LED數碼管顯示技術(一)

摘　要 
 
 隨著計算機技術的發展，現代的計算機都是大規模集成電路計算機它們具有功能強、結構緊湊、系統可靠等特點，其發展趨勢是巨型化、微型化、網絡化及智能化。微型化是計算機發展的重要方向，也就是把計算機的運算器、控制器、存儲器、I/O接口四個組成部分集成在一個硅片內，于是就出現了一個以大規模集成電路為主要組成的微型計算機即單片機(Single Chip Microcomputer)。正是由于單片機技術的發展，才能使LED七段數碼管能夠在減少驅動器的情況下能夠直接被驅動。由于LED數碼管顯示技術的優勢使得它被廣泛應用在工業過程控制系統、智能儀表，智能產品等領域。本論文重點介紹了LED(light emission diode)數碼管動態顯示技術以及靜態顯示技術，并分析了各自的優缺點，并且編寫了這兩種顯示技術在單片機中實現的關鍵編碼以及提供了參考原理簡圖。而且介紹了LED(Light
Emission Diode)數碼管的組成、顯示原理以及在電能表、電子計數器、健身車和RDY-68無線數據傳輸系統的應用。

【關鍵字】：單片機，LED數碼管，動態顯示技術，靜態顯示技術。

Abstract

 Along with the technical development in calculator, the modern calculator is all a large-scale integrated circuit calculator they have the function strong, the construction tightly packed, system is been together by etc. characteristics, its development trend is a giant turning, the miniaturization, network turns and the intelligence turns.The miniaturization is an important direction that calculator develop, and also is to carries the calculator calculate the machine, controller,
 saving machine, I/ O pick up a people four constitute the part gathers in a silicon  slice, hence appeared a microcomputer for regarding large- scale integrated circuit as principle constituting the namely single a machine.( Single Chip Microcomputer) exactly because of single technical development in a machine, then can make LED (Light Emission Diode) seven figureses tube can under the situation of the decrease drive the machine can directly drive drive.Because the LED(Light Emission Diode figures tube shows that the technical advantage makes it applied by extensively control in the industry process the system, intelligence appearance, intelligence product etc. realm.This thesis point introduced LED(Light Emission Diode) figures tube dynamic manifestation technique and static manifestation techniques, and analyzed each from of merit and shortcoming, and the plait writes the key coding that these two kinds of manifestations technique realizes in single a machine and provides to consult principle Chien's diagram.And introduce the constitute of LED(Light Emission Diode), the manifestation principle and ameter 、electronic counter 、doing exercise to keep fit in the application on the car and  RDY-68  wireless
data transmission system.

【Key word】: Single Chip Microcomputer,The figure tube ,The dynamic  manifestation technique, The static manifestation technique.

前 言

 單片機應用已成為當今電子信息領域應用廣泛的一門技術。特別是基于單片機的LED數碼管顯示技術已經在工業控制和產品中應用廣泛。單片機技術正以驚人的速度向前發展，它主要在CPU的字長、芯片內存儲器、芯片內I/O功能、外圍電路集成以及功能耗等方面有了很大的發展。甚至由于LED數碼管顯示技術在單片機上的應用使得我們的生活變得十分便捷、工作效率得到提高。LED數碼管可以應用在需要顯示溫度、數量、重量、日期、時間、計數器等方面的工業控制和產品領域。因此本人看到基于單片機的LED數碼管顯示在我們生活應用這么廣泛，就盟發想寫出本論文，并詳細介紹關于LED數碼管顯示的關鍵技術。

目錄

摘要………………………………………………………………………………
前言………………………………………………………………………………
第一章  單片機簡介………………………………………………………………5
 1.1 單片機的發展趨勢簡述……………………………………………5
 1.2 MCS-51單片機的基本結構…………………………………………6
 1.3 單片機的應用………………………………………………………6
第二章 LED數碼管概論……………………………………………………………8
 2.1數碼管在目前市面上存在以下品種…………………………………8
 2.2 七段數碼管組成和類型………………………………………………8
 2.3 七段數碼管的命名…………………………………………………10
第三章 LED數碼管在生活當中的應用……………………………………………11
 3.1  LED數碼管應用在電能表…………………………………………11
 3.2  LED數碼管在電子計數器上的應用………………………………11
 3.3　LED數碼管在程控式磁阻健身車上的應用………………………12
 3.4  RDY-68無線數據傳輸系統…………………………………………12　
第四章 LED數碼管的顯示…………………………………………………………13
 4.1   LED數碼管動態顯示應用舉例……………………………………13
 4.1.1 并行接口動態顯示電路及程序設計……………………………13
 4.1.2 串行接口的動態顯示電路及程序設計…………………………15
 4.2　 LED數碼管靜態顯示應用舉例……………………………………16
 4.2.1并行接口靜態顯示電路及程序設計………………………………16
 4.2.2串行接口靜態顯示電路及程序設計………………………………17
第五章　畢業設計總結……………………………………………………………18
致　謝………………………………………………………………………………18
參考文獻……………………………………………………………………………19
附　錄………………………………………………………………………………19

