2.1 LED显示器及其接口技术
第8章 LED显示及键盘接口技术1
第八章LED显示器及键盘接口技术大多数的单片机应用系统，都要配置输入和输出设备。
常用的输入外设有键盘、BCD码拨盘等；常用的输出外设有LED数码管、LCD显示器、打印机等。
8.1LED显示器的接口技术LED（Light Emitting Diode）数码管是由发光二极管构成的。
8.1.1LED显示原理常见的LED数码管为“8”字型的，共计8段。
每一段对应一个发光二极管。
有共阳极和共阴极两种，如图8-1所示。
共阴极发光二极管的阴极连在一起，通常公共阴极接地。
当阳极为高电平时，发光二极管发光。
同样，共阳极发光二极管的阳极连接在一起，公共阳极接正电压，当某个发光二极管的阴极接低电平时，发光二极管发光，显示相应的段。
图8-1 8段LED数码管结构及外形LED数码管中还有一个圆点型发光二极管（在图中以dp表示），用于显示小数点。
通过七个发光二极管亮暗的不同组合，可以显示各种数字。
为了使数码管显示不同的符号或数字，实际上是确定哪些段发光、哪些段不发光，就要为LED数码管提供段码（字型码）。
LED数码管共计8段。
正好是一个字节。
习惯上是以“a”段对应段码字节的最低位。
各段与字节中各位对应关系如表8-1所示。
按照上述格式，显示各种字符的8段LED数码管的段码如表8-2所示。
除“8”字型的LED数码管外，还有“±1”型、“米”字型和“点阵”型LED显示器，如图8-2所示。
本章均以“8”字型的LED数码管为例。
图8-2 其他各种字型的LED显示器8.1.2LED显示器的动态扫描驱动方式图8-3所示为显示N位字符的LED数码管的结构原理图。
N根位选线和8×N条段码线。
段码线控制显示字型，而位选线控制显示位LED数码管的亮或暗。
图8-3 N位LED数码管的结构原理图1．LED静态显示方式无论多少位LED数码管，同时处于显示状态。
静态显示方式，各位的共阴极（或共阳极）连接在一起并接地（或接+5V）；每位的段码线（a～dp）分别与一个8位的I/O口锁存器输出相连。
LED显示器接口技术及实验
LED显示器接口技术及实验在单片机系统中，经常用LED（发光二极管）数码显示器来显示单片机系统的工作状态、运算结果等各种信息，LED数码显示器是单片机与人对话的一种重要输出设备。
16.1 LED数码显示器的构造及特点图16-1是LED数码显示器的构造。
它实际上是由8个发光二极管构成，其中7个发光二极管排列成“8”字形的笔画段，另一个发光二极管为圆点形状，安装在显示器的右下角作为小数点使用。
通过发光二极管亮暗的不同组合，从而可显示出0~9的阿拉伯数字符号以及其它能由这些笔画段构成的各种字符。
图16-1 LED数码显示器的构造LED数码显示器的内部结构共有两种不同形式，一种是共阳极显示器，其内部电路见图16-2，即8个发光二极管的正极全部连接在一起组成公共端，8个发光二极管的负极则各自独立引出。
另一种是共阴极显示器，其内部电路见图16-3，即8个发光二极管的负极全部连接在一起组成公共端，8个发光二极管的正极则各自独立引出。
图16-2 共阳极显示器内部电路图16-3 共阴极显示器内部电路LED数码显示器中的发光二极管共有两种连接方法：共阳极接法。
把发光二极管的阳极连在一起，使用时公共阳极接+5V，这时阴极接低电平的段发光二极管就导通点亮，而接高电平的则不点亮。
共阴极接法。
把发光二极管的阴极连在一起，使用时公共阴极接地，这时阳极接高电平的段发光二极管就导通点亮，而接低电平的则不点亮。
驱动电路中的限流电阻R，通常根据LED的工作电流计算而得到，R=（Vcc-Vled）/Iled。
式中，Vcc为电源电压（+5V），Vled为LED压降（一般取2V左右），Iled为工作电流（可取1~20mA）。
R通常取数百欧姆。
我们实验中使用的89C51单片机，其P0~P3口具有20mA的灌电流输出能力，因此可直接驱动共阳极的LED数码显示器。
