LED数码管动态驱动
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数码管的内部结构及工作原理数码管是一种常见的电子显示器件,广泛应用于各种数字和字符显示。
其内部结构和工作原理是电子工程领域的重要知识。
下面将依次介绍数码管的内部结构、发光原理、七段显示、公共电极和段电极、亮度控制、动态扫描以及常用故障及检修等方面的内容。
1. 数码管结构数码管主要由显示管、驱动电路和外壳三部分构成。
显示管是数码管的核心部件,它由多个发光二极管(LED)按一定排列顺序组成。
这些LED通常为红色、绿色或蓝色,根据需要可以同时点亮或熄灭。
驱动电路是数码管的控制系统,它主要由集成电路和连接线路组成,用于产生控制信号来驱动显示管的LED。
外壳则是数码管的保护和支撑部分,同时起到防止电磁干扰的作用。
2. 发光原理数码管的发光原理是基于LED的特性。
当加正向电压时,即P-N结加上正向电压时,即P 端接正极,N端接负极,电子扩散有自由电子多数载流子少数载流子注入并越过势垒,两者在N区内由于电子而均衡,使得N区近P区的能隙变窄,电子能增加,当加反向电压时,即P-N结加上反向电压时,即P端接负极,N端接正极,空穴为多数载流子,不能注入到P区参与导电。
使得N区的电子浓度差越大,则电压越高,反向电流越小。
3. 七段显示数码管通常采用七段显示方式来显示数字和字符。
这七个LED段分别表示0、1、2、3、4、5、6、7、8、9等数字以及一些常见字符,如A、B、C、D、E、F、G等。
通过控制每个LED 段的亮灭状态,可以组合出不同的数字和字符。
4. 公共电极和段电极数码管中的每个LED都有一个公共电极和一个段电极。
公共电极是所有LED的共用电极,通常与电源正极相连。
段电极则是每个LED的独立控制电极,通过驱动电路产生的控制信号来控制每个LED的亮灭状态。
5. 亮度控制数码管的亮度可以通过调节电流或电压来实现。
一般来说,电流越大,LED亮度越高;电流越小,LED亮度越低。
另外,可以通过PWM(脉冲宽度调制)方式来调节亮度。
多LED数码管驱动方法最近有朋友问我,他的项目里面有一个多达300位8段数码管要驱动,问有什么好的办法,只用单片机动态扫描的办法来实现。
老实说,我现在似乎觉得还有点问题,因为人的视觉反应是100MS,即使我采用1MS定时扫描,那么280位下来也有280MS了,可能觉得闪烁的厉害了。
但是如果把定时时间做的再短的话,单片机中断的频率太高,可能其他的任务又要出错了。
不知道大家有没有好的主意,或者采用一些特殊的器件来管理它??1.一个主CPU,多个子CPU动态扫描。
主CPU通过通讯线将数据送入子CPU现在51CPU比8255之类的芯片便宜,同意多COU方案2.如果可用静态方式就很简单,很多利率牌都是这样。
用类似164的移位寄存器,一块移位寄存器接一块LED。
不管有几白块,LED间的连线都只有三根,可扩充性非常好。
clk ---|~~~|---|~~~|---...---|~~~|---...---|~~~|--- clkdata ---|---|---|---|---...---|---|---...---|---|--- dataclr ---|___|---|___|---...---|___|---...---|___|--- clr上面的示意应该清楚,数据传输可用串口。
clk是时钟信号,多块LED的clk是接在一块的,clr是清除端,也是多块LED接在一块的,data 是数据,多块LED是级联性的。
移位+锁存, 就不闪了。
简单点说,整个显示系统可视为一个大型的移位寄存器。
3.不过就利率牌说一下。
利率牌的LED输出有多路,有一路接口是专门用于时间显示用的,位数很少,频繁度不高,感觉还好,其它几路数据变化不大。
设计成多路输出的方法很可取,很值得参考。
如果要求比较高的话,那可能只有增加一些协处理器了。
