電子元器件第五章二極管

電子元器件第五章二極管第一頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.1二極管知識(shí)一、基礎(chǔ)知識(shí)1、半導(dǎo)體導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料稱為半導(dǎo)體。1）半導(dǎo)體的特性摻雜性。當(dāng)往純凈的半導(dǎo)體中摻入少量某些物質(zhì)，半導(dǎo)體的導(dǎo)電性就會(huì)大大增強(qiáng)。熱敏型。當(dāng)溫度上升時(shí)，半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力會(huì)增強(qiáng)。光敏性。當(dāng)有光線照射半導(dǎo)體是，半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力也會(huì)顯著增強(qiáng)。2）半導(dǎo)體的類型本征半導(dǎo)體。純凈的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體，它的導(dǎo)電能力是很弱的。N型半導(dǎo)體。在純凈半導(dǎo)體中摻入五價(jià)雜質(zhì)后，半導(dǎo)體中會(huì)有大量帶負(fù)電荷的電子，這種電子偏多的半導(dǎo)體叫做“N型半導(dǎo)體”。P型半導(dǎo)體。在純凈半導(dǎo)體中摻入三價(jià)雜質(zhì)后，半導(dǎo)體中電子偏少，有大量帶正電的空穴產(chǎn)生，這種空穴偏多的半導(dǎo)體叫做“P型半導(dǎo)體”。第二頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.1二極管知識(shí)一、基礎(chǔ)知識(shí)2、二極管當(dāng)P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體結(jié)合在一起時(shí)，P型半導(dǎo)體中的正電荷向N型半導(dǎo)體中擴(kuò)散，N型半導(dǎo)體中的電子向P型半導(dǎo)體中擴(kuò)散，于是在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體中間就形成一個(gè)特殊的薄層，這個(gè)薄層稱為PN結(jié)，從含有PN結(jié)的P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體兩端各引出一個(gè)電極并封裝起來(lái)就構(gòu)成了二極管，與P型半導(dǎo)體連接的電極稱為正極，與N型半導(dǎo)體連接的電極稱為負(fù)極。PNPN結(jié)第三頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一當(dāng)P區(qū)接電源的正極，N區(qū)接電源的負(fù)極，稱為正向PN結(jié)。反之，則稱反向PN結(jié)。

PNPN結(jié)5.1二極管知識(shí)第四頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、正向PN結(jié)（1）少子注入正向電壓使 勢(shì)壘區(qū)寬度變窄、 勢(shì)壘高度變低外加電場(chǎng)與內(nèi)建電場(chǎng)方向相反

空間電荷區(qū)中的電場(chǎng)減弱

破壞擴(kuò)散與漂移運(yùn)動(dòng)間的平衡 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)強(qiáng)于漂移運(yùn)動(dòng)

注入少子

注入的少子邊擴(kuò)散邊復(fù)合PN結(jié)第五頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一（2）正向PN結(jié)中載流子的運(yùn)動(dòng)電流在N型區(qū)中主要由電子攜帶電流在P型區(qū)中主要由空穴攜帶

通過(guò)PN結(jié)的電流存在電流載體轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象P區(qū)N區(qū)jnjpLnLpPN結(jié)第六頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、反向PN結(jié)（1）反向PN結(jié)的少子抽取反向電壓使 勢(shì)壘區(qū)寬度變寬 勢(shì)壘高度變高外加電場(chǎng)與內(nèi)建電場(chǎng)方向相同增強(qiáng)空間電荷區(qū)中的電場(chǎng)破壞擴(kuò)散漂移運(yùn)動(dòng)平衡漂移運(yùn)動(dòng)強(qiáng)于擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)抽取少子LnLpPN結(jié)第七頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一(2)反向PN結(jié)中載流子的運(yùn)動(dòng)P區(qū)N區(qū)jpjnLnLpPN結(jié)第八頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、PN結(jié)擊穿的含義 PN結(jié)反向電壓超過(guò)某一數(shù)值時(shí)，反向電流急劇增加的現(xiàn)象稱為“PN結(jié)擊穿”，這時(shí)的電壓稱為擊穿電壓（VR）VRIV產(chǎn)生擊穿的機(jī)制熱效應(yīng)隧道效應(yīng)雪崩效應(yīng)PN結(jié)第九頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一1）雪崩擊穿 PN結(jié)加大的反向偏壓