为了显示数字或符号，要为LED数码显示器提供代码，因为这些代码是为显示字形的，因此称之为字形代码。
四川大学电子信息学院研究生入学复习大纲
四川大学电子信息学院研究生入学复习大纲四川大学电子信息学院各科考研大纲汇总硕士入学《电磁场与微波技术》考试大纲《电磁场与微波技术》要求对电磁场基本理论和微波技术基础具有良好的掌握，能够完成基本的矢量运算，对常用的微波器件和参数有一定的了解。
《电磁场与微波技术》的一些具体要求如下：1.麦克斯韦方程组的数学表达式和物理意义，横电磁平面波的基本特性；2.对称分布的静电场边值问题，高斯定理的应用，坡印亭定理，静电平衡条件等；3.恒定电流产生的磁场分布的计算和分析；4.无耗传输线的基本理论及应用，包括：传输线输入阻抗的计算，阻抗匹配的条件等等；5.史密斯圆图的基本理论和应用；6.两端口和多端口网络的基本理论，包括散射矩阵、阻抗矩阵、导纳矩阵和转移矩阵等的定义和分析；7.矩形波导和圆波导的基本模式分析；8.定向耦合器、功分器、魔T、隔离器等微波器件的基本特性；9.滤波器的主要参数和集总参数滤波器的基本设计方法；10.天线增益和方向图的基本概念，天线辐射电阻的意义。
硕士入学《高级语言程序设计》考试大纲《高级语言程序设计》要求掌握高级语言设计的基本方法，结合实际应用可以设计小程序实现要求的功能，例如：完成测量结果的数据处理，积分和导数的数值计算等等。
对具体的编程语言不做要求，可以使用Fortran、Basic、C、C++等高级语言。
程序设计的一些具体要求如下：1.变量的声明、赋值和基本运算。
2.基本的输入和输出功能，实现键盘数据的输入和计算机屏幕的数据输出。
3.数组的赋值和运算，实现一些矩阵的运算，例如矩阵相乘的运算。
4.单重和多重循环的功能，实现累加、阶乘、排列和组合等的计算。
5.程序条件判断与跳转的功能。
6.子程序或者函数的概念和基本调用方法。
7.递归函数或者子程序的基本概念，可以使用递归函数简化程序的设计。
8.常用数学函数的表示方法，例如绝对值函数、对数函数、正弦函数、开平方等。
硕士入学《大学物理》（电磁学、光学）考试大纲一、电磁学部分：要求对电磁场基本理论和基本应用具有良好的掌握，能够完成基本的矢量运算，对基本电路理论有一定的掌握。
显示器接口技术
表6-13 74LS139的真值表
串行输出
采用串行输出可以大大节省单片机的内部资源。图620为2位共阳LED作串行输出的接口电路。该电路用74LS164 将80C51输出的串行数据转换成并行数据输出给LED显示器， 减少了接口连线。其中74LS164的TXD为移位时钟输出，RXD 为移位数据输出，P1．7作为显示器允许控制输出线。每次 能够输出2个字节（16位）的段码数据。依据此方法，可以 作多位LED的串行输出显示。
⑵动态显示
显示原理 动态显示就是一位一位地轮流点亮各位LED显示器 （即扫描），对于每位显示器来说，每隔一段时间被80C51 点亮一次，并保留一定时间（通常为1～10ms），以造成 视觉暂留效果。这样，虽然在同一时刻，实际上只有一位 LED显示器在显示，但利用人眼的“视觉暂留”和发光二 极管熄灭时的余晖效应，使人感觉好像若干位LED显示器 在同时显示不同的数字一样。
2．LED数码显示器的编码
要使LED数码管显示数字，只要点亮相应字段的发光二极管即可。 如要显示“1”，点亮b、c段；要显示“0”，点亮a、b、c、d、e、f 段。从图6-17中不难看出，对于共阴极数码管，点亮字段用高电平 “1”表示，而对于共阳极数码管，点亮字段则用低电平“0”来表示。 这样我们就可以把要显示的数字与一串二进制代码对应起来，即对 LED数码显示器实现编码。由于这种编码是与显示器结构相对应的， 因此分为共阴显示码和共阳显示码两种。
管的每一段加有限流电阻。
五．软件设计(参考程序如下)
ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0100H
第三章LED显示及其接口.
