LED數碼管顯示原理及應用

關鍵詞： LED數碼管

一: LED顯示器件的基礎

LED發(fā)光器件一般常用的有2類、數碼管和點陣

1:數碼管

a,數碼管常用的一般8字型,分為A B C D E F G P段,其中P位小數點

b,數碼管常用的有10根管腳(單位),每段一根管腳,另外兩根管腳為 公共端,2根是通的

c,從尺寸上分的話種類很多, 常用的有0.3 0.5 0.8 1.0 1.2 1.5 1.8 2.3 3.0 4.0 5.0 等等

d,一般小于1.0的為單管芯,(1.0有單有雙),1.2""1.5 為雙管芯,1.8以上為3個以上的管芯, 因而他們的供電電壓要求不同,一般每個關芯的壓降為2.1v左右, 我的經驗是0.8以下5v供電,1.0"2.3為12v,3.0以上更高

e,數碼管分共陰和共陽兩種

2:點陣

a,點陣常用的為8*8,以前還有5*8(現(xiàn)在不大用了)

b,點陣都是單管芯,分(行)共陰和(行)共陽,一般都用5v供電

c,8*8點陣為16根管腳(單色, 也有24根的, 可能是作廢的雙色點陣或者為了能在同一種線路板上實現(xiàn)單色雙色都可用而設計的, 也比較常見)8根行8根綠,雙色為24根管腳, 8根行, 8根列紅, 8根列綠。

二: 顯示基本原理

分為靜態(tài)(只有數碼管能實現(xiàn))和動態(tài)

1:靜態(tài)的比較好實現(xiàn),在此不多講了

2:數碼管動態(tài)

a,硬件連接

數碼管一般為1/13 能掃描, 再高的話亮度損失比較大,在此假設為列為13列, 行為16行, 共陽管, 每行數碼管的各段連在一起,每列數碼管的公共段連在一起. 列開關用tip127, 他可以直接用154驅動, 達林頓管5安培, 注意127輸出不要加電阻行用595(164不建議)+2803或者2003+一個9013, 在2003的輸出要加上限流電阻,一般為56"330歐姆(如果是＜1.0的數碼管,可以直接用595加電阻驅動)

b,軟件

采用89c51為cpu, 存儲器可采用24c系列, 或者28c系列, 注意他們的寫入速度都不是很快, 不過一般數碼管的輸入設備為鍵盤或遙控器, 速度足夠了, 還有24c系列的讀出速度也比較慢, 我發(fā)現(xiàn)每次讀出的數據大概只有20以內才不會影響更新顯示顯示采用時鐘中斷1, 中斷時間不能超過1.5ms, 最好為1.2ms左右, 可以在中斷服務程序中讀24c02, 也可以在中斷的間隙中讀取, 但必須保證能夠讀出所有的一列數據! 讀出的數據放到一塊顯示區(qū)中, (在內存中定義一個數組buf[16]), 在中
斷子程序中把數據發(fā)送的595中即可, 最好采用串口發(fā)送, 編程最簡單.

發(fā)送完畢后,關掉控制行的154, 給595的RCLK(12腳)一個脈沖, 把數據從移位寄存器傳輸到鎖存器, 而后打開154并輸入列信號即可

3: 點陣

a,點陣一般采用1/16掃描,控制原理和數碼管差不多

b,硬件: 行用154+tip127,列用595加電阻(0"56歐姆)直接驅動

c,軟件: 方案比較多,見下面

三: 先說說信息的存儲
分為2種,

1:一種為固化的漢字, 漢字點陣信息存于27c256 中, 最多存1024個16*16 點陣漢字, 要修改只能重新寫27c256, 優(yōu)點是不丟失, 一般銀行做的都是這種。

2: 另一種是可以用戶自己修改的, 修改方式又分為2種, 早期一般用鍵盤或者遙控器修改, 那樣必須在主辦上固化有漢字字庫, 可用27c040固化ucdos的hzk16全角字庫和asc16半角字庫, 用戶輸入區(qū)位嗎進行修改, 用戶需要顯示的漢字以區(qū)位碼的方式存到一片E2POM中, 顯示的時候程序根據區(qū)位嗎讀取點陣信息送到屏上顯示, 還有一種近年來常用的方式就是利用微機串口進行修改,這里面還分為兩種：

A,控制板上沒有字庫, 微機發(fā)送的是顯示的點陣信息, 控制板接受后把信息存到帶電池的RAM中(也可用E2PROM,但速度很慢), 這種的缺點是掉電池的RAM不太可靠, 常常丟失信息；

B,控制板上帶字庫, 微機發(fā)送漢字的機器碼(內碼)即可, 其他同上。

四: 顯示的控制

信息的發(fā)送可以有好多方式, 根據采用器件的不同而不同, 有的廠家采用374控制而不采用595, 那樣的話直接寫一個外部端口

即可, 374級連方式, (如果用1 排374 的話在傳輸中必須關掉顯示, 顯示字較多的話影響亮度, 用2 排374 不必關掉顯示但增加硬件成本), 目前用得較少了，595的很常見。 發(fā)送可以用傳口, 很簡單, 也可以用別的口模擬串口發(fā)送 (因為傳口還有可能隨時接受微機的信號), 也可以采用串口復用。

采用的是用 374+165 向595 發(fā)送數據, 硬件比較復雜, 但是在以后的顯示花樣中很好用!

提示一下: 最近用雙龍的90S8515發(fā)現(xiàn)很好, 因為他還有一個SPI口, 用來送595信號更爽! 速度可到3M,(12M晶體)。

五: 一些注意事項:

1: 顯示時間,每行＜1.5MS

2: 根據經驗,89C51 12M晶體最大控制48個16*16點陣,再大的話可以提高晶體頻率和優(yōu)化程序,(就是發(fā)送程序的時間最短)

3: 在顯示的字比較多時, 一定要注意發(fā)送子程序的代碼效率, 因為發(fā)送是一個循環(huán), 所以循環(huán)體內的處理越快越好, 大家現(xiàn)在大都用C51, 更得注意。

大家看下面的例子:

if(hangno==0x10)hangno=0; //hangno為顯示的行序號

for(i=0;i＜32;i++)

{

PORT1=*(addr+hangno*0x600+i); //我的漢字信息是0"600為第一行信 息

//600"0c00為第二行信息...

PORT2=0x0ff;

}

每次發(fā)送32個字節(jié)(16個字), 程序編譯通過, 沒有問題, 可是當顯示64個漢字時(假設)顯示就亂了, 改為

if(hangno==0x10)hangno=0; //hangno為顯示的 行序號

w=hangno*0x600;

for(i=0;i＜128;i++)

{

PORT1=*(addr+w+i); //我的漢字信息是0"600為第一行信息

//600"0c00為第二行信息...PORT2=0x0ff;

}

LED數碼管的應用

主要用于樓體墻面，廣告招牌、高檔的DISCO、酒吧、夜總會、會所的門頭廣告牌等。特別適合應用于廣告牌背景、立交橋、河、湖護欄、建筑物輪廓等 大型動感光帶之中，可產生彩虹般絢麗的效果。 用護欄管裝飾建筑物的輪廓，可以起到突出美彩亮化建筑物的效果。事實證明，它已經成為照明產品中的一只奇葩，綻放在動感都市。