4\1XC51+15XHC573+20XNPN5.完全数字电路实现LED驱动问题.如果规模大的话,用CPLD 7000系列的就可搞定了,成本也不高的啦!!6.分组扫描例如:用共阳的LED,10组,每组用一个PNP控制电源,每组分别用164串30个LED。
led数码显示原理
LED数码显示原理是利用发光二极管(LED)的发光特性来
实现数码显示。
LED是一种半导体器件,当电流通过LED时,电子与空穴在半导体材料中复合,释放出能量,产生可见光。
LED数码管一般由多个LED组成,每个LED代表一个数字或字符。
每个LED都有两个导线,称为阳极和阴极。
当给阳极
端加正向电压,将阴极端接地时,LED就会导通,电流开始
流过LED,使其发出光。
此时,LED显示的数字或字符将会
亮起来。
为了控制不同的LED亮灭,LED数码管通常采用多路复用的
方式。
多路复用就是通过控制不同LED的阳极和阴极电流,
来控制每个LED的亮灭。
常见的多路复用方式有静态多路复
用和动态多路复用。
静态多路复用是通过给每个LED的阳极和阴极分别接上控制
电路,通过控制器向每个LED发送不同的电平信号,来控制LED的亮灭。
每个LED都需要一个控制电路,因此需要的引
脚数量较多。
动态多路复用是通过在阳极和阴极之间串接一个数码管驱动芯片来控制LED的亮灭。
数码管驱动芯片接收控制信号,并将
信号传递给不同的LED。
通过改变控制信号的频率和时序,
可以实现不同LED的亮灭。
动态多路复用能够减少所需的引
脚数量,适用于大规模的数码管显示。
总之,LED数码显示利用LED的发光特性,通过控制LED的电流,来实现数字或字符的显示。
通过多路复用的方式,可以控制多个LED的亮灭,实现更丰富的显示效果。
大尺寸LED数码显示驱动电路设计与应用Maxim公司的MAX7219芯片用于动态扫描显示驱动,芯片内有可存储显示信息的8x8静态RAM、动态扫描电路以及段、位驱动器。
它与通用微处理器有3根串行线相连,最多可驱动8个共阴数码管或64个发光二极管。
采用MAX7219芯片实现LED数码显示,具有电路紧凑、可节省CPU的I/O接口、芯片功能强大、编程简单等优点,得到了广大电路设计者认可。
然而MAX7219的工作电压为5 V,共阴极LED显示驱动,只适用于3.5 V以下电压驱动的LED数码管,限制了其使用范围。
本文提出一种基于MAX7219芯片,具有扩展驱动能力的LED数码显示电路。
主要应用在大尺寸、高亮度LED数码管的显示电路。
1 电路器件功能简介1.1 MAX7219功能简介MAX7219为24引脚芯片,如图1所示。
有+5 V电源和2个GND引脚;DIG 0~DIG 7引脚为8位数字驱动线,输出位选信号;SEG A~SEG G和SEG DP引脚为LED 7段驱动线和小数点线,供给显示器驱动电流;SET引脚外接电阻调整LED显示亮度;DIN(数据输入端)、CLK(时钟输入端)、LOAD(锁存信号)引脚,构成与通用微处理器3线串行线相连,接收的数据和命令格式为16位数据包;DOUT 引脚是串行数据输出端口,用于多片MAX7219级联扩展显示。
图1 MAX7219的引脚分布16位数据采用串行移位接收方式,即单片机将16位二进制数逐位发送到DIN 端。
在CLK上升沿到来前准备就绪,CLK的每个上升沿将一位数据移入MAX7219内移位寄存器,当16位数据移入完毕,在LOAD引脚信号上升沿将16位数据装入MAX7219内的相应位置,在MAX7219内部硬件动态扫描显示控制电路作用下实现动态显示。
对MAX7219的控制操作很方便,其片内具有8个位寄存器和6个控制寄存器。
位寄存器对应LED的具体显示内容,控制寄存器决定LED的工作方式。
33第2卷 第22期产业科技创新 2020,2(22):33~34Industrial Technology Innovation 基于51单片机实现LED数码管静态与动态显示的设计浅析龙 志(广州大学松田学院,广州 增城 511370)摘要:随着社会的发展,在我们日常的生活中,数码管的应用随处可见,尤其是在电子应用设计显示等方面常常发挥着非常重要的作用,因此研究数码管的显示有非常重要的现实意义。
