C4.2 顯示接口技術(shù)

4.2顯示接口技術(shù)4.2LED顯示接口技術(shù)LED數(shù)碼管工作原理LED靜態(tài)顯示接口技術(shù)LED動態(tài)顯示接口技術(shù)4.2.1LED數(shù)碼管工作原理LED顯示器的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)及原理

LED（發(fā)光二極管LightEmittingDiode的英文縮寫）是利用PN結(jié)把電能轉(zhuǎn)換成光能的固體發(fā)光器件，根據(jù)制造材料的不同可以發(fā)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(shù)碼管的實(shí)物圖米字管的實(shí)物圖符號管的實(shí)物圖點(diǎn)陣式LED顯示屏每點(diǎn)采用1紅1綠兩個LED燈，可實(shí)現(xiàn)兩色顯示；109876

12345fe

a

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dbcdp

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decomcom

7段LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)引腳圖Anode正極Cathode負(fù)極共陽極CA共陰極CC共陰共陽極DDDDDDDD01234567COMabcdefgdp數(shù)字共陰極共陽極段碼(十六進(jìn)制)01234567893F065B4F666D7D077F6FC0F9A4B0999282F88090

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dbcdpLED數(shù)碼管段碼表數(shù)dpgfedcba共陰段碼dpgfedcba共陽段碼0001111113FH110000000C0H10000011006H111110010F9H2010110115BH101001000A4H3010011114FH101100000B0H40110011066H1001100199H5011010116DH1001001092H6011110117DH1000001082H70000011107H111110000F8H8011111117FH1000000080H9011011116FH1001000090H數(shù)碼管和單片機(jī)的理論連接(1)單片機(jī)P2.0P2.7+5v或GND+5v或GNDP0.0P0.7動態(tài)連接數(shù)碼管和單片機(jī)的實(shí)際連接(1)MCUP2.0P2.7+5v或GND+5v或GNDP0.0P0.7要考慮IO口的驅(qū)動能力總線驅(qū)動74LS2457段數(shù)碼管+5v實(shí)例：單個7段數(shù)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(shù)碼管的數(shù)字顯示。說明：用P0口傳送顯示數(shù)據(jù)，P2.0位控制7端數(shù)碼管是否顯示。Class2

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

BCD碼或十六進(jìn)制碼-顯示代碼的轉(zhuǎn)換方式軟件譯碼：利用軟件查表法實(shí)現(xiàn)。硬件譯碼：利用硬件譯碼器（芯片）代替軟件實(shí)現(xiàn)代碼的轉(zhuǎn)換。

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

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

LT：試燈輸入，當(dāng)LT=0時，無論輸入A，B，C，D為何種狀態(tài)，譯碼器輸出均為低電平，若驅(qū)動的數(shù)碼管正常，則顯示8；BI：靜態(tài)滅燈輸入，控制多位數(shù)碼顯示的滅燈所設(shè)置。BI=0時，不論LT和輸入A，B，C，D為何種狀態(tài)，譯碼器輸出均為高電平，使共陽極7段數(shù)碼管熄滅；RBI：動態(tài)滅燈輸入，當(dāng)LT=1，RBI=0時，若A=B=C=D=0時，數(shù)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(tài)輸出的八組總線收發(fā)器，A、B為總線端，G為三態(tài)允許端，DIR方向控制端。GDIR工作狀態(tài)LLB數(shù)據(jù)至A總線LHA數(shù)據(jù)至B總線HＸ隔離GND4.2.2LED數(shù)碼管顯示方法LED數(shù)碼管顯示有兩種方法：靜態(tài)顯示動態(tài)顯示a．動態(tài)顯示動態(tài)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(shù)碼管的公共極COM是各自獨(dú)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(tài)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(diǎn)亮。b．靜態(tài)顯示

CPU對每位數(shù)碼管輸出一次顯示代碼后，數(shù)碼管能夠保持該顯示結(jié)果，直到下次CPU輸出新的顯示代碼為止。因此每一個數(shù)碼管需要一個鎖存器鎖存顯示代碼。1LED靜態(tài)顯示接口技術(shù)a、相關(guān)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(fā)器，E端和CLK端是控制端，E端為低電平時只要在CLK端產(chǎn)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(tài)總線驅(qū)動輸出；LS373的八個鎖存器都是D型鎖存器，OE為三態(tài)運(yùn)行控制端，當(dāng)鎖存使能端LE為高時，輸出端將隨輸入數(shù)據(jù)而變。當(dāng)LE=0時，輸出保持不變。OELEO74LS138

