第6章 显示器及其接口技术

选码6DH即01101101到左边第三个LED的段选线上，
➢1、静态显示 ➢2、动态显示
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1．静态显示方式－各位同时显示
4个LED组合的静态显示电路如图6-3所示
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
❖ 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
g f COM a b
a
a
b
b
10 9 8 7 6
c
c
a
d
d
f gb
e
e
e d c dp
f
f
12 34 5
g
g
dp
dp
e d COM c dp
COM
(a) 段排列
(b) 共阴极
图 6-1 8段LED显示器的结构原理
COM
(c) 共阳极
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一 个 8 段 LED 显 示 器 的 结 构 与 工 作 原 理 如 图 6-1 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 6-1 （b）、（c）所示。
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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。
是人机信息交换的主要窗口。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、大屏幕显示器和图形显示器终端
CRT。
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❖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。
第6章 显示器及其接口技术
学习目标
1.掌握LED数码管显示器的工作原理、显示方式 及其接口电路。
2.理解LCD液晶显示器的结构原理、驱动方式及 其接口电路。 3.了解图形显示画面的几种形式与功能作用。
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本章主要内容
❖ 引言 ❖ 6.1 LED数码管显示器 ❖ 6.2 LCD液晶显示器 ❖ 6.3 图形显示器 ❖ 本章小结 ❖ 思考题
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。
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6.1 LED数码管显示器
❖ 引言 ❖ 6.1.1 LED 显示器的工作原理 ❖ 6.1.2 LED显示器的显示方式 ❖ 6.1.3 LED显示器接口电路
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引言
到高电平“1”的发光管g、d、c、b、a段因为有电流流
过则被点亮，则结果为左边第一个LED显示3；接着由
I/O口（2）送出数字4的段选码66H 即数据01100110
到左边第二个LED的段选线上，阳极接受到高电平“1”
的共阴极发光管g、f、c、b段则被点亮，则结果为左边
第二个LED显示4；同理，由I/O口（3）送出数字5的段
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。
本节将讨论LED显示器及其接口电路与相应程序，Leabharlann Baidu来了解一个实际的计算机控制系统是如何显示被测 参数值的。
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8段LED通过不同段点亮时的组合，可以显示0~9、A~F等十六 进制数。显然，将单片机的数据输出口与LED各段引脚相连，控制输出 的数据就可以使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者字符译码，如图7-4所示。
D0
a
D1
b
D2
c
D3
d
D4
e
D5
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。
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LED显示器有多种结构形式，单段的圆形或方形LED常 用来显示设备的运行状态，8段LED可以显示各种数字和字 符，所以也称为LED数码管，其外形如图6-2所示。8段LED 在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。
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8段LED显示器的结构与工作原理如图6-3所示。
f
D6
g
D7
dp
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COM
图 6-2 8段 L E D 显 示 器 段 选 码 原 理 图
6.1.2 LED显示器显示方式
在计算机控制系统中，常利用n个LED显示器构成n位显
示。通常把点亮LED某一段的控制称为段选，而把点亮LED 某一位的控制称为位选或片选。根据LED显示器的段选线、 位选线与控制端口的连接方式不同，LED显示器有静态显示 与动态显示两种方式，下面以4个共阴极LED的组合为例进 行说明。
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6.1.1 LED 显示器工作原理
LED（发光二极管Light Emitting Diode的英文缩写） 是利用PN结把电能转换成光能的固体发光器件，根据制造 材料的不同可以发出红、黄、绿、白等不同色彩的可见光来。 LED的伏安特性类似于普通二极管，正向压降约为2伏左右， 工作电流一般在10 -20 mA之间较为合适。
COM
COM
COM
COM
GND
图 7-5 LED静态显示方式
图6-3 LED静精态品课显件 示方式
例题6-1：说明4个共阴极LED静态显示3456数字的工作过程。
例题分析：看图6-3，当所有COM端连接在一起并接
地时，首先由I/O口（1）送出数字3的段选码4FH即数
据01001111到左边第一个LED的段选线上，阳极接受