数码管我们可以分为静态显示和动态显示,这两种显示有着本质的区别,静态显示的特点是占用CPU 时间少,显示便于监测和控制,显示字形稳定,而动态数码管的显示,效果相对静态显示亮度差少许,但成本较低。
本设计主要是基于51单片机,先通过结合集成芯片74HC573对LED 数码管静态显示的硬件电路设计与分析,进一步拓展到采用芯片74HC138与LED 数码管动态显示的硬件电路设计与分析,最终实现两种不同的电路设计显示的方法。
关键词:LED 数码管;静态显示;动态显示;51单片机中图分类号:TP368.12 文献标识码:A 文章编号:2096-6164(2020)22-0033-02随着电子应用技术的不断发展,显示电路在电子设计应用方面更加广泛,尤其是LED 数码管显示在各行各业中的应用更加重要,如红绿交通灯显示,电子时钟显示,家电产品功能显示等方面都需要用到LED 数码管作为显示。
因此,对LED 数码管的显示控制有着非常重要的现实意义。
因此我们要实现LED 数码管的熟练显示控制,我们必须要根据数码管的特点来进行分析和设计,数码管有静态显示和动态显示的两种方法,接下对这两种电路作详细的分析与设计,最终实现对LED 数码管静态与动态的两种不同显示设计方法。
1 数码管静态显示电路设计数码管静态显示设计是利用MCS-51单片机结合两片集成芯片74HC573,实现对4个LED 数码管的显示控制。
具体设计如图1所示:图1 数码管静态显示设计电路图本电路设计主要是利用单片机的P0口来实现对数码管的位选控制与段选的控制,P0口之所以能够正确的对数码管进行位选与段选的控制,关键是在于设计中使用了芯片74HC573。
数码管动态显示的原理
数码管动态显示的原理是通过快速地在不同的数码管上切换显示不同的数字或字符来实现的。
它主要依靠以下几个关键元素来实现:
1. 数码管:数码管是一种显示设备,通常由七个发光二极管(LED)组成,排列成数字“8”的形状。
每个LED可以独立地
点亮或熄灭,而且在点亮时可以显示不同的数字或字符。
2. 位选信号:位选信号是控制哪个数码管被点亮的信号。
通常使用一个二进制的计数器来产生不同的位选信号,每个信号在不同的时间点上为高电平,用于控制特定位置的数码管。
3. 段选信号:段选信号是控制数码管上哪个LED被点亮的信号。
它由一个逻辑电路产生,根据需要显示的数字或字符来决定哪些LED需要点亮。
通过快速地切换不同的段选信号,可
以实现在不同的数码管上显示不同的内容。
4. 控制电路:控制电路主要由计数器、分频器和逻辑电路组成,用于产生位选信号和段选信号。
计数器用于产生位选信号,分频器用于控制切换速度,逻辑电路用于产生段选信号。
这些信号经过适当的放大和驱动后,可以控制数码管的亮灭以及显示的内容。
通过以上关键元素的协调工作,数码管动态显示可以实现快速地在多个数码管上显示不同的数字或字符。
这种显示方式广泛应用于数字时钟、计算器、仪表盘等电子设备中。
数字电子技术仿真实验实验题目:8位LED数码管动态显示电路院系:电子与信息工程学院专业:电子信息工程班级:2010级X班老师:XXX姓名:XXX学号:XXXXXXXXXX8位LED数码管动态显示电路的仿真测试一,实验目的:(1)掌握LED数码管动态显示的工作原理。
(2)掌握BCD—七段显示译码器74LS48,3—8线译码器74LS138的应用。
(3)掌握MultiSIM中LED数码管的应用。
二,实验原理:LED数码管有静态显示和动态显示2种显示方式。
LED数码管工作于静态显示方式时,各位的共阴极(或共阳极)连接在一起并接地,且使用一片译码驱动芯片驱动一位七段LED数码管进行数码显示。