3-8譯碼器4位LED靜態(tài)顯示軟件譯碼電路BCAY0Y174LS138Y2Y3S1S2S3&&&174LS37774LS37774LS37774LS377P0.7~0.0ALE8051WR74LS373P2.7~2.074LS244A0~A2A3~A5A6~A7A8~A92344位LED靜態(tài)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(xí)1：7段LED的靜態(tài)顯示實(shí)現(xiàn)用74LS47、74LS373以及74LS245實(shí)現(xiàn)4位7段LED數(shù)碼管的靜態(tài)顯示功能，四個數(shù)碼管同時顯示，相鄰數(shù)碼管顯示數(shù)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(jié)束后接著停止時的數(shù)字顯示。Opencode2_staticled2LED動態(tài)顯示接口技術(shù)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(shù)碼管輸出顯示代碼，每個數(shù)碼管分時工作（大于1ms）。雖然每次只有一個數(shù)碼管顯示，但由于人視覺的暫留效應(yīng)，仍感覺到所有的數(shù)碼管都在顯示。4位LED動態(tài)顯示電路BCAY0Y174LS138Y2Y3E1E2E31P0.0~0.7MCUP2.5~2.774LS245P2.0~2.2234動態(tài)顯示實(shí)現(xiàn)功能同練習(xí)1，但采用動態(tài)顯示完成。4個7段數(shù)碼管的顯示控制，4個數(shù)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(shù)字超過9則回到0。Class44.2.3點(diǎn)陣LED

顯示方法及接口技術(shù)點(diǎn)陣LEDMATRIX-8×8列號行號仿真器件：MATRIX-8×8點(diǎn)陣LEDProteus中有四種不同顏色的8×8點(diǎn)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(diǎn)陣都是高電平選中列，低電平選中行。即如果某一個點(diǎn)所處的列信號為高，行信號為低，則該點(diǎn)被點(diǎn)亮。列行列行實(shí)例：點(diǎn)陣LED測試1仿真采用藍(lán)色點(diǎn)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(tǒng)啟動，P2.5口為高電平，點(diǎn)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(shí)例：點(diǎn)陣LED測試2仿真采用藍(lán)色點(diǎn)陣LED，電路設(shè)計(jì)與測試1完全相同，學(xué)習(xí)利用動態(tài)掃描進(jìn)行點(diǎn)陣LED的圖形顯示。動作：系統(tǒng)啟動，顯示上箭頭；字模軟件的使用；例程：Class7_matrixLEDIMG實(shí)例：點(diǎn)陣LED測試3仿真采用藍(lán)色點(diǎn)陣LED，電路設(shè)計(jì)與測試1完全相同，學(xué)習(xí)點(diǎn)陣LED的圖形滾動顯示方法。動作：系統(tǒng)啟動，由右向左滾動顯示XATU；例程：Class8_matrixled動手練習(xí)：MATRIX8*8

實(shí)現(xiàn)數(shù)字、圖形顯示實(shí)現(xiàn)功能

用AT89C51、MATRIX8*8實(shí)現(xiàn)以下功能：1、顯示數(shù)字0、4、6；2、顯示左箭頭；3、由按鈕控制各個顯示內(nèi)容的更替；各數(shù)字、圖形的顯示實(shí)現(xiàn)方法4.2.4LCD圖形點(diǎn)陣液晶顯示器

LCD16022行16個字符5×8點(diǎn)陣

LCD128648行128個字符液晶顯示屏是由若干個5×7或5×11點(diǎn)陣塊組成，每個點(diǎn)陣塊為一個字符位，字符間距和行距都是一個點(diǎn)的寬度；LCD1602低功耗、超薄、體積小，用于袖珍儀表及低功耗系統(tǒng)；可顯示1行16個字符或2行16個字符，內(nèi)置字符發(fā)生存儲器，含192個不同的點(diǎn)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(shù)據(jù)/指令控制信號：1為數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)總線實(shí)物有15、16引腳仿真器件無15BLA背光源正極16BLK背光源負(fù)極1602RAM地址映射圖寫操作>140ns>10ns<25ns>10ns>195ns>450ns>1000nsLCD1602指令說明

功能設(shè)置

功能設(shè)置用于設(shè)置數(shù)據(jù)接口寬度以及LCD顯示屏的顯示方式，應(yīng)放在其他設(shè)置之前；RSRWD7D6D5D4D3D2D1D000001DLNF**DL數(shù)據(jù)接口寬度標(biāo)志DL=18位DL=04位DB4-DB7N：字符行數(shù)標(biāo)志F：顯示字符點(diǎn)陣字體標(biāo)志NF顯示行數(shù)字符點(diǎn)陣字體0015×80115×101*25×8讀忙標(biāo)志BF和ACE高電平下，BF和AC0-AC6被讀入數(shù)據(jù)總線；RSRWD7D6D5D4D3D2D1D001BFAC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0BF內(nèi)部忙標(biāo)志BF=1模塊進(jìn)行內(nèi)部操作，不接受任何外部指令及數(shù)據(jù)BF=0空閑AC0-AC6：地址計(jì)數(shù)器AC的當(dāng)前內(nèi)容地址計(jì)數(shù)器AC被CGROM、CGRAM、DDRAM公用，因此AC內(nèi)容所指區(qū)域由前一條指令操作區(qū)域決定；只有BF=0時，讀取的AC內(nèi)容有效；顯示開/關(guān)控制