a b c d e f g h
o o
3 8
共 阳 LED数 码 显 示 块
6 80 Ω x 8
（2）动态扫描显示接口
7 4L S24 4 8 05 1
P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 3 4 7 8 13 14 17 18 11
1 00 Ω x 8
18 16 14 12 9 7 5 3 1 19
7 6 4 2 1 9 10 5
a b c d e f g h
o o
3 8
共 阳 LED数 码 显 示 块
6 80 Ω x 8
7 4LS4 7
Vcc
7 1 2 6
A B C D RBO BI/ LT 3 4 5 Vcc RBI
13 12 11 10 a b c d e f g 9 15 14
7 6 4 2 1 9 10 5
+5V
3
6 80 Ω x 8
7 6 4 2 1 9 10 5
o
a b c d e f g h
数 码 显 示 块
o
8
8 05 1
静态硬件译码显示接口
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
7 4LS4 7
13 12 11 10 9 15 14
Vcc
7 1 2 6 A B C D RBO BI/ LT RBI 3 4 5 Vcc a b c d e f g
3.1 七段LED显示器
1、结构与原理
b d g h a c e f
o
(a) 共 阴 连 接
o
b
d
f
g
(b ) 共 阳 连 接
LED拼接屏的控制信号与显示接口
CLK时钟信号：提供给移位寄存器的移位脉冲，每一个脉冲将引起数据移入或移出一位。
数据口上的数据必须与时钟信号协调才能正常传送数据，数据信号的频率必须是时钟信号的频率的1/2倍。
在任何情况下，当时钟信号有异常时，会使整板显示杂乱无章。
STB锁存信号：将移位寄存器内的数据送到锁存器，并将其数据内容通过驱动电路点亮LED显示出来。
但由于驱动电路受EN使能信号控制，其点亮的前提必须是使能为开启状态。
锁存信号也须要与时钟信号协调才能显示出完整的图象。
在任何情况下，当锁存信号有异常时，会使整板显示杂乱无章。
EN使能信号：整屏亮度控制信号，也用于显示屏消隐。
只要调整它的占空就可以控制亮度的变化。
当使能信号出现异常时，整屏将会出现不亮、暗亮或拖尾等现象。
RI数据信号：提供显示图象所需要的数据。
必须与时钟信号协调才能将数据传送到任何一个显示点。
一般在显示屏中红绿蓝的数据信号分离开来，若某数据信号短路到正极或负极时，则对应的该颜色将会出现全亮或不亮，当数据信号被悬空时对应的颜色显示情况不定。
ABCD行信号：只有在动态扫描显示时才存在，ABCD其实是二进制数，A 是最低位营销管理，如果用二进制表示ABCD信号控制最大范围是16行（1111），1/4扫描中只要AB信号就可以了，因为AB信号的表示范围是4行（11）。
当行控制信号出现异常时，将会出现显示错位、高亮或图像重叠等现象。
单元板/模组上显示接口：显示接口是用于连接控制卡和单元板/模组之间的连接，已将控制信号进行传递。
接口类型:按顺序排列08接口，常见于1/16、1/8扫。
04接口，常见于1/4扫。
12接口，常见于1/4扫。
由于存在不同的扫描方式，也就有不同的接口，使用得最多的是08接口，12接口和04接口。
不同的接口主要是信号线的排列顺序不一样，原理是一样的。
室内屏多用08接口，室外屏所采用接口非常杂乱，使12接口的较多，但12接口也不是户外屏的唯一接口。
选择控制卡和单元板/模组时，应尽量选择接口一致的，若买到了不一致的接口，也可以根据学到的原理进行改线。
LED显示器接口技术及实验
LED显示器接口技术及实验在单片机系统中，经常用LED（发光二极管）数码显示器来显示单片机系统的工作状态、运算结果等各种信息，LED数码显示器是单片机与人对话的一种重要输出设备。
16.1 LED数码显示器的构造及特点图16-1是LED数码显示器的构造。
它实际上是由8个发光二极管构成，其中7个发光二极管排列成“8”字形的笔画段，另一个发光二极管为圆点形状，安装在显示器的右下角作为小数点使用。
通过发光二极管亮暗的不同组合，从而可显示出0~9的阿拉伯数字符号以及其它能由这些笔画段构成的各种字符。