LED数码管工作于动态显示方式时,使用一片译码驱动芯片驱动多位七段LED数码管,有控制电路控制各位显示器分别进行数码显示,即每个显示器按照不同的时间轮流使用这片译码驱动芯片,从而是电路更加简单。
三,实验设配及元器件:四,仿真结果:1,显示相同数码电路的仿真测试:2,显示不同数码电路的仿真实验:(1)当频率为100HZ时:LED数码管显示的数码及显示的顺序:(2)当频率为100KHZ时:LED数码管显示的数码及显示的顺序:五,实验总结:通过此次实验,不仅让我对仿真更加熟悉,也加深了我对数字电子电路的理解。
在仿真过程中,我遇到了很多困难,经过思考和尝试,终于将实验做成功了。
例如刚开始我不知道字符信号发生器再那里,于是就在原件中一个一个的试,很快就在工具栏上的图标中找到了。
还有数码管,在元件库中找了很久,终于在Indicators下面的HEX_DISPLAY中才找到。
电路图连接完后,因为字符信号发生器没有接地,数码管始终不能显示。
改正后,刚开始又始终只有一位数码管显示,经过思考,原来是频率低了,当我把频率变大后,循环扫描的速度变得足够快,就可以看到8位LED数码管的持续发光。
PLC实现LED数码管动态扫描数据显示PLC的数据显示功能一直是困扰PLC使用的难题。
在PLC的应用中,经常要监测一些重要数据,但PLC的数据显示通常是使用外部显示设备,如显示屏或触摸屏,而这些显示设备的价格一般比较昂贵,对一些小型系统来说更浪费。
因此,如何显示PLC的数据,并尽可能做到高效率、高稳定性、抗干扰能力强、硬件投资少,是许多设计中需要考虑的问题。
笔者使用的西门子S7-200PLC中有专门的指令控制LED数码管显示,SEGIN,OUT指令就是将IN端输入字节的低4位确定的16进制数自动转换为相对应的7段LED数码管各段的代码,并送到输出字节OUT端显示。
若采用静态LED数码显示,PLC显示一位十进制数据需要7个输出点予以控制,如果要显示n位数据,则需要7n个输出点。
所以,使用这种方式对于显示数据的位数较多时,需要大量的输出点,而PLC的价格是以输入输出点数来计算的,这直接导致硬件成本的上升,鉴于此种原因,寻找一种廉价的显示技术就显得尤为必要。
提出借鉴单片机的LED数码管动态扫捕显示原理,结合PLC周期性扫捕的特点,采用PLC直接输出数字量驱动数码管,将PLC开关量输出分为两部分,一部分用作数据输出,另一部分用作控制数码管公共端信号的输出。
利用人眼的余辉效应,循环点亮每个数码管,本方法操作简单、成本低廉。
1设计实现所谓动态扫描就是利用PLC周期性扫描的特点,在编程时要做到每个周期只有一个数码管能够形成通电回路,从而得电点亮,因为一个扫描周期的时间过短,只有几十ms,所以人眼感觉每个数码管都是均匀通电亮着的,同时没有拖尾现象。
1.1硬件设计设计方法的硬件电路实现是一个起动按钮SB1和一个停止按钮SB2,两个数码管的a、b、c、d、e、f、g段分别连在一起,再与PLC的输出端Q0.0~Q0.7通过限流电阻连接,两个数码管的公共端com1和com2分别通过三极管由PLC的输出端Q1.0和Q1.1控制,其接线原理如图1所示。
单片机控制的LED数码管动态驱动电路
数码管有共阴和共阳的区分,单片机都可以进行驱动,但是驱动的方
法却不同,并且相应的0~9 的显示代码也正好相反。
两位共阳数码管的单片机驱动方法,电路如下图:
P2.6 和P2.7 端口分别控制数码管的十位和个位的供电,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IN4148 二极管和驱动三极管
给数码管相应的位供电,这时只要P0 口送出数字的显示代码,数码管就能正
常显示数字。
因为要显示两位不同的数字,所以必须用动态扫描的方法来实现,就是先个位显示1 毫秒,再十位显示1 毫秒,不断循环,这样只要扫描时
间小于1/50 秒,就会因为人眼的视觉残留效应,看到两位不同的数字稳定显示。
