数码管显示方式及特点?

2020-04-26 科技 112阅读
数码管的显示方式有两种:静态显示和动态显示。
1.静态显示方式。所谓静态显示就是指无论是多少位数码管,同时处于显示状态。 当单片机系统中使用静态数码管显示时,需要在每一个数码管上添加一个锁存器,当需要某个数码管显示其他内容时,只需要修改与其相连的锁存器的值即可。 当数码管处于静态显示方式时,所有位选线(数码管的公共端)连接在一起,而各个数码管的段选线(数码管上各笔段的引出线)是相互分离的。
静态显示的优点是:数码管显示无闪烁,亮度高,软件控制比较容易;缺点是:需要的硬件电路较多(每一个数码管都需要一个锁存器),如果在全国大学生电子设计竞赛中使用,将造成很大的不便,同时由于所有数码管都处于被点亮状态,所以需要的电流很大,当数码管的数量增多时,对电源的要求也就随之增高。所以,在大部分的硬件电路设计中,很少采用静态显示方式。
2.动态显示方式。所谓动态显示,是指无论在任何时刻只有一个数码管处于显示状态,每个数码管轮流显示。 当数码管处于动态显示时,所有位选线分离,而每个数码管的各条段选线相连。当需要显示数字或字符时,需要将所有数码管轮流点亮,这时对每个数码管的点亮周期有了一个较严格的要求:由于发光体从通入电流开始点亮到完全发光需要一定的时间,叫做响应时间,这个时间对于不同的发光材质是不同的,通常情况下为几百微秒,所以数码管的刷新周期(所有数码管被轮流点亮一次的时间)不要过短,这也与数码管的数量有关,一般的数码管的刷新周期应控制在5ms~10ms,即刷新率为200Hz~100Hz,这样既保证了数码管每一次刷新都被完全点亮,同时又不会产生闪烁现象。
动态显示的优点是:硬件电路简单(数码管越多,这个优势越明显),由于每个时刻只有一个数码管被点亮,所以所有数码管消耗的电流较小;缺点是:数码管亮度不如静态显示时的亮度高,例如有8个数码管,以1秒为单位,每个数码管点亮的时间只有1/8秒,所以亮度较低;如果刷新率较低,会出现闪烁现象;如果数码管直接与单片机连接,软件控制上会比较麻烦等。
在应用数码管进行显示时,首先需要考虑的问题就是驱动电流,与发光二极管相同,数码管的发光段也需要串联限流电阻,以共阳极数码管为例,串联的限流电阻阻值越大,电流越小,亮度越低;电阻值越小,电流越大,亮度越高。在使用限流电阻时需要在每一个段线上都串联限流电阻,而不要在公共端上串联电阻,如果只在公共端上串联一个限流电阻,则在显示不同的数字时,将会造成数码管亮度的不同。 由于在动态显示时,每个数码管的段选线是对应连接在一起的,同时由于数码管不存在同时点亮状态,所以之需要在段选线的引出端上串联限流电阻即可, 1.静态显示驱动电路。
数码管的静态显示虽然硬件电路较多,但与单片机之间的连接比较简单,例如可以使用串行转并行芯片74LS164作为数码管的驱动,74LS164之需要与单片机的串行接口相连接即可, 2.在动态显示时,如果将数码管直接与单片机连接,除了硬件电路简单外,似乎并没有太多的优点。但是当我们选用专用的数码管显示驱动芯片时,其优点就显现出来了。目前常见的数码管显示芯片有8279、MAX7219、HD7279、CH451等。这些芯片的主要特点是:数码管的显示全都采用动态扫描的方式,都可以连接8个数码管,控制方式都比较简单。现面对这几个芯片进行简单的介绍。
8279为Intel公司生产的较早期的产品,是可编程的键盘、显示接口芯片。它既具有按键处理功能,又具有自动显示功能,在单片机系统中应用很广泛。8279内部有键盘FIFO(先进先出堆栈)/传感器,双重功能的8×8=64ByteRAM,键盘控制部分可控制8×8=64个按键或8×8阵列方式的传感器。该芯片能自动消抖并具有双键锁定保护功能。显示RAM容量为16×8,即显示器最大配置可达16位LED数码显示(有关键盘部分内容将在2.4节中详细介绍)。8279与单片机之间采用三总线(数据总线、地址总线和控制总线)结构连接,在用8279与数码管连接时,还需要连接驱动器,同时由于价格较高,所以现在使用的很少。
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