4.2顯示接口技術4.2LED顯示接口技術LED數碼管工作原理LED靜態顯示接口技術LED動態顯示接口技術4.2.1LED數碼管工作原理LED顯示器的結構與原理LED顯示器的譯碼方式LED顯示器的顯示方法1.LED顯示器結構及原理

LED（發光二極管LightEmittingDiode的英文縮寫）是利用PN結把電能轉換成光能的固體發光器件，根據制造材料的不同可以發出紅、黃、綠、白等不同色彩的可見光。LED的伏安特性類似于普通二極管，正向壓降約為2伏左右，工作電流一般在10mA左右。7段LED數碼管的實物圖米字管的實物圖符號管的實物圖點陣式LED顯示屏每點采用1紅1綠兩個LED燈，可實現兩色顯示；109876

12345fe

a

g

dbcdp

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abcdp

decomcom

7段LED數碼管的結構引腳圖Anode正極Cathode負極共陽極CA共陰極CC共陰共陽極DDDDDDDD01234567COMabcdefgdp數字共陰極共陽極段碼(十六進制)01234567893F065B4F666D7D077F6FC0F9A4B0999282F88090

f

e

a

g

dbcdpLED數碼管段碼表數dpgfedcba共陰段碼dpgfedcba共陽段碼0001111113FH110000000C0H10000011006H111110010F9H2010110115BH101001000A4H3010011114FH101100000B0H40110011066H1001100199H5011010116DH1001001092H6011110117DH1000001082H70000011107H111110000F8H8011111117FH1000000080H9011011116FH1001000090H數碼管和單片機的理論連接(1)單片機P2.0P2.7+5v或GND+5v或GNDP0.0P0.7動態連接數碼管和單片機的實際連接(1)MCUP2.0P2.7+5v或GND+5v或GNDP0.0P0.7要考慮IO口的驅動能力總線驅動74LS2457段數碼管+5v實例：單個7段數碼管的顯示控制功能：控制8個led燈的亮滅，以及一個7段數碼管的數字顯示。說明：用P0口傳送顯示數據，P2.0位控制7端數碼管是否顯示。Class2

測試板LED數碼管和單片機的連接(2)單片機P2.0P2.7P0.0P0.1P0.2P0.3逐位掃描2.譯碼方式

BCD碼或十六進制碼-顯示代碼的轉換方式軟件譯碼：利用軟件查表法實現。硬件譯碼：利用硬件譯碼器（芯片）代替軟件實現代碼的轉換。

BCD碼4線—7段譯碼器/驅動器：74LS47用于共陽極數碼管；74LS49用于共陰極數碼管；鎖存器/譯碼器/驅動器：MC14513、MC14494等。鎖存器/譯碼器/驅動器，并能同時顯示8位：ICM7218。74LS47

4線BCD碼轉7段數碼管，具有譯碼器和驅動器的功能，適用共陽極數碼管。25mABI/RBO

LT：試燈輸入，當LT=0時，無論輸入A，B，C，D為何種狀態，譯碼器輸出均為低電平，若驅動的數碼管正常，則顯示8；BI：靜態滅燈輸入，控制多位數碼顯示的滅燈所設置。BI=0時，不論LT和輸入A，B，C，D為何種狀態，譯碼器輸出均為高電平，使共陽極7段數碼管熄滅；RBI：動態滅燈輸入，當LT=1，RBI=0時，若A=B=C=D=0時，數碼管不顯示0，而是使譯碼器輸出全1；RBO：滅零輸出端，和RBI共用來消去不需要的零；74LS245三態輸出的八組總線收發器，A、B為總線端，G為三態允許端，DIR方向控制端。GDIR工作狀態LLB數據至A總線LHA數據至B總線HＸ隔離GND4.2.2LED數碼管顯示方法LED數碼管顯示有兩種方法：靜態顯示動態顯示a．動態顯示動態顯示接口電路把所有LED顯示器的8段a-h同名端連在一起，而每一個數碼管的公共極COM是各自獨立地受I/O線控制。顯示方式CPU向字段輸出口送出字形碼時，所有顯示器接收到相同的字形碼，顯示器是否亮由COM端決定，COM端由I/O控制的。動態掃描是指采用分時方法輪流控制各個顯示器的COM端，使各個顯示器輪流點亮。b．靜態顯示