共阴数码管的单片机驱动方法,电路如下图:+5V 通过1K 的排阻直接给数码管的8 个段位供电,P2.6 和P2.7 端口分别控制数码管的十位和个位的供电,当相应的端口变成低电平时,相应的位可以吸入电流。
单片机的P0 口输出的
数据相当于将数码管不要显示的数字段对地短路,这样数码管就会显示需要的
数字。
共阴数码管的硬件更简单,所以在批量生产时,硬件开销小,节省PCB 面积,减少焊接工作量,降低综合成本,所以采用共阴数码管更有利于批
量生产,现在销售的试验板都是采用共阴数码管了。
tips:感谢大家的阅读,本
文由我司收集整编。
仅供参阅!。
收稿日期:2008-03-25作者简介:鄢积分(1963-),女,江西南昌人,江西蓝天学院,工程师。
研究方向:机电一体化。
朱洪涛(1962-),男,江西南昌人,南昌大学,教授,博导。
研究方向:精密仪器及机械。
七段LE D 数码管字形扫描动态显示技术鄢积分1朱洪涛2(1、江西蓝天学院机电所江西南昌330098;2、南昌大学机电学院江西南昌330031) 摘要:在综合叙述和分析单片机控制系统中常用的七段LE D 数码管显示接口技术的设计思路与性能差异的基础上,介绍一种特别适合于需要同时驱动较多位数数码管的场合使用的字形扫描动态显示新技术,其硬件接口电路与软件接口编程均比较简单,同时又能很好地保证显示的亮度。
通过提供实例,已经获得工程应用。
关键词:单片机七段LE D 数码管字形扫描中图分类号:TP39文献标识码:B 文章编号:123(2008增)-029-030 引言微型计算机,尤其是单片机控制系统中,七段LE D 数码管以其简单直观、主动发光、布置灵活、经济性好等特点,成为首选的显示输出设备。
数码管显示接口常用的有静态与动态显示二种不同方式,二者在硬件开销(包括接口资源、PCB 板面积等)与软件开销(包括数据维护、显示码计算等)各有所长,均获得广泛的应用。
其中,显示位数较少时常采用静态显示方式以追求软件的最大简化,显示位数较多时则常采用动态显示方式以追求硬件的最大简化。
1 动态显示技术分析动态显示接口电路以字位扫描方式工作的最为常见,一般的单片机教科书中均予以详细介绍[1][2][3][4]。
其主要工作原理为:各数码管按位分时扫描显示。
在该动态显示接口硬件电路中,有一个8位的字段驱动器(译码方式时还包括一个译码器),各数码管的同名字段(包括小数点字段)并联后,接在相应的字段驱动线上。
同时有若干位(与数码管位数相当)的位驱动器,各位数码管的公共端各自接不同的位扫描线。
动态扫描信号加载在位扫描线上,所需输出的显示码与扫描信号配合加载在字段驱动线上,各数码管按一定的时间间隔轮流使用字段驱动器。
用单片机驱动LED数码管有很多方法,按显示方式分,有静态显示和动态(扫描)显示,按译码方式可分硬件译码和软件译码之分。
静态显示就是显示驱动电路具有输出锁存功能,单片机将所要显示的数据,显示数据稳定,占用很少的CPU时间。
动态显示需要CPU时刻对显示器件进行数据刷新,显示数据有闪烁感,占用的CPU时间多。
这两种显示方式各有利弊;静态显示虽然数据稳定,占用很少的CPU时间,但每个显示单元都需要单独的显示驱动电路,使用的硬件较多;动态显示虽然有闪烁感,占用的CPU时间多,但使用的硬件少,能节省线路板空间。
硬件译码就是显示的段码完全由硬件完成,CPU只要送出标准的BCD码即可,硬件接线有一定标准。
软件译码是用软件来完成硬件的功能,硬件简单,接线灵活,显示段码完全由软件来处理,是目前常用的显示驱动方式。
比较常用的显示驱动芯片有:74LS164 , CD4094+ULN2003(2803) ,74HC595+ULN2003(2803) , TPIC6B595,AMT9095B, AMT9595等许多。
另外,市场上还有一些专用的LED扫描驱动显示模块如MAX7219等,功能很强,价格稍高一些。
