置好的总线、总线引入线及网络标签
7.1.7 检查原理图
编辑工程可以检查设计文件中的设计原理图和电气规则的错误，并提 供给用户一个排除错误的环境。 1．要编辑数码管显示电路，选择Project → Compile PCB Project 数码管显示电路.PrjPCB 2．当工程被编辑后，任何错误都将显示在Messages面板上。如果电 路图有严重的错误，Messages面板将自动弹出，否则Messages面板 不出现。如果报告给出错误，则检查用户的电路并纠正错误。
项目7 数码管显示电路原理图的绘制
图7-1 数码管显示器电路原理图
复习:
6.1 6.2 6.3 原理图编辑的操作界面设置 图纸设置 6.2.1 图纸尺寸 6.2.2 图纸方向 6.2.3 图纸颜色 栅格（Grids）设置
教学目的及要求：
1. 掌握原理图图纸的设置 2. 了解导线放置模式 3. 熟练掌握放置总线和总线引入线 教学重点：熟练掌握放置总线和总线引入线 教学难点：导线放置模式
Cap Pol2
Cap Pol2 Res2 Res2 Res2
C3
C4 R1-R3 R4-R6 R7-R9
10uF/10V
220uF/10V 10K 5K 1K
Miscellaneous Devices.IntLib
Miscellaneous Devices.IntLib Miscellaneous Devices.IntLib Miscellaneous Devices.IntLib Miscellaneous Devices.IntLib
2. 安装项目5建立的集成库文件：New Integrated_Library1.IntLib
（1）如果用户需要添加新的库文件，单击图7-3中库面板的 Libraries按钮，弹出Available Libraries对话框如图7-7所示。 （2）在Available Libraries对话框中，单击Install按钮，弹出打 开路径的对话框如图7-8所示，选择正确的路径，双击需要安装的库 名即可。
图7-7 安装库文件对话框
图7-8 安装库文件
7.1.3 放置元件
用项目2 介绍的方法放置元件。表7-1给出了该电路中每个元件样本、元件 标号、元件名称（型号规格）、所在元器件库等数据。注意在放置元件的时 候，一定要注意该元件的封装要与实物相符。 表7-1 数码管显示电路元器件数据
元件样本 AT89C2051 MAX1487EPA 74LS49 Dpy Blue-CA NPN XTAL Cap 元件标号 U1 U2 U3 DS1-DS3 Q1-Q3 Y1 C1-C2 9013 12MHz 30pF 元件名称 所属元器件库 New Integrated_ Library1.IntLib(新建元件库) Maxim Communication Transceiver.IntLib TI Interface Display Driver.IntLib New Integrated_ Library1.IntLib(新建元件库) Miscellaneous Devices.IntLib Miscellaneous Devices.IntLib Miscellaneous Devices.IntLib
（6） 鼠标左击Place SN74LS49D按钮，弹出Confirm对话框如图7-6， 确认是否安装元件SN74LS49D所在的库文件TI Interface Display Driver.IntLib,按Yes按钮，即安装该库文件。 （7）用以上方法查找“MAX1487E”元件。
图7-6 确认是否安装库文件
（1）在用户放置C1的时候，当光标上“悬浮”着一个电容符号时， 按TAB键编辑电容的属性。在Component Properties对话框的Models For C1-Cap单元，电容的封装模型为RAD-0.3如图7-9所示，现在要把 它改为RAD-0.1。 （2）用同样的方法将C2封装改为：RAD-0.1；将C3封装改为：CAPR55×5; 将C4封装改为：RB5-10.5。 在原理图内也可以不修改元器件的封装，用缺省的值。然后在PCB板 内，根据实际元器件的尺寸修改封装。