CPU對每位數碼管輸出一次顯示代碼后，數碼管能夠保持該顯示結果，直到下次CPU輸出新的顯示代碼為止。因此每一個數碼管需要一個鎖存器鎖存顯示代碼。1LED靜態顯示接口技術a、相關芯片介紹b、軟件譯碼顯示接口電路c、硬件譯碼顯示接口電路

74LS377

8D邊沿觸發器，E端和CLK端是控制端，E端為低電平時只要在CLK端產生一個正跳變，D0～D7將被鎖存，并輸出到Q0～Q7端。在其它情況下，Q0～Q7端的輸出保持不變。74LS3738D鎖存器，三態總線驅動輸出；LS373的八個鎖存器都是D型鎖存器，OE為三態運行控制端，當鎖存使能端LE為高時，輸出端將隨輸入數據而變。當LE=0時，輸出保持不變。OELEO74LS138

3-8譯碼器4位LED靜態顯示軟件譯碼電路BCAY0Y174LS138Y2Y3S1S2S3&&&174LS37774LS37774LS37774LS377P0.7~0.0ALE8051WR74LS373P2.7~2.074LS244A0~A2A3~A5A6~A7A8~A92344位LED靜態顯示硬件譯碼接口電路74LS244高74LS377低高74LS377低74LS4774LS4774LS4774LS47+5vBCAY0Y174LS138S1S2S3&&&A0~A2A3~A5A6~A7WRA8~A91234練習1：7段LED的靜態顯示實現用74LS47、74LS373以及74LS245實現4位7段LED數碼管的靜態顯示功能，四個數碼管同時顯示，相鄰數碼管顯示數字相差1，并不斷增加，從0到9，然后歸0。要求在顯示過程中能夠暫停顯示，暫停結束后接著停止時的數字顯示。Opencode2_staticled2LED動態顯示接口技術控制基本原理--視覺暫留原理

CPU定時（小于20ms）對LED顯示器每位數碼管輸出顯示代碼，每個數碼管分時工作（大于1ms）。雖然每次只有一個數碼管顯示，但由于人視覺的暫留效應，仍感覺到所有的數碼管都在顯示。4位LED動態顯示電路BCAY0Y174LS138Y2Y3E1E2E31P0.0~0.7MCUP2.5~2.774LS245P2.0~2.2234動態顯示實現功能同練習1，但采用動態顯示完成。4個7段數碼管的顯示控制，4個數碼管同時啟動，程序啟動時顯示“0123”，每個1s，各位同時加1，即顯示“1234”、“2345”、…、“9012”，數字超過9則回到0。Class44.2.3點陣LED

顯示方法及接口技術點陣LEDMATRIX-8×8列號行號仿真器件：MATRIX-8×8點陣LEDProteus中有四種不同顏色的8×8點陣LED。其中：紅色的為上列選下行選，其它顏色的為上行選下列選。所有的點陣都是高電平選中列，低電平選中行。即如果某一個點所處的列信號為高，行信號為低，則該點被點亮。列行列行實例：點陣LED測試1仿真采用藍色點陣LED，P0口控制行選，P1口控制列選，P2.5口控制行列切換。動作：系統啟動，P2.5口為高電平，點陣LED全亮，然后從下至上每行亮，如果P2.5口置低，則切換至從左到右每列亮；例程：Class6_matrixLED實例：點陣LED測試2仿真采用藍色點陣LED，電路設計與測試1完全相同，學習利用動態掃描進行點陣LED的圖形顯示。動作：系統啟動，顯示上箭頭；字模軟件的使用；例程：Class7_matrixLEDIMG實例：點陣LED測試3仿真采用藍色點陣LED，電路設計與測試1完全相同，學習點陣LED的圖形滾動顯示方法。動作：系統啟動，由右向左滾動顯示XATU；例程：Class8_matrixled動手練習：MATRIX8*8