图16-1 LED数码显示器的构造LED数码显示器的内部结构共有两种不同形式，一种是共阳极显示器，其内部电路见图16-2，即8个发光二极管的正极全部连接在一起组成公共端，8个发光二极管的负极则各自独立引出。
另一种是共阴极显示器，其内部电路见图16-3，即8个发光二极管的负极全部连接在一起组成公共端，8个发光二极管的正极则各自独立引出。
图16-2 共阳极显示器内部电路图16-3 共阴极显示器内部电路LED数码显示器中的发光二极管共有两种连接方法：共阳极接法。
把发光二极管的阳极连在一起，使用时公共阳极接+5V，这时阴极接低电平的段发光二极管就导通点亮，而接高电平的则不点亮。
共阴极接法。
把发光二极管的阴极连在一起，使用时公共阴极接地，这时阳极接高电平的段发光二极管就导通点亮，而接低电平的则不点亮。
驱动电路中的限流电阻R，通常根据LED的工作电流计算而得到，R=（Vcc-Vled）/Iled。
式中，Vcc为电源电压（+5V），Vled为LED压降（一般取2V左右），Iled为工作电流（可取1~20mA）。
R通常取数百欧姆。
我们实验中使用的89C51单片机，其P0~P3口具有20mA的灌电流输出能力，因此可直接驱动共阳极的LED数码显示器。
为了显示数字或符号，要为LED数码显示器提供代码，因为这些代码是为显示字形的，因此称之为字形代码。
LED显示器原理及接口技术
a b c ┆
n dp
a b c ┆
n dp
+5V
共阴极 共阳极 共阴极 共阳极
（a）七段LED原理图
图（b）“米”字LED原理图
图
典型LED器件原理图 器件原理图 典型
LED显示器原理及接口技术 LED显示器原理及接口技术
给数码管的每个输入端（a,b,c,……,h） 给数码管的每个输入端（a,b,c,……,h） 提供适当电平， 提供适当电平，使某几段发光二极管亮 而另外几段不亮， ，而另外几段不亮，则可显示出数字或 字母。八个输入端组成的二进制编码（ 字母。八个输入端组成的二进制编码（ 简称段码或段选码） 简称段码或段选码）所对应的显示内容 见后表。 见后表。
LED显示器原理及接口技术 显示器原理及接口技术
表 七段LED字型码 七段LED字型码
LED数码管在微机系统中的应用 LED数码管在微机系统中的应用
图
LED在系统中的连接 在系统中的连接
LED数码管在微机系统中的应用 LED数码管在微机系统中的应用
常用于LED的驱动器：7407/7406同向 常用于LED的驱动器：7407/7406同向/反向驱动器 同向/ 的驱动器 75452二输入与非驱动器 二输入与非驱动器。 ，75452二输入与非驱动器。锁存器可用 74LS273/373 、74LS244等集成电路。 74LS244等集成电路 等集成电路。 系统中有多位LED 则每次只能使一位LED LED， LED显示信息 系统中有多位LED，则每次只能使一位LED显示信息 每位LED上有一选通端（公共端）。 LED上有一选通端 ）。要想使哪位显 ，每位LED上有一选通端（公共端）。要想使哪位显 就应给其公共端提供有效电平（共阳极为“ 示，就应给其公共端提供有效电平（共阳极为“1” 公阴极为“ ），而其它位的公共端提供无效电 ，公阴极为“0”），而其它位的公共端提供无效电 这样构成的二进制编码称为位码或位选码。 平。这样构成的二进制编码称为位码或位选码。 动态显示：在多位LED显示中，即要使每一位的显示 动态显示：在多位LED显示中， LED显示中 信息有一个持续时间，可用循环延时程序实现， 信息有一个持续时间，可用循环延时程序实现，又 要保证一遍一遍地进行循环显示时不出现闪烁， 要保证一遍一遍地进行循环显示时不出现闪烁，在 硬件设计时就要考虑LED的位数不能太多， LED的位数不能太多 软、硬件设计时就要考虑LED的位数不能太多，显示 的延时要适中。 的延时要适中。
第2章发光二极管显示器件的接口技术
器件选用
对需要更大输出电流、更高输出电压时，还可选择 高压输出的OC门驱动器7406/7407。 7406/7407器件低电平时的注入电流可达40mA，高 电平输出时，可耐压30V。 专用驱动器ULN2003/ ULN2803/ULN2023/ULN2823更适合LED的大电流 驱动，导通时可注入500mA的极限电流，可在 300mA电流下长期工作，高电平输出耐压可达 50V(ULN2003/ULN2803)或 95V(ULN2023/ULN2823)。 高电平时的输出电流远小于低电平时的注入电流。 所以，一般情况下应使用低电平驱动方式