載流子從電場(chǎng)獲得能量

載流子與晶格碰撞 能量足夠大時(shí)價(jià)帶電子被激發(fā)到導(dǎo)帶產(chǎn)生一對(duì)電子－空穴

新形成的電子、空穴被電場(chǎng)加速，碰撞出新的電子、空穴

載流子倍增硅PN結(jié)發(fā)生雪崩擊穿的電場(chǎng)強(qiáng)度為105～106

V/cm非破壞性可逆擊穿PN結(jié)第十頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一2）隧道擊穿 反向偏壓升高

P區(qū)價(jià)帶頂高于N區(qū)導(dǎo)帶底

當(dāng)勢(shì)壘區(qū)寬度較小 P區(qū)價(jià)帶電子按一定幾率穿透勢(shì)壘到達(dá)N區(qū)導(dǎo)帶 形成電子空穴對(duì) 這種效應(yīng)稱“隧道效應(yīng)”一般： 隧道擊穿的電壓較低，如SiPN結(jié)，VB<4.5V 雪崩擊穿的電壓較高，如SiPN結(jié)，VB>6.7V非破壞性可逆擊穿P+區(qū)N+區(qū)勢(shì)壘區(qū)ECEVPN結(jié)第十一頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一3）熱擊穿熱損耗局部升溫電流增加破壞性擊穿 PN結(jié)第十二頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.1二極管知識(shí)一、基礎(chǔ)知識(shí)2、二極管二極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)、電路符號(hào)和實(shí)物外形第十三頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一LED紅外光發(fā)射管紅外光接收管第十四頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一雙二極管BAV99第十五頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.1二極管知識(shí)二、性質(zhì)1、性質(zhì)當(dāng)二極管正極與電源正極連接，負(fù)極與電源負(fù)極連接時(shí)，二極管能導(dǎo)通，反之二極管不能導(dǎo)通。二極管單方向?qū)ǖ男再|(zhì)稱為二極管的單向?qū)щ娦浴５谑?yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.1二極管知識(shí)二、性質(zhì)2、伏安特性曲線1）正向特性二極管加正向電壓時(shí)不一定能導(dǎo)通，只有正向電壓達(dá)到門值電壓時(shí)，二極管才導(dǎo)通。

UA稱為正向?qū)妷?，又稱門電壓或閾值電壓硅材料二極管的門電壓約為0.5~0.7V，鍺材料二極管的門電壓約為0.2~0.3V。2）反向特性當(dāng)二極管加較低的反向電壓時(shí)不能導(dǎo)通，但反向電壓達(dá)到反向擊穿電壓時(shí)，二極管會(huì)反向擊穿。第十七頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.1二極管知識(shí)三、主要參數(shù)1、最大整流電流IF：2、最高反向工作電壓UR：3、最大反向電流IR：4、最高工作頻率fM：第十八頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.1二極管知識(shí)四、極性判別1、根據(jù)標(biāo)注或外形判斷極性第十九頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.1二極管知識(shí)四、極性判別2、用指針萬(wàn)用表判斷極性第二十頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.1二極管知識(shí)四、極性判別3、用數(shù)字萬(wàn)用表判斷極性：數(shù)字萬(wàn)用表有一個(gè)二極管測(cè)量檔，可以用該檔來(lái)判斷二極管的極性。第二十一頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.1二極管知識(shí)五、檢測(cè)二極管常見(jiàn)故障有開(kāi)路、短路和性能不良。二極管檢測(cè)第二十二頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.1二極管知識(shí)六、二極管型號(hào)命名方法第一部分用數(shù)字“2”表示主稱為二極管；第二部分用字母表示二極管的材料與極性；第三部分用字母表示二極管的類別；第四部分用數(shù)字表示序號(hào)；第五部分用字母表示二極管的規(guī)格號(hào)。第二十三頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一第二十四頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一舉例：第二十五頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.2特殊二極管一、整流二極管整流二極管多用硅半導(dǎo)體材料制成，有金屬封裝和塑料封裝兩種。整流二極管是利用PN結(jié)的單向?qū)щ娦阅?，把交流電變成脈動(dòng)直流電。補(bǔ)充：普通的直流電是指大?。妷焊叩停┖头较颍ㄕ?fù)極）都不隨時(shí)間（相對(duì)范圍內(nèi)）而變化，比如干電池。脈動(dòng)直流電是指方向（正負(fù)極）不變，但大小隨時(shí)間變化，比如：我們把50Hz的交流電經(jīng)過(guò)二極管整流后得到的就是典型脈動(dòng)直流電，半波整流得到的是50Hz的脈動(dòng)直流電，如果是全波或橋式整流得到的就是100Hz的脈動(dòng)直流電，它們只有經(jīng)過(guò)濾波（用電感或電容）以后才變成平直的直流電。

