【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 e s \D e s i g n E x p l o r e r 9 9 S E \E x a m p l e s \ M y D e s i g n .d d bD r a w n B y :R22 2 0Q1N P NR35kP 1 .7U1蜂鳴器 圖 聲報(bào)警電路圖 3． 4 液 位指示電路設(shè)計(jì) LED 顯示器是 一種 由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件，也可稱為數(shù)碼管。單片機(jī)系統(tǒng)中通常使用 8 段 LED 數(shù)碼顯示器， 8 段 LED 顯示器由 8 個(gè)發(fā)光二極管組成 。 其中 7 個(gè)長(zhǎng)條形的發(fā)光二極管排列成 “ 日 ” 字形，另一個(gè)圓點(diǎn)形的發(fā)光二極管在顯示器的右下角作為顯示小數(shù)點(diǎn)用，通過(guò)不同的組合可用來(lái)顯示各種數(shù)字，包括 A～ F 在內(nèi)的部分英文字母和小數(shù)點(diǎn) “ ． ” 等字樣。 LED 顯示器有兩種不同的形式：一種是 8 個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極都連在一起 構(gòu)成公共陽(yáng)極，使用時(shí)公共陽(yáng)極接 +5V,每個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極通過(guò)電阻與輸入端相連。當(dāng)陰極端輸入低電平時(shí)，段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入高電平時(shí)不點(diǎn)亮。 稱為共陽(yáng)極 LED 顯示器；另一種是 8 個(gè)發(fā)光二極管的陰極都連在一起 構(gòu)成 單片機(jī) 系統(tǒng) 課程設(shè)計(jì) 12 公共陰極，使用時(shí)公共陰極接地 ， 每個(gè)發(fā)光二極管的陰極通過(guò)電阻與輸入端相連。當(dāng)陽(yáng)極端輸入高電平時(shí)，段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入低電平時(shí)不點(diǎn)亮。 稱為共陰極 LED 顯示器 。 本系統(tǒng)可采用共陽(yáng)極的 LED 顯示器，如圖 所示。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 4 D e c 2 0 1 3 S h e e t o f F i l e : C : \P r o g r a m F i l e s \D e s i g n E x p l o r e r 9 9 S E \E x a m p l e s \ M y D e s i g n .d d bD r a w n B y :c o m + 5 Va b c d e f g dp共陽(yáng)極數(shù)碼管顯示器 圖 共陽(yáng)極數(shù)碼管顯示電路圖 LED 數(shù)碼管顯示器的顯示段碼 ： 為了顯示字符，要為 LED 顯示器提 供顯示段碼（或稱字形代碼），組成一個(gè)“ 8”字形字符的 7 段，再加上 1 個(gè)小數(shù)點(diǎn)位，共計(jì) 8 段，因此提供給 LED 顯示器的顯示段碼為 1 個(gè)字節(jié)。各段碼位的對(duì)應(yīng)關(guān)系如 下表 所示： 表 段碼位關(guān)系表 共陽(yáng)結(jié)構(gòu)的 LED 顯示器各筆劃段名和安排位置 ： 當(dāng)二極管導(dǎo)通時(shí) ， 相應(yīng)的筆劃段發(fā)亮，由發(fā)亮的筆劃段組合從而 顯示各種字符。 8 個(gè)筆劃段 dpgfedcba 對(duì)應(yīng)于 1B（ 8 位）的 D D D D D D D D0，于是用 8 位二進(jìn)制碼就可以表示欲顯示字符的字形代碼 ， 如下表 所示。 段碼位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 顯示段 dp g f e d c b a 單片機(jī) 系統(tǒng) 課程設(shè)計(jì) 13 表 共陽(yáng)極常用字形表 （ 1） LED 靜態(tài)顯示： 靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的 I/O 進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如 BCD 碼二 — 十進(jìn)位器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是 顯示組件間連線非常簡(jiǎn)潔， 編程簡(jiǎn)單，顯示亮度高， 調(diào)試檢修也很方便； 缺點(diǎn)是占 用 I/O 多，如驅(qū)動(dòng) 3 個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 8＝ 24 根 I/O 來(lái)驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè) 89C51 單片機(jī)可用的 I/O 才 32 個(gè)。故實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬體電路的復(fù)雜性。 采用 LED 靜態(tài)顯示，除了驅(qū)動(dòng)多個(gè)數(shù)碼管需要的 I/O 多或者需要驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)之外，還有非常重要的一點(diǎn)就是， LED 靜態(tài)顯示不節(jié)能，功耗相對(duì)較大。另外， LED 靜態(tài)顯示的制作成本也相對(duì)較高。盡管如此，但 LED 靜態(tài)顯示在驅(qū)動(dòng)少量數(shù)碼管時(shí)，還是具有一定的優(yōu)勢(shì)，連線簡(jiǎn)單，程序設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，方便調(diào)試與維修，性能可靠，并且亮度也高。 （ 2） LED 動(dòng)態(tài)顯示： 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的 8 個(gè)顯示筆劃 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 dp 的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極 COM 增加位元選通控制電路，位元選通由各自獨(dú)立的I/O 線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究 單片機(jī) 系統(tǒng) 課程設(shè)計(jì) 14 竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位元選通 COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開(kāi)，該位元就顯示出字形，沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。 通 過(guò)分時(shí)輪流控制各個(gè) LED 數(shù)碼管的 COM 端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過(guò)程中，每位元數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為 1～ 2ms，由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極體的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示資料，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的 I/O 口，而且功耗更低。 LED 動(dòng)態(tài)顯示 優(yōu)點(diǎn)是顯示驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單 ,成本較低。各種尺寸的 LED 可直接與主控板 .驅(qū)動(dòng)板 .擴(kuò)展板連接，甚至可不采用 PCB 板 。 采用分時(shí)掃描顯示方式，功耗只有靜態(tài)顯示的 1/5， 功耗低。 缺點(diǎn)是 LED 至驅(qū)動(dòng)板間的連線較多 (共8+LED 個(gè)數(shù)根 )， 因此 當(dāng)位數(shù)較多時(shí) ,連線及檢修不便。 如 下圖 所示， 則 是使用輸出端口的信號(hào) 來(lái) 驅(qū)動(dòng) 共陽(yáng)極 數(shù)碼管顯示，根據(jù)信號(hào)的不同 ， 即光電式液位傳感器所反饋回來(lái)的信號(hào)，也就是鍋爐內(nèi)液面的高度，數(shù)碼管 將顯示不同的數(shù)字 ： 1， 2， 3， 4， 從而表示鍋爐的液位狀態(tài) 是否正常 。通過(guò)數(shù)碼管顯示的數(shù)字，工作人員就可以輕松地知道鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)，減輕工作人員的負(fù)擔(dān)，進(jìn)而提高工作效率。 單片機(jī) 系統(tǒng) 課程設(shè)計(jì) 15 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 4 D e c 2 0 1 3 S h e e t o f F i l e : C : \P r o g r a m F i l e s \D e s i g n E x p l o r e r 9 9 S E \E x a m p l e s \ M y D e s i g n .d d bD r a w n B y :R4 1KR5 1KR6 1KR7 1KR8 1KR9 1KR 1 0 1KP 2 .0P 2 .1P 2 .2P 2 .3P 2 .4P 2 .5P 2 .6abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 1R 1 1 1KP 2 .7 圖 數(shù)碼管顯示電路圖 如圖 可用開(kāi)關(guān) S7 S6 代替手動(dòng)操作部分設(shè)置一控制按鈕圖 ,D4 代表壓力報(bào)警 。 當(dāng)按下開(kāi)關(guān) S7 時(shí)，表示鍋爐內(nèi)壓力過(guò)高，此時(shí) LED4 會(huì)點(diǎn)亮，進(jìn)行壓力報(bào)警，如圖 所示。從而引起工作人員的注意，及時(shí)檢查故障并排除，從而保證鍋爐的正常運(yùn)行。按下開(kāi)關(guān) S6 時(shí)，則代表風(fēng)機(jī)開(kāi)始工作，為鍋爐的燃燒提供保障。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 4 D e c 2 0 1 3 S h e e t o f F i l e : C : \P r o g r a m F i l e s \D e s i g n E x p l o r e r 9 9 S E \E x a m p l e s \ M y D e s i g n .d d bD r a w n B y :S6S7D3R 1 2 1k+ 5 vP 0 .0P 0 .1 圖 壓力模擬電路圖 單片機(jī) 系統(tǒng) 課程設(shè)計(jì) 16 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 4 D e c 2 0 1 3 S h e e t o f F i l e : C : \P r o g r a m F i l e s \D e s i g n E x p l o r e r 9 9 S E \E x a m p l e s \ M y D e s i g n .d d bD r a w n B y :V c c40P 0 .0 ( A D 0 )39P 0 .1 ( A D 1 )38P 0 .2 ( A D 2 )37P 0 .3 ( A D 3 )36P 0 .4 ( A D 4 )35P 0 .5 ( A D 5 )34P 0 .6 ( A D 6 )33P 0 .7 ( A D 7 )32E A / V p p31A L E / P R O