設(shè)置1602是否顯示；RSRWD7D6D5D4D3D2D1D00000001DCBD顯示開/關(guān)控制標(biāo)志D=1開顯示；D=0關(guān)顯示注意：關(guān)顯示后，顯示數(shù)據(jù)仍然保持在DDRAM中；C光標(biāo)顯示控制標(biāo)志C=1光標(biāo)顯示；C=0光標(biāo)不顯示顯示5×8點(diǎn)陣字符時，光標(biāo)在第8行顯示；5×10點(diǎn)陣字符，光標(biāo)在第11行顯示；光標(biāo)不影響其他顯示功能B閃爍顯示控制標(biāo)志

B=0不閃爍；B=1光標(biāo)在所指位置交替顯示全黑點(diǎn)陣和顯示字符，頻率0.4ms；輸入方式設(shè)置

設(shè)置顯示、光標(biāo)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(shù)據(jù)讀寫操作后，屏幕平移；S=0數(shù)據(jù)讀寫操作后，屏幕不動；光標(biāo)、屏幕位移設(shè)置

設(shè)置屏幕、光標(biāo)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(biāo)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(nèi)容全部清除，顯示消失；此時，地址計(jì)數(shù)器AC=0，自動增1模式；顯示歸位，光標(biāo)或閃爍回到原點(diǎn)，顯示屏左上角；該命令不改變移位設(shè)置模式；RSRWD7D6D5D4D3D2D1D00000000001光標(biāo)復(fù)位光標(biāo)返回到地址00H；RSRWD7D6D5D4D3D2D1D0000000001*實(shí)例：1602靜態(tài)顯示字符1功能：用P0口、或P1口為1602送數(shù)據(jù)，P2.0-P2.1位作為控制線，單行靜態(tài)顯示字符“A”；學(xué)習(xí)寫指令、寫數(shù)據(jù)時序，送字符、指定顯示位置的方法；Class9_LCD1602static實(shí)例：1602靜態(tài)顯示字符2功能：用P0口、或P1口為1602送數(shù)據(jù)，P2.0-P2.1位作為控制線，靜態(tài)顯示字符；第一行顯示Proteus第二行顯示isausefultool學(xué)習(xí)顯示行控制方法；Class9_LCD1602static2實(shí)例：1602動態(tài)顯示1功能：用P0口、或P1口為1602送數(shù)據(jù)，P2.0-P2.1位作為控制線，在第一行動態(tài)顯示箭頭，箭頭在第一行內(nèi)來回移動；學(xué)習(xí)動態(tài)顯示控制方法；Class9_LCD1602dynamic作業(yè)2：1602動態(tài)顯示2功能：用P0口、或P1口為1602送數(shù)據(jù)，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(yè)2：1602動態(tài)顯示3功能：用P0口、或P1口為1602送數(shù)據(jù)，P2.0-P2.1位作為控制線，采用1602的整屏移動功能實(shí)現(xiàn)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(qū)動器，液晶驅(qū)動器為KS0108，每個驅(qū)動器控制64×64個點(diǎn)；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(diào)節(jié)6RS數(shù)據(jù)/指令控制：1為數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)總線17RST復(fù)位信號低電平有效18Vout驅(qū)動電壓輸出端LCD地址映射圖CS1CS2指令描述顯示開/關(guān)設(shè)置

功能：設(shè)置屏幕顯示開/關(guān)。DB0=H，開顯示；DB0=L，關(guān)顯示。不影響顯示RAM中的內(nèi)容。

3EH—3FHR/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLLHHHHHH/L設(shè)置頁地址功能：執(zhí)行本指令后，之后的讀寫操作將在指定頁內(nèi)，直到重新設(shè)置。頁地址就是DDRAM

的行地址，頁地址存儲在頁地址計(jì)數(shù)器中，DB2-DB0可表示8頁，讀寫數(shù)據(jù)對頁地址沒有影響，除本指令可改變頁地址外，復(fù)位信號(RST)將頁地址計(jì)數(shù)器內(nèi)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(shè)置列起始地址功能：DDRAM的列地址存儲在列地址計(jì)數(shù)器中，讀寫數(shù)據(jù)對列地址有影響，在對DDRAM進(jìn)列讀寫操作后，列地址自動加一。40H-7FHR/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLH列地址（0～63）