第二十六頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.2特殊二極管一、整流二極管常用整流二極管的規(guī)格及參數(shù)第二十七頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.2特殊二極管一、整流二極管常用整流二極管的外形第二十八頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.2特殊二極管二、檢波二極管檢測(cè)二極管的作用是把調(diào)制在高頻電磁波上的低頻信號(hào)檢出來(lái)。檢波二極管要求結(jié)電容小，反向電流也小。除了一般的二極管參數(shù)外，檢波二極管還有一個(gè)特殊參數(shù)——檢波效率。檢波效率定義為：在檢波二極管輸出電路的電阻負(fù)載上產(chǎn)生的直流電壓與加于輸入端的正弦交流信號(hào)電壓峰值之比的百分?jǐn)?shù)，即檢測(cè)二極管的檢波效率會(huì)隨著工作頻率的增高而下降。第二十九頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.2特殊二極管二、檢波二極管常用檢波二極管的規(guī)格及參數(shù)

第三十頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.2特殊二極管三、開(kāi)關(guān)二極管由于半導(dǎo)體二極管具有單向?qū)щ姷奶匦?，在正偏壓下其電阻很小，在反偏壓下其電阻很大，呈截止?fàn)顟B(tài)，利用這一特性，為在電路上進(jìn)行“開(kāi)”“關(guān)”而特殊設(shè)計(jì)制造的一類二極管，就叫開(kāi)關(guān)二極管。開(kāi)關(guān)二極管從截止（高阻）到導(dǎo)通（低阻）的時(shí)間叫“開(kāi)通時(shí)間”，從導(dǎo)通到截止的時(shí)間叫“反向恢復(fù)時(shí)間”，兩個(gè)時(shí)間加在一起統(tǒng)稱“開(kāi)關(guān)時(shí)間”。一般反向恢復(fù)時(shí)間遠(yuǎn)大于開(kāi)通時(shí)間，故手冊(cè)上常只給出反向恢復(fù)時(shí)間。硅開(kāi)關(guān)二極管反向恢復(fù)時(shí)間只有幾納秒，鍺開(kāi)關(guān)二極管反向恢復(fù)時(shí)間有幾百納秒。