實現數字、圖形顯示實現功能

用AT89C51、MATRIX8*8實現以下功能：1、顯示數字0、4、6；2、顯示左箭頭；3、由按鈕控制各個顯示內容的更替；各數字、圖形的顯示實現方法4.2.4LCD圖形點陣液晶顯示器

LCD16022行16個字符5×8點陣

LCD128648行128個字符液晶顯示屏是由若干個5×7或5×11點陣塊組成，每個點陣塊為一個字符位，字符間距和行距都是一個點的寬度；LCD1602低功耗、超薄、體積小，用于袖珍儀表及低功耗系統；可顯示1行16個字符或2行16個字符，內置字符發生存儲器，含192個不同的點陣字符圖形；顯示英文字符LCD1602仿真器件：LM016L序號管腳功能1VSS電源地2VDD電源正3VEE液晶顯示偏壓信號4RS數據/指令控制信號：1為數據，0為指令5RW讀寫選擇端6E使能信號，讀操作時高電平有效，寫操作時下降沿有效LCD1602仿真器件：LM016L序號管腳功能7-14D0-D7數據總線實物有15、16引腳仿真器件無15BLA背光源正極16BLK背光源負極1602RAM地址映射圖寫操作>140ns>10ns<25ns>10ns>195ns>450ns>1000nsLCD1602指令說明

功能設置

功能設置用于設置數據接口寬度以及LCD顯示屏的顯示方式，應放在其他設置之前；RSRWD7D6D5D4D3D2D1D000001DLNF**DL數據接口寬度標志DL=18位DL=04位DB4-DB7N：字符行數標志F：顯示字符點陣字體標志NF顯示行數字符點陣字體0015×80115×101*25×8讀忙標志BF和ACE高電平下，BF和AC0-AC6被讀入數據總線；RSRWD7D6D5D4D3D2D1D001BFAC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0BF內部忙標志BF=1模塊進行內部操作，不接受任何外部指令及數據BF=0空閑AC0-AC6：地址計數器AC的當前內容地址計數器AC被CGROM、CGRAM、DDRAM公用，因此AC內容所指區域由前一條指令操作區域決定；只有BF=0時，讀取的AC內容有效；顯示開/關控制

設置1602是否顯示；RSRWD7D6D5D4D3D2D1D00000001DCBD顯示開/關控制標志D=1開顯示；D=0關顯示注意：關顯示后，顯示數據仍然保持在DDRAM中；C光標顯示控制標志C=1光標顯示；C=0光標不顯示顯示5×8點陣字符時，光標在第8行顯示；5×10點陣字符，光標在第11行顯示；光標不影響其他顯示功能B閃爍顯示控制標志

B=0不閃爍；B=1光標在所指位置交替顯示全黑點陣和顯示字符，頻率0.4ms；輸入方式設置

設置顯示、光標移動方向和方式；RSRWD7D6D5D4D3D2D1D000000001I/DSI/D=1讀寫字符后，地址指針加1；I/D=0讀寫字符后，地址指針減1；S=1數據讀寫操作后，屏幕平移；S=0數據讀寫操作后，屏幕不動；光標、屏幕位移設置

設置屏幕、光標移動方式，不影響DDRAM；RSRWD7D6D5D4D3D2D1D0000001S/CR/L**S/C=1屏幕畫面平移一個字符位；S/C=0光標平移一個字符位；R/L=1向右移動；R/L=0向左移動；清屏