設(shè)置顯示起始行功能：執(zhí)行該命令后，所設(shè)置的行將顯示在屏幕的第一行。顯示起始行是由Z地址計(jì)數(shù)器控制的，該命令自動將A0-A5位地址送入Z地址計(jì)數(shù)器，起始地址可以是0-63范圍內(nèi)任意一行。Z地址計(jì)數(shù)器具有循環(huán)計(jì)數(shù)功能，用于顯示行掃描同步，當(dāng)掃描完一行后自動加一。R/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLHH行地址（0～63）

AMPIRE128×64LCD的屏幕結(jié)構(gòu)12864Page1Page8#B8H#BFH#40H#7FH#40H#7FH狀態(tài)檢測功能：讀忙信號標(biāo)志位(BF)、復(fù)位標(biāo)志位(RST)以及顯示狀態(tài)位(ON/OFF)。DB7=H：內(nèi)部正在執(zhí)行操作；DB7=L：空閑狀態(tài)。DB4=H：處于復(fù)位初始化狀態(tài)；DB4=L：正常狀態(tài)。DB5=H：表示顯示關(guān)閉；DB5=L：表示顯示開。R/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0HLBFLON/OFFRSTLLLL寫顯示數(shù)據(jù)功能：寫數(shù)據(jù)到DDRAM，DDRAM是存儲圖形顯示數(shù)據(jù)的，寫指令執(zhí)行后列地址計(jì)數(shù)器自動加1。DB7-DB0位數(shù)據(jù)為1顯示，為0不顯示。寫數(shù)據(jù)到DDRAM前，要先執(zhí)行“設(shè)置頁地址”及“設(shè)置列地址”命令。R/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LH寫入顯示數(shù)據(jù)讀顯示數(shù)據(jù)功能：將當(dāng)前顯示的數(shù)據(jù)讀出。R/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0HH待讀的顯示數(shù)據(jù)屏幕結(jié)構(gòu)12864Page1Page8#B8H#C0H#40H#7FH#40H#7FH歡迎光臨安工業(yè)大學(xué)#BFH#BCH#BAH#BBH西#BDH基本操作時序①讀狀態(tài)輸入：RS=L,R/W=H,CS1或CS2=H,E=H，輸出：D0～D7=狀態(tài)字②寫指令輸入：RS=L,R/W=L,D0～D7=指令碼,E=H→L；③讀數(shù)據(jù)輸入：RS=H,R/W=H，輸出：D0～D7=數(shù)據(jù)④寫數(shù)據(jù)輸入：RS=H,R/W=L,D0～D7=數(shù)據(jù),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(tài)是否清屏?

頁數(shù)

列數(shù)

行數(shù)(滾動顯示)取顯示數(shù)據(jù)顯示結(jié)束?行列頁處理結(jié)束

置LCD顯示方式置顯示數(shù)據(jù)字模提取軟件Zimo仿真：LCD1602漢字顯示實(shí)現(xiàn)功能

用AT89C51、AMPIRE12864LCD顯示器實(shí)現(xiàn)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(yè)大學(xué)2、通過按鈕開關(guān)實(shí)現(xiàn)清屏等功能；C51的P0口作為數(shù)據(jù)傳輸，P2.0～P2.4作為LCD1602的控制線；myLCD1602Static仿真：LCD1602漢字滾動顯示實(shí)現(xiàn)功能

在上一仿真結(jié)果的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)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(qū)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(nèi)置國標(biāo)一級、二級簡體中文字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；顯示分辨率為128×64，內(nèi)置8192個16×16點(diǎn)漢字，及128個16×8點(diǎn)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(diào)整；4RS1，傳輸數(shù)據(jù)；0，傳輸指令；5RW1，讀操作；0，寫操作；6E使能信號；7-14三態(tài)數(shù)據(jù)線；15PSB1,并口方式；0，串口方式；17RESET復(fù)位引腳，低電平有效；18VoutLCD驅(qū)動電壓輸出端；19A背光源正；20K背光源負(fù)；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(nèi)容全部清除，顯示消失；地址計(jì)數(shù)器AC=0；RSRWD7D6D5D4D3D2D1D00000000001指令說明地址歸位

設(shè)定DDRAM的地址計(jì)數(shù)器AC為“00H”，且將游標(biāo)移到開頭原點(diǎn)位置；該指令不改變DDRAM中的內(nèi)容；RSRWD7D6D5D4D3D2D1D0000000001X顯示開/關(guān)控制RSRWD7D6D5D4D3D2D1D00000001DCBD顯示開/關(guān)控制標(biāo)志D=1整體顯示；D=0關(guān)顯示；C游標(biāo)顯示控制標(biāo)志C=1顯示游標(biāo)；C=0