第三十一頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.2特殊二極管常見(jiàn)開(kāi)關(guān)二極管的規(guī)格及參數(shù)第三十二頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.2特殊二極管四、穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管是利用二極管反向擊穿時(shí)，其兩端電壓固定在某一數(shù)值而基本上不隨電流大小變化這一特性來(lái)工作的。穩(wěn)壓二極管又稱齊納二極管或反向擊穿二極管。1、外形與符號(hào)第三十三頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.2特殊二極管四、穩(wěn)壓二極管2、工作原理在電路中，要讓穩(wěn)壓二極管起穩(wěn)壓作用，須將它反接在電路中，穩(wěn)壓二極管在電路中正接時(shí)的性質(zhì)與普通二極管相同。穩(wěn)壓原理：當(dāng)外加電壓低于穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓值時(shí)，穩(wěn)壓二極管不能導(dǎo)通，無(wú)穩(wěn)壓功能；當(dāng)外加電壓高于穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓值時(shí)，穩(wěn)壓二極管反向擊穿，兩端電壓保持不變，其大小等于穩(wěn)壓值。（為了保護(hù)穩(wěn)壓二極管并使它有良好的穩(wěn)壓效果，需要給穩(wěn)壓二極管串接限流電阻。）第三十四頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.2特殊二極管四、穩(wěn)壓二極管3、應(yīng)用第三十五頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.2特殊二極管四、穩(wěn)壓二極管4、主要參數(shù)第三十六頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.2特殊二極管四、穩(wěn)壓二極管5、檢測(cè)穩(wěn)壓二極管的檢測(cè)包括極性判斷、好壞檢測(cè)和穩(wěn)壓電壓檢測(cè)。好壞檢測(cè)：第三十七頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.2特殊二極管四、穩(wěn)壓二極管5、檢測(cè)穩(wěn)壓二極管的檢測(cè)包括極性判斷、好壞檢測(cè)和穩(wěn)壓電壓檢測(cè)。穩(wěn)壓電壓檢測(cè)：第三十八頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.2特殊二極管五、變?nèi)荻O管變?nèi)荻O管和普通二極管一樣，加正向電壓時(shí)導(dǎo)通，加反向電壓時(shí)截止。在變?nèi)荻O管兩端加反向電壓時(shí)，除了截止外，還可以相當(dāng)于電容，并且容量可調(diào)。1、外形與符號(hào)第三十九頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.2特殊二極管五、變?nèi)荻O管2、工作原理1）加正向電壓變?nèi)荻O管內(nèi)部的PN結(jié)變薄，當(dāng)正向電壓達(dá)到導(dǎo)通電壓時(shí)，PN結(jié)消失，對(duì)電流的阻礙消失，變?nèi)荻O管像普通二極管一樣正向?qū)ā?）加反向電壓變?nèi)荻O管內(nèi)部的PN結(jié)變厚，PN結(jié)阻止電流流過(guò)，變?nèi)荻O管處于截止?fàn)顟B(tài)，反向電壓越高，PN結(jié)越厚。第四十頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.2特殊二極管五、變?nèi)荻O管3）容量變化規(guī)律變?nèi)荻O管加反向電壓時(shí)可以相當(dāng)于電容器，當(dāng)反向電壓改變時(shí)，其容量就會(huì)發(fā)生變化。反向電壓越高，容量越小，反向電壓越低，容量越大。第四十一頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.2特殊二極管五、變?nèi)荻O管3、主要參數(shù)結(jié)電容：指兩端加一定反向電壓時(shí)變?nèi)荻O管PN結(jié)的容量結(jié)電容變化范圍：指變?nèi)荻O管的反向電壓從零開(kāi)始變化到某一電壓值時(shí)，其結(jié)電容的變化范圍。最高反向電壓：指變?nèi)荻O管正常工作時(shí)兩端允許施加的最高反向電壓值。使用時(shí)超過(guò)該值，變?nèi)荻O管容易被擊穿。4、檢測(cè)檢測(cè)時(shí)萬(wàn)用表?yè)躌X10K檔，測(cè)量變?nèi)荻O管正、反向電阻，正常的變?nèi)荻O管反向電阻為無(wú)窮大，正向電阻一般在200KΩ左右。若測(cè)得正、反向電阻均很小或?yàn)?，則說(shuō)明變?nèi)荻O管漏電或短路。如測(cè)得正、反向電阻均為無(wú)窮大，則說(shuō)明變?nèi)荻O管開(kāi)路。第四十二頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.2特殊二極管六、發(fā)光二極管由鎵（Ga）與砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二極管，當(dāng)電子與空穴復(fù)合時(shí)能輻射出可見(jiàn)光。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。

