數碼管顯示方式及特點?
1.靜態顯示方式。所謂靜態顯示就是指無論是多少位數碼管,同時處於顯示狀態。 當單片機系統中使用靜態數碼管顯示時,需要在每壹個數碼管上添加壹個鎖存器,當需要某個數碼管顯示其他內容時,只需要修改與其相連的鎖存器的值即可。 當數碼管處於靜態顯示方式時,所有位選線(數碼管的公***端)連接在壹起,而各個數碼管的段選線(數碼管上各筆段的引出線)是相互分離的。
靜態顯示的優點是:數碼管顯示無閃爍,亮度高,軟件控制比較容易;缺點是:需要的硬件電路較多(每壹個數碼管都需要壹個鎖存器),如果在全國大學生電子設計競賽中使用,將造成很大的不便,同時由於所有數碼管都處於被點亮狀態,所以需要的電流很大,當數碼管的數量增多時,對電源的要求也就隨之增高。所以,在大部分的硬件電路設計中,很少采用靜態顯示方式。
2.動態顯示方式。所謂動態顯示,是指無論在任何時刻只有壹個數碼管處於顯示狀態,每個數碼管輪流顯示。 當數碼管處於動態顯示時,所有位選線分離,而每個數碼管的各條段選線相連。當需要顯示數字或字符時,需要將所有數碼管輪流點亮,這時對每個數碼管的點亮周期有了壹個較嚴格的要求:由於發光體從通入電流開始點亮到完全發光需要壹定的時間,叫做響應時間,這個時間對於不同的發光材質是不同的,通常情況下為幾百微秒,所以數碼管的刷新周期(所有數碼管被輪流點亮壹次的時間)不要過短,這也與數碼管的數量有關,壹般的數碼管的刷新周期應控制在5ms~10ms,即刷新率為200Hz~100Hz,這樣既保證了數碼管每壹次刷新都被完全點亮,同時又不會產生閃爍現象。
動態顯示的優點是:硬件電路簡單(數碼管越多,這個優勢越明顯),由於每個時刻只有壹個數碼管被點亮,所以所有數碼管消耗的電流較小;缺點是:數碼管亮度不如靜態顯示時的亮度高,例如有8個數碼管,以1秒為單位,每個數碼管點亮的時間只有1/8秒,所以亮度較低;如果刷新率較低,會出現閃爍現象;如果數碼管直接與單片機連接,軟件控制上會比較麻煩等。
在應用數碼管進行顯示時,首先需要考慮的問題就是驅動電流,與發光二極管相同,數碼管的發光段也需要串聯限流電阻,以***陽極數碼管為例,串聯的限流電阻阻值越大,電流越小,亮度越低;電阻值越小,電流越大,亮度越高。在使用限流電阻時需要在每壹個段線上都串聯限流電阻,而不要在公***端上串聯電阻,如果只在公***端上串聯壹個限流電阻,則在顯示不同的數字時,將會造成數碼管亮度的不同。 由於在動態顯示時,每個數碼管的段選線是對應連接在壹起的,同時由於數碼管不存在同時點亮狀態,所以之需要在段選線的引出端上串聯限流電阻即可, 1.靜態顯示驅動電路。
數碼管的靜態顯示雖然硬件電路較多,但與單片機之間的連接比較簡單,例如可以使用串行轉並行芯片74LS164作為數碼管的驅動,74LS164之需要與單片機的串行接口相連接即可, 2.在動態顯示時,如果將數碼管直接與單片機連接,除了硬件電路簡單外,似乎並沒有太多的優點。但是當我們選用專用的數碼管顯示驅動芯片時,其優點就顯現出來了。目前常見的數碼管顯示芯片有8279、MAX7219、HD7279、CH451等。這些芯片的主要特點是:數碼管的顯示全都采用動態掃描的方式,都可以連接8個數碼管,控制方式都比較簡單。現面對這幾個芯片進行簡單的介紹。
8279為Intel公司生產的較早期的產品,是可編程的鍵盤、顯示接口芯片。它既具有按鍵處理功能,又具有自動顯示功能,在單片機系統中應用很廣泛。8279內部有鍵盤FIFO(先進先出堆棧)/傳感器,雙重功能的8×8=64ByteRAM,鍵盤控制部分可控制8×8=64個按鍵或8×8陣列方式的傳感器。該芯片能自動消抖並具有雙鍵鎖定保護功能。顯示RAM容量為16×8,即顯示器最大配置可達16位LED數碼顯示(有關鍵盤部分內容將在2.4節中詳細介紹)。8279與單片機之間采用三總線(數據總線、地址總線和控制總線)結構連接,在用8279與數碼管連接時,還需要連接驅動器,同時由於價格較高,所以現在使用的很少。