led显示原理
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一．什么是数码管
LED数码管（LED Segment Displays）是由8个发光二极管构成，并按照一定的图形及排列封装在一起的显示器件。其中7个LED构成7笔字形，1个LED构成小数点（也被称为为八段数码管）。
常用的数码管位数有1，2，3，4，5，6，8，10位等等，颜色有红，绿，蓝，黄等几种。了解LED的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。
二．数码管基本构造
LED数码管有两大类，一类是共阴极接法，另一类是共阳极接法，共阴极就是8段的显示字码共用一个电源的负极，是高电平点亮，共阳极就是7段的显示字码共用一个电源的正极，是低电平点亮。只要控制其中各段LED的亮灭即可显示相应的数字、字母或符号。
共阴和共阳极数码管的内部电路，它们的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已，共阴为所有的LED负极接在一起，共阳为为所有的LED正极接在一起。如下图为1位数码管的共阴极和共阳极原理图：
三、数码管显示原理
要是数码管显示数字，有两个条件：1.是要在VT端加合适的电源(一般每颗LED还需串上合适的电阻，起限流作用)；2.要使（a,b,c,d,e,f,g,dp)端接低电平或“0”电平。这样才能显示的。
例如下图的共阴极数码管，须在VT端接上地端，（a,b,c,d,e,f,g,dp)端接到单片机的引脚上；如果要使其中一个LED亮时，对应的单片机引脚输出高电平，即可点亮LED灯。
共阴极LED数码管的内部结构原理图
能够点亮数码管后，就可以通过单片机控制数码管显示数字或字母。为了控制方便，我们将数码管的a~dp引脚依次连接单片机的P10-P17引脚，如图：
我们对数码管所要显示的每个数字和字母进行编码，然后在编程时，将编码放在一个数组上，需要显示什么数字或者字母，从数组里面提取相应的编码就可显示所要显示的字符了。
如图，要显示数字“5”时，编码为0x6D。如果数码管为共阳极，只需要对共阴极的编码做一个取反操作即可。
四．数码管驱动方式
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。
1.静态驱动方式
led静态显示时，其公共端接地（共阴极）或接电源（共阳极），各段选线分别与I/O口接线相连。要显示字符，直接在I/O线发送相应的字段码。
优点：静态显示结构简单，显示方便，要显示某个字符直接在IO线上发送相应的字段码
缺点：一根数码管需要8根IO线，数码管比较多时候，非常占用IO线。
2.动态驱动方式
动态驱动方式是将所有的数码管的段选线并接在一起，用一个IO接口控制，公共端并不是直接接地（共阴极）或者电源（共阳极），而是通过相应的IO接口控制。
以共阳极为例假设4个数码管工作过程为，如图：
四位数码管动态驱动方式连接图
每个数码管的公共端与单片机的一个IO相连，第一步使最右边一个数码管的公共端为1(P21)，其余数码管公共端为0，同时在（a,b,c,d,e,f,g,dp)P0端上发送右边第一个数码管的字段码，这时候只有右边的第一个数码管显示，其余不显示；
第二步使右边第二个数码管的公共端(P23)为1，其余的公共端为0，同时在（a,b,c,d,e,f,g,dp)P0端上发送右边第二个数码管的字段码，这时候，只有右边第二个数码管显示，其余不显示；
以此类推，直到最后一个，这样子4个数码管轮流显示相应的信息，一遍显示完毕，隔一段时间，又这样循环显示。
从计算机角度，每个数码管隔一段时间才显示一次，但是由于人的视觉暂留效应，只要隔离时间足够短，循环的周期足够长，美妙达到24次以上，看起来数码管就一直稳定显示了，这就是动态显示原理。
五.八位数码管动态驱动例程
以八位共阴极数码管，动态驱动的方式为例：
#include<reg51.h>
//–定义使用的IO口–//#define GPIO_DIG P0 //段选#define GPIO_PLACE P1 //位选
//–定义全局变量–//unsigned char code DIG_PLACE[8] = {0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};//位选控制 查表的方法控制unsigned char code DIG_CODE[17] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};//0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、b、C、d、E、F的显示码unsigned char DisplayData[8];//用来存放要显示的8位数的值
//–声明全局函数–//void DigDisplay(); //动态显示函数/******************************************************************************** 函 数 名 : main* 函数功能 : 主函数* 输 入 : 无* 输 出 : 无*******************************************************************************/void main(void){ unsigned char i;
for(i=0; i<8; i++) { DisplayData[i] = DIG_CODE[i]; } while(1) { DigDisplay(); } }
/******************************************************************************** 函 数 名 : DigDisplay* 函数功能 : 使用数码管显示* 输 入 : 无* 输 出 : 无*******************************************************************************/void DigDisplay(){ unsigned char i; unsigned int j;
for(i=0; i<8; i++) { GPIO_PLACE = DIG_PLACE[i]; //发送位选 GPIO_DIG = DisplayData[i]; //发送段码 j = 10; //扫描间隔时间设定 while(j–); GPIO_DIG = 0x00;//消隐 }
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