普通發(fā)光二極管變色發(fā)光二極管電壓型發(fā)光二極管實(shí)驗(yàn)演示第四十三頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.2特殊二極管六、發(fā)光二極管1、普通發(fā)光二極管1）發(fā)光原理：當(dāng)正向電壓高于開(kāi)啟電壓VF（通常為1.5~3V）時(shí)就有正向電流通過(guò)，發(fā)光二極管就發(fā)光。不同顏色發(fā)光二極管的VF值不同。通過(guò)發(fā)光二極管的電流越大，發(fā)光越亮，但不允許電流超過(guò)其最大值，以免燒毀，在應(yīng)用電路中應(yīng)加限流電阻。2）發(fā)光二極管檢測(cè)：發(fā)光二極管的正向開(kāi)啟電壓大于1.5V，不能用萬(wàn)用表RX1K檔（表內(nèi)電池為1.5V），必須用RX10K檔（表內(nèi)電池為9V）。3）發(fā)光二極管常用的型號(hào)有BT101、BT201、BT301（紅色）BT103、BT203、BT303（綠色）BT104、BT204、BT304（黃色）第四十四頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.2特殊二極管六、發(fā)光二極管2、變色發(fā)光二極管變色發(fā)光二極管在不同的電壓下可以發(fā)紅光或綠光，在一定條件下可同時(shí)發(fā)出紅光和綠光，形成混合光（橙色光）。圖（c）中，當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)K撥向G時(shí)，綠色管亮；當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥向R時(shí)，紅色管亮；如果同時(shí)接通G和R，則紅、綠管同時(shí)亮，發(fā)出橙色光。圖（d）中，R是限流電阻，W是電位器。當(dāng)W滑到A端時(shí)，變色管發(fā)紅光；當(dāng)W滑到B端時(shí)，變色管發(fā)綠光。第四十五頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.2特殊二極管六、發(fā)光二極管3、電壓型發(fā)光二極管（BTV）使用BTV不需要加電阻，只要加上額定電壓就可以正常工作了。注意：正負(fù)極不得接反，必須在額定電壓下使用，低于額定值時(shí)亮度會(huì)降低，超過(guò)額定值可能損壞二極管。第四十六頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.2特殊二極管六、發(fā)光二極管3、電壓型發(fā)光二極管（BTV）BTV管可代替普通發(fā)光二極管作各種指示。圖（a）采用直流電源驅(qū)動(dòng)圖（b）采用交流電源驅(qū)動(dòng)，在交流電的正、負(fù)半周，兩只BTV管輪流發(fā)光圖（c）由TTL電路驅(qū)動(dòng)圖（d）由CMOS電路驅(qū)動(dòng)第四十七頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.2特殊二極管七、雙向觸發(fā)二極管（DIAC）簡(jiǎn)稱雙向二極管，它在電路中可以雙向?qū)?。不管加正向電壓還是反向電壓，只要電壓達(dá)到一定值，雙向觸發(fā)二極管就導(dǎo)通。第四十八頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.2特殊二極管七、雙向觸發(fā)二極管（DIAC）第四十九頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.2特殊二極管七、雙向觸發(fā)二極管（DIAC）特性曲線雙向觸發(fā)二極管的觸發(fā)電壓較高，30V左右最為常見(jiàn)，一般有20~60V、100~150V和200~250V三個(gè)等級(jí)。第五十頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.2特殊二極管七、雙向觸發(fā)二極管（DIAC）檢測(cè)：包括好壞檢測(cè)和觸發(fā)電壓檢測(cè)。好壞檢測(cè)第五十一頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.2特殊二極管七、雙向觸發(fā)二極管（DIAC）檢測(cè)：包括好壞檢測(cè)和觸發(fā)電壓檢測(cè)。觸發(fā)電壓檢測(cè)第五十二頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.2特殊二極管七、雙向觸發(fā)二極管（DIAC）應(yīng)用1：臺(tái)燈調(diào)光電路該電路由雙向觸發(fā)二極管與雙向晶閘管等元件構(gòu)成。通過(guò)調(diào)節(jié)電位器RP，可以改變雙向晶閘管的導(dǎo)通角，從而改變通過(guò)燈泡的電流（平均值），實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)光。第五十三頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一5.2特殊二極管七、雙向觸發(fā)二極管（DIAC）應(yīng)用2：過(guò)壓保護(hù)電路該電路由雙向觸發(fā)二極管與雙向晶閘管等元件構(gòu)成。當(dāng)瞬態(tài)電壓超過(guò)雙向觸發(fā)二極管的觸發(fā)電壓時(shí)，雙向觸發(fā)二極管迅速導(dǎo)通，晶閘管也導(dǎo)通，使后面的負(fù)載免受過(guò)壓損壞。第五十四頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一補(bǔ)充內(nèi)容：LED顯示接口技術(shù)