清顯示指令將空位字符碼20H送入全部DDRAM地址中，使DDRAM中的內容全部清除，顯示消失；此時，地址計數器AC=0，自動增1模式；顯示歸位，光標或閃爍回到原點，顯示屏左上角；該命令不改變移位設置模式；RSRWD7D6D5D4D3D2D1D00000000001光標復位光標返回到地址00H；RSRWD7D6D5D4D3D2D1D0000000001*實例：1602靜態顯示字符1功能：用P0口、或P1口為1602送數據，P2.0-P2.1位作為控制線，單行靜態顯示字符“A”；學習寫指令、寫數據時序，送字符、指定顯示位置的方法；Class9_LCD1602static實例：1602靜態顯示字符2功能：用P0口、或P1口為1602送數據，P2.0-P2.1位作為控制線，靜態顯示字符；第一行顯示Proteus第二行顯示isausefultool學習顯示行控制方法；Class9_LCD1602static2實例：1602動態顯示1功能：用P0口、或P1口為1602送數據，P2.0-P2.1位作為控制線，在第一行動態顯示箭頭，箭頭在第一行內來回移動；學習動態顯示控制方法；Class9_LCD1602dynamic作業2：1602動態顯示2功能：用P0口、或P1口為1602送數據，P2.0-P2.1位作為控制線，在2行的兩端同時顯示反方向箭頭，兩個箭頭向相反的方向移動，到末端后換向來回移動；演示效果Class9_LCD1602dynamic2作業2：1602動態顯示3功能：用P0口、或P1口為1602送數據，P2.0-P2.1位作為控制線，采用1602的整屏移動功能實現文字的移動，按鍵控制移動方向；單行顯示ProteusisausefultoolClass9_LCD1602dynamic3無字庫LCD12864仿真器件AMPIRE128×64；顯示漢字，可選擇字體；帶兩個液晶驅動器，液晶驅動器為KS0108，每個驅動器控制64×64個點；LCD12864序號管腳功能1CS1左半屏片選端低電平有效2CS2右半屏片選端低電平有效3GND地4VCC電源5V0對比度調節6RS數據/指令控制：1為數據輸入0為指令輸入序號管腳名稱功能7R/W讀寫控制線1-讀出0-寫入8E控制允許信號R/W為0時，下降沿鎖存DB7~DB09~16DB0~DB7數據總線17RST復位信號低電平有效18Vout驅動電壓輸出端LCD地址映射圖CS1CS2指令描述顯示開/關設置

功能：設置屏幕顯示開/關。DB0=H，開顯示；DB0=L，關顯示。不影響顯示RAM中的內容。

3EH—3FHR/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLLHHHHHH/L設置頁地址功能：執行本指令后，之后的讀寫操作將在指定頁內，直到重新設置。頁地址就是DDRAM

的行地址，頁地址存儲在頁地址計數器中，DB2-DB0可表示8頁，讀寫數據對頁地址沒有影響，除本指令可改變頁地址外，復位信號(RST)將頁地址計數器內容清零。R/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLHLHHH頁地址（0～7）DDRAM地址映像表如表所示012………616263DB0~PAGE0DB7X=0DB0~PAGE1DB7X=1……………………DB0~PAGE6DB7X=7DB0~PAGE7DB7X=8設置列起始地址功能：DDRAM的列地址存儲在列地址計數器中，讀寫數據對列地址有影響，在對DDRAM進列讀寫操作后，列地址自動加一。40H-7FHR/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLH列地址（0～63）

設置顯示起始行功能：執行該命令后，所設置的行將顯示在屏幕的第一行。顯示起始行是由Z地址計數器控制的，該命令自動將A0-A5位地址送入Z地址計數器，起始地址可以是0-63范圍內任意一行。Z地址計數器具有循環計數功能，用于顯示行掃描同步，當掃描完一行后自動加一。R/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLHH行地址（0～63）

