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7段數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)與工作原理

已有 4980 次閱讀2017-5-23 19:56 | 工作原理, 數(shù)碼管

  7段數(shù)碼管一般由8個(gè)發(fā)光二極管組成,其中由7個(gè)細(xì)長(zhǎng)的發(fā)光二極管組成 數(shù)字顯示,另外一個(gè)圓形的發(fā)光二極管顯示小數(shù)點(diǎn)。  當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí),相應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)筆畫發(fā)光?刂葡鄳(yīng)的二極管導(dǎo)通,就能顯示出各種字符,盡管顯示的字符形狀有些失真,能顯示的數(shù)符數(shù)量也有限,但其控制簡(jiǎn)單,使有也方便。發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起的稱為共陽(yáng)極數(shù)碼管,陰極連在一起的稱為共陰極數(shù)碼管                           
  
   7段數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)方法 
發(fā)光二極管(LED是一種由磷化鎵(GaP)等半導(dǎo)體材料制成的,能直接將電能轉(zhuǎn)變成光能的發(fā)光顯示器件。當(dāng)其內(nèi)部有一一電流通過(guò)時(shí),它就會(huì)發(fā)光。  7段數(shù)碼管每段的驅(qū)動(dòng)電流和其他單個(gè)LED發(fā)光二極管一樣,一般為5~10mA;正向電壓隨發(fā)光材料不同表現(xiàn)為1.8~2.5V不等。  7段數(shù)碼管的顯示方法可分為靜態(tài)顯示與動(dòng)態(tài)顯示,下面分別介紹。 (1) 靜太顯示  所謂靜態(tài)顯示,就是當(dāng)顯示某一字符時(shí),相應(yīng)段的發(fā)光二極管恒定地尋能可截止。這種顯示方法為每一們都需要有一個(gè)8位輸出口控制。對(duì)于51單片機(jī),可以在并行口上擴(kuò)展多片鎖存74LS573作為靜態(tài)顯示器接口。  靜態(tài)顯示器的優(yōu)點(diǎn)是顯示穩(wěn)定,在發(fā)光二極管導(dǎo)通電注一定的情況下顯示器的亮度高,控制系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中,僅僅在需要更新顯示內(nèi)容時(shí),CPU才執(zhí)行一次顯示更新子程序,這樣大大節(jié)省了CPU的時(shí)間,提高了CPU的工作效率;缺點(diǎn)是位數(shù)較多時(shí),所需I/O口太多,硬件開(kāi)銷太大,因此常采用另外一種顯示方式——?jiǎng)討B(tài)顯示。  共陰極  7段數(shù)碼管內(nèi)部字段LED和引腳分布  共陽(yáng)極   圖4.9  7段數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖 

(2)動(dòng)態(tài)顯示  所謂動(dòng)態(tài)顯示就是一位一位地輪流點(diǎn)亮各位顯示器(掃描),對(duì)于顯示器的每一位而言,每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。雖然在同一時(shí)刻只有一位顯示器在工作(點(diǎn)亮),但利用人眼的視覺(jué)暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管熄 滅時(shí)的余輝效應(yīng),看到的卻是多個(gè)字符“同時(shí)”顯示。顯示器亮度既與點(diǎn)亮?xí)r的導(dǎo)通電流有關(guān),也與點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時(shí)間的比例有關(guān)。調(diào)整電流和時(shí)間參烽,可實(shí)現(xiàn)亮度較高較穩(wěn)定的顯示。若顯示器的位數(shù)不大于8位,則控制顯示器公共極電位只需一個(gè)8位I/O口(稱為掃描口或字位口),控制各位LED顯示器所顯示的字形也需要一個(gè)8位口(稱為數(shù)據(jù)口或字形口)。  動(dòng)態(tài)顯示器的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省硬件資源,成本較低,但在控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,要保證顯示器正常顯示,CPU必須每隔一段時(shí)間執(zhí)行一次顯示子程序,這占用了CPU的大量時(shí)間,降低了CPU工作效率,同時(shí)顯示亮度較靜態(tài)顯示器低。  綜合以上考慮,由于溫度顯示為精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位,故只需4個(gè)數(shù)碼管,又考慮到CPU工作效率與電源效率,本畢業(yè)設(shè)計(jì)采用靜態(tài)顯示。為共陽(yáng)極顯示。 


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