顯示系統(tǒng)：主要用于顯示各種參數(shù)的值，以便使現(xiàn)場(chǎng)工作人員能夠及時(shí)掌握生產(chǎn)過(guò)程。常用的顯示器有顯示和記錄儀表：能連續(xù)進(jìn)行顯示和記錄，但價(jià)格比較貴，且為模擬顯示，讀數(shù)不方便，有一定的誤差。CRT顯示終端：可顯示數(shù)字、畫面及報(bào)表，但系統(tǒng)比較復(fù)雜，價(jià)格比較貴，多用于大中型控制系統(tǒng)中。LED顯示器：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，功耗低，響應(yīng)速度快，壽命長(zhǎng)，可靠性較高。LCD顯示器：功耗低。大屏幕顯示器：顯示清晰，視覺(jué)范圍廣。

第五十五頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一一、LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)及顯示原理二、LED動(dòng)態(tài)顯示接口技術(shù)三、LED靜態(tài)顯示接口設(shè)計(jì)四、硬件譯碼顯示電路第五十六頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一一、LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)及顯示原理

LED顯示器是發(fā)光二極管顯示器，是通過(guò)發(fā)光二極管顯示字段的器件。1、LED顯示器的結(jié)構(gòu)及原理1）構(gòu)成：常用的是由7段LED數(shù)碼管構(gòu)成。顯示塊中有8個(gè)發(fā)光二極管7個(gè)發(fā)光二極管組成字符“8”1個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成小數(shù)點(diǎn)第五十七頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一（a）共陰極（b）共陽(yáng)極2）LED數(shù)碼管分類：共陰極和共陽(yáng)極共陰極：共陰極LED數(shù)碼管的發(fā)光二極管的陰極共地，

當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極電壓為高電平時(shí)，二極管發(fā)光。共陽(yáng)極：共陽(yáng)極LED數(shù)碼管是發(fā)光二極管的陽(yáng)極共接，

當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陰極電壓為低電平時(shí)，二極管發(fā)光。第五十八頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一3）工作原理：將數(shù)碼管的引腳和單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸出口相連，控制輸出的數(shù)據(jù)就可以使數(shù)碼管顯示不同的數(shù)字和字符。輸出的數(shù)據(jù)：例如：顯示字符“2”，則要a、b、d、e、g五個(gè)發(fā)光二極管發(fā)光共陰極：要求這五個(gè)發(fā)光二極管陽(yáng)極電壓為高電平“1”則輸出的8位字節(jié)數(shù)據(jù)為01011011B5BH共陽(yáng)極：要求這五個(gè)發(fā)光二極管陰極電壓為低電平“0”則輸出的8位字節(jié)數(shù)據(jù)為10100100BA4H段選碼dpgfedcba第五十九頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一表7段LED段選碼第六十頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、LED數(shù)碼管的顯示方式在微機(jī)控制系統(tǒng)中，一般利用N塊LED顯示器件構(gòu)成N位LED顯示器。構(gòu)成原理圖如下圖所示。顯示方式：靜態(tài)顯示、動(dòng)態(tài)顯示N位LED顯示器原理圖第六十一頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一1）LED靜態(tài)顯示方式下圖表示的是一個(gè)四位靜態(tài)LED顯示電路。靜態(tài)顯示方式的特點(diǎn)：（1）每塊顯示器件都處于選通狀態(tài)（2）只要控制顯示位的段選碼，就可顯示出相應(yīng)的字符（3）每一位都可獨(dú)立顯示，在同一時(shí)刻每一位顯示的字符可以不同靜態(tài)顯示方式的缺點(diǎn)：（1）需要N×8根I/O口線，占用的I/O資源較多（2）顯示位比較多時(shí)，硬件線路比較復(fù)雜，成本增加第六十二頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一2）LED動(dòng)態(tài)顯示方式

