LED顯示器又被稱(chēng)為數(shù)碼管顯示器，可以分為共陽(yáng)極和共陰極兩種，其結(jié)構(gòu)分別如圖5-28所示。數(shù)碼管顯示器由8個(gè)發(fā)光二極管(即a段、b段、…、g段和dp段)構(gòu)成，當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，對(duì)應(yīng)的段被點(diǎn)亮，從而可以顯示數(shù)字、字符及小數(shù)點(diǎn)。為防止發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)因電流過(guò)大而被燒毀，數(shù)碼管各段還需外接限流電阻。

下面以圖5-28所示的1位8段共陽(yáng)極數(shù)碼管為例，介紹數(shù)碼管的工作原理。共陽(yáng)極數(shù)碼管中所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接在一起，是數(shù)碼管的公共陽(yáng)極，對(duì)應(yīng)于數(shù)碼管的COM引腳。當(dāng)COM引腳為高電平時(shí)，數(shù)碼管的8個(gè)段才可能被點(diǎn)亮，而COM引腳信息常被稱(chēng)為“位控”信號(hào)。若要點(diǎn)亮共陽(yáng)極數(shù)碼管的某一段，除了COM引腳接高電平外，對(duì)應(yīng)的“筆畫(huà)”段引腳需要接低電平，比如若要點(diǎn)亮c段，則需將c引腳接低電平，以使c段所對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管導(dǎo)通發(fā)光，即c段被點(diǎn)亮。為使共陽(yáng)極數(shù)碼管顯示“1.”，則數(shù)碼管的“筆畫(huà)”段引腳dp、g、f、e、d、c、b和a的邏輯值應(yīng)依次為0、1、1、1、1、0、0和1，而由這一邏輯組

合構(gòu)成的二進(jìn)制數(shù)01111001即是“1.”的顯示代碼，也被稱(chēng)為段碼、字型編碼或字型碼。另外，除了8段數(shù)碼管顯示器外，還有不帶小數(shù)點(diǎn)(dp段)的7段數(shù)碼管，后者同樣有共陽(yáng)極和共陰極兩種結(jié)構(gòu)，工作原理也類(lèi)似。

圖5-28數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)和引腳

a)共陽(yáng)極數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)b)共陰極數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)c)數(shù)碼管的引腳和外形

根據(jù)數(shù)碼管的顯示原理可以確定共陽(yáng)極和共陰極數(shù)碼管的字型碼表，見(jiàn)表5-13。需要注意的是，該表中的數(shù)字和符號(hào)均不帶小數(shù)點(diǎn)，若帶小數(shù)點(diǎn)，則需按照相同的方法單獨(dú)制表。通過(guò)分析還可以發(fā)現(xiàn)，表5-13中的共陽(yáng)極數(shù)碼管字型碼按二進(jìn)制位取反后可以得到對(duì)應(yīng)的共陰極數(shù)碼管字型碼，反之亦然。

將數(shù)碼管的引腳與單片機(jī)的I/O口引腳進(jìn)行適當(dāng)連接后，單片機(jī)可以通過(guò)程序控制數(shù)碼管顯示數(shù)字和字符等信息。

【例5-10】單片機(jī)控制數(shù)碼管顯示。要求：在圖5-29所的電路中，8051單片機(jī)的并口P0和P2與一位共陽(yáng)極數(shù)碼管相連，請(qǐng)編寫(xiě)程序控制數(shù)碼管顯示數(shù)字“5”。

圖5-29單片機(jī)并口與數(shù)碼管的連接

分析：因?yàn)閿?shù)碼管是共陽(yáng)極的，所以與COM引腳相連的單片機(jī)P2.0引腳必須為高電平;另外，根據(jù)表5-13可知數(shù)字“5”的字型碼是92H，需將該值通過(guò)P0口送至數(shù)碼管的“筆畫(huà)”段引腳。數(shù)碼管“筆畫(huà)”段引腳所接電阻是限流電阻，其作用是限制數(shù)碼管內(nèi)發(fā)光二極管的工作電流，防止其因電流過(guò)大而燒毀。

特別強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)：數(shù)碼管字型碼與電路硬件連接方式有關(guān)，并不是唯一的。例如，在圖5-29中，若改變引腳連接關(guān)系，將P0.0連接至數(shù)碼管的“筆畫(huà)段”b，將P0.1連接至“筆畫(huà)段”a，則例5-10程序?qū)o(wú)法使數(shù)碼管顯示“5”，若要顯示“5”，必須根據(jù)新的引腳連接關(guān)系重新確定字型碼。

在例5-10中，單片機(jī)利用P0口控制數(shù)碼管顯示，為保證數(shù)碼管顯示的符號(hào)不消失，在數(shù)碼管顯示期間，P0口送出數(shù)碼管字型碼不能改變。但是在實(shí)際的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，P0口和P2口通常還有其他用處，不能僅用于數(shù)碼管顯示控制。比如，在下面這段程序中，前兩條指令控制數(shù)碼管顯示數(shù)字“5”之后MOVX指令將P0口用于片外存儲(chǔ)器或I/O端口的訪問(wèn)，從而導(dǎo)致數(shù)碼管無(wú)法持續(xù)顯示數(shù)字“5”。

由上述分析可知，為保證數(shù)碼管顯示器穩(wěn)定地顯示，必須使數(shù)碼管引腳上的字型碼保持足夠長(zhǎng)的時(shí)間，以使人眼能夠感受到數(shù)碼管的亮度。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，有兩種控制數(shù)碼管持續(xù)、穩(wěn)定顯示的方法，分別是靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。