（2）行驱动电流的计算：
设16路，段平均电流为4mA ，80列超高亮LED点阵， 则全亮时三级管应提供的行驱动电流为
4 10
3
16 80 5 . 12 A
根据行驱动电流选择三极管
驱动少量数码管时，可直接使用单片机并行I/O 端口连接驱动和限流部分 大多数LED专用驱动芯片，都是用于共阴极数码管
DIG0 来自7219 7407 220Ω DG0
见P40 图2.20 P41 图2.21
高压Hale Waihona Puke 出驱动电路OC门位驱动
图2.20 用MAX7219驱动大导通压降的LED电路
2.5动态显示驱动管的散热问题 驱动管在线路板上应均与分布 大量的驱动块不能集中在一起 通风良好 驱动电压不能太大 注意安装
/Y15 74HC594 P1.0 TXD RXD SCLK SRCLK SER QA 驱动 与 限流 QH QH/ ULN2003 SCLK SRCLK SER QA
图2.12共阴极双色动态LED显示驱动电路
……
QH QH/
LED光柱显示器与PLC的接口技术
LED光柱显示器与PLC的接口技术张群【摘要】PLC设计的控制系统显示界面比较单调.一般通过观察控制柜上设置的指示灯或PLC本身的LED灯来了解控制仪的状态,对于像液位采集与控制之类的仪器仪表,这种显示界面远远不够.为了弥补PLC显示界面的不足,可以采用LED光柱显示器来扩展其显示功能.通过实际调试运行,选用MAX7219来驱动光柱显示器,与PLC之间采用串行方式通信,不仅占用PLC资源少,而且能满足实时监控的需要.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2008(031)015【总页数】3页(P181-183)【关键词】光柱显示;数码驱动;PLC接口;MAX7219【作者】张群【作者单位】乐山职业技术学院,四川,乐山,614000【正文语种】中文【中图分类】TN87PLC不仅具有传统继电器控制系统的控制功能，而且能扩展输入输出模块，特别是可以扩展一些智能控制模块，构成不同的控制系统，将模拟量输入输出控制和现代控制方法融为一体，实现智能控制、闭环控制、多控制功能一体的综合控制。
现代PLC以集成度高、功能强、抗干扰能力强、组态灵活、工作稳定受到普遍欢迎，在传统工业的现代化改造中发挥越来越重要的作用。
但PLC设计的控制系统显示界面比较单调，一般通过观察控制柜上设置的指示灯或PLC本身的LED灯来了解控制仪的状态，对于像液位采集与控制之类的仪器仪表，这种显示界面远远不够。
为了弥补PLC显示界面的不足，可以采用LED光柱显示器或PC机显示。
本文提出了一种基于MAX7219的LED光柱显示器与PLC的接口技术。
1 LED光柱显示器简介LED光柱显示器是由若干LED管芯按规定长度等距排列组成，因具有显示醒目、直观，亮度均匀，可靠性高以及成本低、抗振、耐冲击、体积小、重量轻且具有连续显示工业参数变化趋势等特点已用于各种显示调节仪表，作为过程量或控制量以及阀位的模拟指示。
LED光柱显示器具有红、绿、橙、黄等不同颜色，有共阴和共阳两种类型。
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LED动态显示电路如图所示
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
COM D3
COM D2
COM D1 I/O(2)
COM D0
图7-6 LED动态显示方式 LED 动态显示方式
例题2：说明采用4位共阴极LED数码管动态显示4567 数字的工作过程
图为4个LED组成的静态显示硬件译码接口电路
图中，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。若要显示带小数点的十进制数，则只要在 LED显示器的dp端另加驱动控制即可。
段码锁存器U1和位码锁存器U2均连在数据总线D7~ D0上， CPU通过数据总线送出的数据是到U1还是U2，这要由 74LS138对地址译码后的输出信号和决定。U1端口地址 PORT0被选中，U1选通并锁存住CPU输出的段选码；当U2 端口地址PORT7被选中，U2锁存住CPU输出的位选码。 设该接口电路从左到右（即从LED1到LED4）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。