下面是一个用74LS164驱动显示的例子和一个用4094扫描驱动显示的例子:上例图中加了一个PNP型的三极管来控制数码管的电源,是因为164没有数据锁存端,数据在传送过程中,对输出端来说是透明的,这样,数据在传送过程中,数码管上有闪动现象,驱动的位数越多,闪动现象越明显。
为了消除这种现象,在数据传送过程中,关闭三极管使数码管没电不显示,数据传送完后立刻使三极管导通,这样就实现锁存功能。
这种办法可驱动十几个164显示而没有闪动现象。
这个例子是用4094做位选,用89C2051的P1口线做段驱动来扫描驱动9位数码管的显示。
由于4094只有8个输出口线,其中第九位是用CPU口线直接进行位选的。
9个LED的所有相同位置的段口线都接到一起,然后接到单片机的一个口线上,供八段,使用8条CPU 口线。
系统装置技术与应用TECHNOLOGY & APPLICATION单片机静态输出驱动和动态输出静态驱动都可以分为单片机直接七段码输出驱动和单片机8421码输出七段译码驱动。
动态扫描驱动显示可以分为单片机七段码输出动态位选驱动、单片机8421码输出七段译码动态位选驱动、串行移位输出扫描驱动等,现分析这几种驱动方法的工作原理及优缺点。
工作原理及优缺点1. 单片机静态输出驱动LED七段数码管工作原理及优缺点单片机静态输出驱动LED七段数码管是指给每位数码管的笔段加驱动信号,以显示数据。
它分为单片机直接七段码输出驱动和单片机8421码输出七段译码驱动,工作原理及优缺点如下。
1) 单片机直接七段码输出驱动。
单片机将要显示的数据通过程序译成七段码,经单片机I/O口直接驱动LED数码管。
显示1位LED数码(含小数点)需要8位I/O口驱动,除显示十进制数、十六进制数外,还可以显示一部分特定的字符,如“H”、“J”、“L”、“n”、“o”、“P”、“q”及“U”等字符。
2) 单片机8421码输出七段译码驱动。
单片机将要显示的十进制数或十六进制数的8421码直接从I/O口输出,经过七段译码器驱动LED数码管。
显示1位LED数码(不含小数点)只需要4位I/O口驱动,但需要外部译码器支持,一般只能显示十进制数、十六进制数对应的数字、字符。
控制程序与直接七段码输出驱动相似,省去了“查找对应的七段码”过程。
2. 单片机动态输出静态驱动LED七段数码管工作原理及优缺点单片机动态输出静态驱动LED七段数码管也是单片机驱动LED数码管的方法文/福建省建阳市供电有限公司 蓝厚荣单片机应用于工业控制等方面时,经常要用LED七段数码管显示一些数据。
单片机驱动LED数码管的方法有很多种,可以分为静态输出驱动、动态输出静态驱动和动态扫描驱动等几种方法。
94 | 电气时代・2008年第4期www.eage.com.cn系统装置技术与应用TECHNOLOGY & APPLICATION2008年第4期・电气时代 | 95指给每位数码管加驱动信号,以显示数据。
数码管动态显示原理数码管是一种常见的显示装置,广泛应用于各种计数、计时、测量等领域。
它通过控制LED的亮灭来显示数字、字母和符号等信息。
数码管的动态显示原理是指通过快速切换不同的LED灯,使得人眼产生视觉残留,从而实现数字的显示。
本文将从数码管的基本结构、工作原理和动态显示过程等方面进行介绍。
首先,我们来看一下数码管的基本结构。
数码管通常由七段共阴或共阳LED 组成,每一段LED可以显示数字0-9和一些字母以及特殊符号。
数码管的结构简单,但可以实现多种显示效果,因此被广泛应用于各种场合。
其次,数码管的工作原理是通过控制每一段LED的亮灭来显示相应的数字或字符。
在共阴数码管中,当某一段LED接通时,该段LED对应的数字或字符显示出来;而在共阳数码管中,当某一段LED断开时,该段LED对应的数字或字符显示出来。
通过对不同的LED进行控制,可以实现不同数字、字母和符号的显示。
接下来,我们来介绍数码管的动态显示过程。
数码管的动态显示是通过快速切换不同的LED来实现的。
以共阴数码管为例,当要显示一个多位数时,每一段LED都会以一定的频率进行亮灭,由于人眼的视觉残留效应,使得多个LED的亮灭在视觉上形成了一个完整的数字显示。