LED動(dòng)態(tài)顯示就是將所有顯示位的段選線并聯(lián)在一起，由一個(gè)8位I/O口控制，而位選線則由其他的I/O口控制，實(shí)現(xiàn)各位的分時(shí)選通。下圖表示的是一個(gè)8位動(dòng)態(tài)LED顯示電路。8位動(dòng)態(tài)LED顯示電路圖第六十三頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一8位動(dòng)態(tài)LED顯示電路只需要兩個(gè)8位的I/O口一個(gè)控制位選碼→I/O（1）一個(gè)控制段選碼→I/O（2）由于所有位的段選碼由一個(gè)I/O口控制，因此要使每位顯示不同的字符，必須采用掃描顯示方式，即每一時(shí)刻選通一個(gè)顯示位。同時(shí)段選控制I/O口輸出要顯示字符對(duì)應(yīng)的段選碼，使該位顯示相應(yīng)的字符。顯示一段時(shí)間后，再選通下一顯示位。如此循環(huán)下去。特點(diǎn)：每一時(shí)刻只能選擇一位。第六十四頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一二、LED動(dòng)態(tài)顯示接口技術(shù)動(dòng)態(tài)顯示方法按單片機(jī)輸出數(shù)據(jù)的方式有并行和串行兩種方式。第六十五頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一二、LED動(dòng)態(tài)顯示接口技術(shù)1、并行接口動(dòng)態(tài)顯示電路及程序設(shè)計(jì)位選碼指向最左一位PB口輸出為20H=00100000BPB5=1，經(jīng)75452緩沖器/驅(qū)動(dòng)器反相后，作為位選控制信號(hào)則LED為共陰極接法100000第六十六頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一二、LED動(dòng)態(tài)顯示接口技術(shù)2、串行接口動(dòng)態(tài)顯示電路及程序設(shè)計(jì)引腳RXD實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入輸出引腳TXD發(fā)出移位脈沖設(shè)置串行中斷請(qǐng)求標(biāo)志TI，每輸出一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，則TI置位，通過(guò)測(cè)試該狀態(tài)，即可確定字節(jié)是否發(fā)送完畢。第六十七頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一二、LED動(dòng)態(tài)顯示接口技術(shù)2、串行接口動(dòng)態(tài)顯示電路及程序設(shè)計(jì)74LS164是串行輸入并行輸出的移位寄存器串行輸入端A,B?RXDA,B端具有允許和禁止的功能：A作為串行輸入數(shù)據(jù)端時(shí)，B則作為禁止或允許輸入選擇端，反之亦然。并行輸出端QA~QH?段選碼當(dāng)被顯示數(shù)據(jù)從RXD端輸出到74LS164的輸入端A,B時(shí)，74LS164將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成8位輸出碼由QA~QH輸出。時(shí)鐘脈沖接收端CLK?TXD用來(lái)控制移位寄存器的移位節(jié)奏。第六十八頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一三、LED靜態(tài)顯示接口技術(shù)1、并行接口靜態(tài)顯示電路及程序設(shè)計(jì)段選碼由P0口經(jīng)總線驅(qū)動(dòng)器74LS244傳送到各鎖存器74LS377的輸入端。/WR=0,P2.7=0,則74LS244打開(kāi)，將P0口的數(shù)據(jù)（段選碼）傳送到各個(gè)顯示器的鎖存器74LS377中P2口控制地址譯碼器74LS138，所選中的鎖存器74LS377選通，對(duì)應(yīng)的顯示器顯示。第六十九頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一三、LED靜態(tài)顯示接口技術(shù)例：顯示205046從左到右顯示位的地址依次為4000H,4100H,4200H,4300H,4400H,4500H4000H=0100000000000000BP2.0→A,P2.1→B,P2.2→C,000，則選中/Y0P2.3=0,P2.4=0,P2.5=0,P2.6=1,則選通74LS138P2.7=0,/WR=0,則打開(kāi)74LS2440000001第七十頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一三、LED靜態(tài)顯示接口技術(shù)例：顯示205046第七十一頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一三、LED靜態(tài)顯示接口技術(shù)例：顯示205046從左到右顯示位的地址依次為4000H,4100H,4200H,4300H,4400H,4500H4100H=0100000100000000BP2.0→A,P2.1→B,P2.2→C,001，則選中/Y1P2.3=0,P2.4=0,P2.5=0,P2.6=1,則選通74LS138P2.7=0,/WR=0,則打開(kāi)74LS244第七十二頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一三、LED靜態(tài)顯示接口技術(shù)例：顯示205046從左到右顯示位的地址依次為4000H,4100H,4200H,4300H,4400H,4500H