單片機簡介

 微型計算機的出現是電子數字計算機廣泛應用到人們日常工作、生活領域中去的一個重大的轉折點。它已經深入應用到非微型計算機所無法應用的領域，對社會產生了極大的影響。單片機微型計算機是微型計算機發展中的一個重要的分支，它以其獨特的結構和性能，越來越普及地應用到國民經濟的各個領域。
 單片微型計算機簡稱為單片機。它在一塊芯片上集成了中央處理部件（CPU）、存儲器（RAM,ROM）、定時器/計數器和各種輸入/輸出(I/O)接口（如并行I/O口、串行I/O口和A/D轉換器）等。單片機就是一臺計算機。由于單片機原來就是為了實時控制應用而設計制造的，因此，又稱為微控制器。
 
1.1 單片機的發展趨勢簡述

 單片機技術正以驚人的速度向前發展，就是已出現的單片機而言也正以其各自獨特的優點或先進的技術在進行挑戰，主要表現在以下幾個方面
 （1） CPU的發展
 增加CPU的字長或提高時鐘頻率均可提高CPU的數據處理能力和運算速度。CPU的字長已有8位、16位和32位。時鐘高達20MHz的單片機也已出現。還有的8位單片機，其算術邏輯運算部件（ALU）卻是16位，內部采用16位數據總線。另外，有些單片機內部采用了雙CPU結構也能大大的提高處理能力。
 （2） 存儲器的發展
 增大了存儲器容量。新型的單片機片內ROM一般可達4KB至8KB，有的甚至可達到128KB。片內RAM可達256字節。片內存儲器存儲容量的增大有利于外圍擴展電路的簡化，從而提高產品的穩定性，降低產品的成本。片內的EPROM開始E2PROM化。早期單片機內ROM有的采用可擦式的只讀存儲器EPROM，然而EPROM必要高壓編程，紫外線擦除，給使用帶來不便。近年來，推出的電擦除可編程只讀存儲器E2PROM可以在正常的電壓＋5V下進行讀寫，并能在斷電的情況下，保持信息不會丟失。片內程序的保密措施，為了使片內EPROM（E2PROM）內容不被片外非法讀取，一些廠家就采用加鎖技術。
 （3）加強片內的I/O功能
 一般單片機都有較多的并行口，以滿足外圍設備、芯片擴展的需要，并配有串行口，以滿足多機的通信功能的要求。(1)提高并行口的驅動能力。這樣可減少外圍驅動芯片。有的單片機能直接輸出大電流和高電壓，以便能直接驅動LED數碼管和VFD(熒光顯示器)等。(2)增加了I/O口的邏輯控制功能。中、高擋單片機的位處理系統能夠對I/O口線進行位尋址及位操作，加強了I/O的線控制的靈活性。(3)特殊的串行接口功能。
 （4） 外圍電路內部集成化
 隨著集成電路集成度的不斷提高，有可能把眾多的外圍功能電路集成到單片機芯片內。除了一般具備的ROM、RAM、定時器/計時器、中斷系統外，為滿足檢測、控制功能更高的要求，片內集成的部件還可有A/D轉換器、D/A轉換器、DMA控制器、CRT控制器、LCD驅動器、VFD驅動器、正弦發生器、聲音發生器、字符發生器、波特率發生器、鎖相環、頻率合成器、譯碼驅動器等等。由于集成工藝在不斷地改進和提高，能集成于片內的外圍電路也可以是大規模的，把所需的外圍電路全部集成到單片機內，即系統的單片化是目前單片機發展的趨勢。
 （5） 低功耗化
 在8位單片機中有半數以上產品已CMOS化，CMOS單片機具有功耗小的優點。為了充分發揮低功耗的特點，這類單片機普遍設置有空閑和掉電的兩種工作方式
 
MCS-51單片機的基本結構

 MCS-51系列單片機產品有8051，8751,80C51,80C31等型號（前三種為CMOS芯片，后兩種為CHMOS芯片）。它們的結構基本相同，其主要差別反映在存儲器的配置上有所不同。8051內部設有4K字節的掩膜ROM程序存儲器，8031片內沒有ROM，而8751是將8051片內的ROM換成EPROM。
 MSC-51單片機是在一塊芯片中集成了CPU,RAM,ROM、定時器/計數器和多種功能的I/O線等一臺計算機所需要的基本功能部件。單片機內包含下列幾個部件：一個8位CPU、一個片內振蕩器及時鐘電路、4K字節ROM程序存儲器、128字節RAM數據存儲器、兩個16位定時器/計時器、可尋址64K外部數據存儲器和64K外部程序存儲器空間的控制電路、一個可編程全雙工串行口、具有五個中斷源、兩個優先級嵌套中斷結構。
 
1.3 單片機的應用

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