AMPIRE128×64LCD的屏幕結構12864Page1Page8#B8H#BFH#40H#7FH#40H#7FH狀態檢測功能：讀忙信號標志位(BF)、復位標志位(RST)以及顯示狀態位(ON/OFF)。DB7=H：內部正在執行操作；DB7=L：空閑狀態。DB4=H：處于復位初始化狀態；DB4=L：正常狀態。DB5=H：表示顯示關閉；DB5=L：表示顯示開。R/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0HLBFLON/OFFRSTLLLL寫顯示數據功能：寫數據到DDRAM，DDRAM是存儲圖形顯示數據的，寫指令執行后列地址計數器自動加1。DB7-DB0位數據為1顯示，為0不顯示。寫數據到DDRAM前，要先執行“設置頁地址”及“設置列地址”命令。R/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LH寫入顯示數據讀顯示數據功能：將當前顯示的數據讀出。R/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0HH待讀的顯示數據屏幕結構12864Page1Page8#B8H#C0H#40H#7FH#40H#7FH歡迎光臨安工業大學#BFH#BCH#BAH#BBH西#BDH基本操作時序①讀狀態輸入：RS=L,R/W=H,CS1或CS2=H,E=H，輸出：D0～D7=狀態字②寫指令輸入：RS=L,R/W=L,D0～D7=指令碼,E=H→L；③讀數據輸入：RS=H,R/W=H，輸出：D0～D7=數據④寫數據輸入：RS=H,R/W=L,D0～D7=數據,片選CS1或CS2,E=H→L；

變量聲明開始

初始化清屏上電置端口狀態是否清屏?

頁數

列數

行數(滾動顯示)取顯示數據顯示結束?行列頁處理結束

置LCD顯示方式置顯示數據字模提取軟件Zimo仿真：LCD1602漢字顯示實現功能

用AT89C51、AMPIRE12864LCD顯示器實現以下功能：1、在LCD上顯示兩行漢字，字體為楷體，16×16歡迎光臨西安工業大學2、通過按鈕開關實現清屏等功能；C51的P0口作為數據傳輸，P2.0～P2.4作為LCD1602的控制線；myLCD1602Static仿真：LCD1602漢字滾動顯示實現功能

在上一仿真結果的基礎上，實現歡迎光臨四個漢字在LCD液晶屏幕上的滾動顯示輸出；myLCD1602dym帶字庫LCD12864無仿真器件；只能顯示宋體GB2312；只有1個液晶驅動器，顯示為整體顯示，不分左右兩片，字符型液晶顯示可分為串行方式和并行方式兩種；帶字庫12864：SGX-12864-2H具有4位/8位并行，2線或3線串行多種接口方式，內置國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；顯示分辨率為128×64，內置8192個16×16點漢字，及128個16×8點ASCII字符集；電壓3V-5.5V，低功耗；

2MHz時鐘頻率；引腳意義1Vss電源地；2Vcc電源正；3V0對比度調整；4RS1，傳輸數據；0，傳輸指令；5RW1，讀操作；0，寫操作；6E使能信號；7-14三態數據線；15PSB1,并口方式；0，串口方式；17RESET復位引腳，低電平有效；18VoutLCD驅動電壓輸出端；19A背光源正；20K背光源負；17—1423456151617181920LCD12864清除顯示

清顯示指令將空位字符碼20H送入全部DDRAM地址中，使DDRAM中的內容全部清除，顯示消失；地址計數器AC=0；RSRWD7D6D5D4D3D2D1D00000000001指令說明地址歸位

設定DDRAM的地址計數器AC為“00H”，且將游標移到開頭原點位置；該指令不改變DDRAM中的內容；RSRWD7D6D5D4D3D2D1D0000000001X顯示開/關控制RSRWD7D6D5D4D3D2D1D00000001DCBD顯示開/關控制標志D=1整體顯示；D=0關顯示；C游標顯示控制標志C=1顯示游標；C=0