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
COM
COM
COM
COM
GND
图 静态显示方式 7-5 LED静态显示方式 LED
例题1：说明采用4个共阴极LED数码管静态显示4567数字的
工作过程。
例题分析：当所有COM端连接在一 I/O(1) 起并接地时，首先由 I/O 口（ 1 ）送出 数字 4 的段选码 66H 即数据 01100110 到 左边第一个LED的段选线上，阳极接受 到高电平“ 1” 的发光管 f 、 g 、 c 、 b 段 dp g f e d c b a 因为有电流流过则被点亮，则结果为 左边第一个 LED 显示 4 ；接着由 I/O 口 （ 2 ）送出数字 5 的段选码 6DH 即数据 01101101到左边第二个LED的段选线上， 阳极接受到高电平“ 1” 的共阴极发光 COM 管g、f、d 、 c、a段则被点亮，则结 果为左边第二个 LED 显示 5 ；同理，由 I/O 口（ 3 ）送出数字 6 的段选码 7cH 即 01111100到左边第三个LED的段选线上， 由 I/O 口（ 4 ）送出数字 7 的段选码 07H 即00000111 到左边第四个LED 的段选线 上，则第三、四个LED分别显示6、7。
1．静态显示方式
定义：当显示器显示某一字符时，相应的发光二极管恒 定的导通或截止。
特点；每位显示器都有各自的锁存器、译码器、驱动器， 用以锁存待显示数字的字段码。 优点：占用CPU时间少，显示稳定可靠。 缺点：功耗较大，占用I/O线较多。
4个LED组合的静态显示电路如图所示
I/O(1) I/O(2) I/O(3) I/O(4)
2.1 LED显示器接口
学习目标
掌握LED显示器件的工作原理、显示方式及其接 口电路。 了解图形显示画面的几种形式与功能作用。
引言
在计算机控制中，显示装置是一个重要组 成部分，主要用来显示生产过程的工艺状况与 运行结果，以便于现场工作人员的正确操作。
常用的显示器件有显示记录仪、发光二极管显
示器LED、液晶显示器LCD、大屏幕显示器和
接口程序为： MOV BX，OFFSET DATA1 MOV AL，[BX] OUT PORT1，AL ；显示左2位 INC BX MOV AL，[BX] OUT PORT0，AL ；显示右2位
2、动态显示电路
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 码扫描功能则完全由软件编程来完成。下图给出4个LED 组成的动态显示软件译码接口电路，4个共阴极LED显示 器的段选线对应并接，由一片8D触发器74LS374（U1） 进行段选控制，其间串有8个三极管以正向驱动LED的阳 极，此可称为段选通道。4个LED的COM端由另一片 74LS374（U2）进行位选控制，其间接有达林顿阵列驱 动器MC1413（内含7对复合三极管）以对LED的阴极进 行反向驱动，此构成了位选通道。
三、LED显示器接口电路
控制系统中的LED显示电路，除了要完成 把字符转换成对应的段选码的译码功能以 外，还要具有数据锁存与驱动的功能。其 中，译码功能可以通过硬件译码器完成， 也可通过软件编程实现；而数据锁存与驱 动只有依赖硬件电路来实现。结合上面讨 论的两种显示方式：
1、静态显示电路
静态显示方式的关键是多个LED需与多个I/O并行 口相连，一般的并行I/O口如8255A或锁存器只具 备锁存功能，还要有硬件驱动电路，再配以软件 译码程序。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，以此构成静态显 示硬件译码接口电路。如美国RCA公司的 CD4511B是4位BCD码─7段十进制锁存译码驱动 器，美国MOTOROLA公司的 MC14495是4位 BCD码─7 段十六进制锁存译码驱动器。下面以 CD4511B为例，说明其接口电路。如图所示。
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
COM
COM
COM
GND
图 7-5 LED静态显示方式
2．动态显示方式