这种动态显示方式不仅可以减少LED的使用数量,还可以减小功耗,提高显示效果。
在实际应用中,数码管的动态显示原理可以通过微处理器或者专门的驱动芯片来实现。
通过控制驱动芯片的工作方式和频率,可以实现不同的动态显示效果,如数码管的扫描显示、闪烁显示等。
这种动态显示方式不仅可以提高显示效果,还可以减小功耗,延长数码管的使用寿命。
总结一下,数码管的动态显示原理是通过快速切换不同的LED来实现数字、字母和符号的显示。
它的工作原理简单、可靠,而且可以通过微处理器或者专门的驱动芯片来实现各种动态显示效果。
数码管作为一种常见的显示装置,将继续在各种计数、计时、测量等领域发挥重要作用。
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。
LED数码管的静态显示驱动与动态显示驱动LED数码管要正常显示,就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码,从而显示出我们要的数位,因此根据LED数码管的驱动方式的不同,可以分为静态式和动态式两类。
A、静态显示驱动:静态驱动也称直流驱动。
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埠进行驱动,或者使用如BCD码二-十进位*器*进行驱动。
静态驱动的优点是编程简单,显示亮度高,缺点是占用I/O埠多,如驱动5个数码管静态显示则需要5×8=40根I/O埠来驱动,要知道一个89S51单片机可用的I/O埠才32个呢。
故实际应用时必须增加*驱动器进行驱动,增加了硬体电路的复杂性。
B、动态显示驱动:数码管动态显示介面是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一,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增加位元选通控制电路,位元选通由各自独立的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,但究竟是那个数码管会显示出字形,取决于单片机对位元选通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,该位元就显示出字形,没有选通的数码管就不会亮。
透过分时轮流控制各个LED数码管的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,每位元数码管的点亮时间为1~2ms,由于人的视觉暂留现象及发光二极体的余辉效应,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资料,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埠,而且功耗更低。
LED 数码管动态驱动
LED 数码管动态驱动
现在让我们用实验板上的两个数码管来做一个循环显示00~99 数字的实验,先来完成必要的硬件部分,
数码管有共阴和共阳的区分,单片机都可以进行驱动,但是驱动的方法却不同,并且相应的0~9 的显示代码也正好相反。
首先我们来介绍两位共阳数码管的单片机驱动方法,电路如下图:
网友可以看到:P2.6 和P2.7 端口分别控制数码管的十位和个位的供电,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IN4148 二极管和驱动三极管给数码管相应的位供电,这时只要P0 口送出数字的显示代码,数码管就能正常显示数字。
因为要显示两位不同的数字,所以必须用动态扫描的方法来实现,就是先个位显示1 毫秒,再十位显示1 毫秒,不断循环,这样只要扫描时间小于
1/50 秒,就会因为人眼的视觉残留效应,看到两位不同的数字稳定显示。