定义:一位一位轮流点亮各位显示器，对于每一位显示器 来说，每隔一段时间点亮一次。 特点：所有的LED数码管的各段对应连接在一起，通过逐 个驱动各数码管的公共端，轮流点亮各个数码管，利用人 眼的视觉暂滞特性，产生连续发光显示效果。 优点：使用硬件少，占用I/O线少 缺点：占用CPU时间长
第二章 微型计算机控制系统的接口技术
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5
LED显示器接口 键盘接口技术 模拟量输入通道 模拟量输出通道 开关量输入/输出通道
硬件系统
作用：获得过程或被控信号的参数值，进行 参数处理和转换，并控制对象以及对过程参 数的显示和干预。 组成：1、信号参数的采集通道及变换 2、参数的处理 3、控制信号的输出通道 4、过程显示和人工干预
控制系统中应用最为广泛，其接口电路也具有普遍借鉴性。 因此，我们介绍8段LED数码管显示器。
8段LED显示器的结构与工作原理如图所示。
8段LED显示器的结构图
一个 8 段 LED 显示器的结构与工作原理 如图所示。它是由8个发光二极管组成，各 段依次记为 a 、 b 、 c 、 d 、 e 、 f 、 g 、 dp ， 其中dp表示小数点（不带小数点的称为7段 LED）。8段LED显示器有共阴极和共阳极两 种结构，分别如图（b）、（c）所示。 共阴极LED的所有发光管的阴极并接成公 共端 COM ，而共阳极 LED 的所有发光管的阳 极并接成公共端COM。当共阴极LED的COM端 接地，则某个发光二极管的阳极加上高电 平时，则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，则某个发 光管的阴极加上低电平时，则该管有电流 流过因而点亮发光。
在小型控制装置和数字化仪器仪表中，往往
只要几个简单的数字显示或字符状态便可满足现
场的需求，而显示数码的LED因其成本低廉、配置
灵活，与计算机接口方便等特点在小型微机控制
系统中得到极为广泛的应用。
本节主要讨论LED 数码管 工作原理及其接口 电路。
一、 LED数码管结构与工作原理
LED（发光二极管Light Emitting Diode的英文缩写）是 采用半导体材料制成的能将电能转换成光能的固体发光器件，
图形显示器终端CRT。
显示器简介
显示记录仪--是以模拟方式连续显示和记录过程参数的动态变化，但 其价格都很贵，在目前的计算机控制系统中已很少采用。 LED数码管--由于具有结构简单、体积小、功耗低、配置灵活、显示 清晰、可靠性高等优点，目前已被微型计算机控制系统及智能化仪表 广泛采用。 LCD--则以其功耗极低的特点，占据了从电子表到计算器，从袖珍仪 表到便携式微型计算机等应用场合。 CRT终端--CRT终端以其图文并茂的直观生动画面，可以显示生产过 程中的各种画面及报表，如生产流程图、显示报警图、趋势曲线图、 状态和回路查询图等,在很多微型计算机控制系统中，特别在DDC， SCC以及DCS控制系统中，大都采用CRT操作台进行监视和控制。
例题分析：， 1、首先由I/O口（1）送出数字4的段选码66H即 I/O(1) 数据01100110到4个LED共同的段选线上。 2、接着由I/O口（2）送出位选码××××0111 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 到位选线上，其中数据的高4位为无效的×，唯 有送入左边第一个LED的COM端D3为低电平“0”， 因此只有该LED的发光管因阳极接受到高电平 COM COM COM COM “1”的f、g、c、b段有电流流过而被点亮，也 D3 D2 D1 D0 就是显示出数字4，而其余3个LED因其COM端均 I/O(2) 为高电平“1”而无法点亮；显示一定时间后， 图7-6 LED动态显示方式 再由I/O口（1）送出数字5的段选码6DH即 01101101到段选线上，接着由 I/O口（2）送出点亮左边第二个LED的位选码××××1011到位选线上， 此时只有该LED的发光管因阳极接受到高电平“1”的g、f、d 、 c、a段有 电流流过因而被点亮，也就是显示出数字5，而其余3位LED不亮； 3、如此再依次送出第三个LED、第四个LED的段选与位选的扫描代码，就 能一一分别点亮各个LED，使4个LED从左至右依次显示4、5、6、7。