第4章显示器接口技术课件

1显示器接口技术显示器接口技术4.3键盘接口技术键盘接口技术4.2本章内容本章内容 第第4 4章章 人机交互接口技术人机交互接口技术嵌入式处理器嵌入式处理器4.1触摸屏接口技术触摸屏接口技术4.41显示器接口技术4.3键盘接口技术4.2本章内容 第24.3 4.3 显示器接口技术显示器接口技术 为了使嵌入式系统具有友好的人机接口，需要为了使嵌入式系统具有友好的人机接口，需要为了使嵌入式系统具有友好的人机接口，需要为了使嵌入式系统具有友好的人机接口，需要给嵌入式系统配置显示装置，如给嵌入式系统配置显示装置，如给嵌入式系统配置显示装置，如给嵌入式系统配置显示装置，如LCDLCDLCDLCD、LEDLEDLEDLED显示器等。显示器等。显示器等。显示器等。4.3.1 4.3.1 LCD LCD显示器显示器 LCDLCDLCDLCD（Liquid Crystal DisplayLiquid Crystal DisplayLiquid Crystal DisplayLiquid Crystal Display）是一种耗电少、）是一种耗电少、）是一种耗电少、）是一种耗电少、体积小的数字式显示器件，通过液晶、彩色过滤器体积小的数字式显示器件，通过液晶、彩色过滤器体积小的数字式显示器件，通过液晶、彩色过滤器体积小的数字式显示器件，通过液晶、彩色过滤器过滤广元。在平面面板上显示字符、文字和图像等过滤广元。在平面面板上显示字符、文字和图像等过滤广元。在平面面板上显示字符、文字和图像等过滤广元。在平面面板上显示字符、文字和图像等信息。与阴极射线管信息。与阴极射线管信息。与阴极射线管信息。与阴极射线管CRTCRTCRTCRT相比占用空间小、功耗低、相比占用空间小、功耗低、相比占用空间小、功耗低、相比占用空间小、功耗低、辐射低、无闪烁，降低视觉疲劳。辐射低、无闪烁，降低视觉疲劳。辐射低、无闪烁，降低视觉疲劳。辐射低、无闪烁，降低视觉疲劳。24.3 显示器接口技术 为了使嵌入式系统具有友好的人31.1.液晶显示器（液晶显示器（LCDLCD）概述）概述 在在在在LCDLCDLCDLCD显示器中，显示面板薄膜被分成很多小显示器中，显示面板薄膜被分成很多小显示器中，显示面板薄膜被分成很多小显示器中，显示面板薄膜被分成很多小栅格，每个栅格由一个电极控制，通过改变栅格上栅格，每个栅格由一个电极控制，通过改变栅格上栅格，每个栅格由一个电极控制，通过改变栅格上栅格，每个栅格由一个电极控制，通过改变栅格上的电极就能控制栅格内液晶分子的排列，从而控制的电极就能控制栅格内液晶分子的排列，从而控制的电极就能控制栅格内液晶分子的排列，从而控制的电极就能控制栅格内液晶分子的排列，从而控制光路的导通。彩色显示利用三原色混合的原理显示光路的导通。彩色显示利用三原色混合的原理显示光路的导通。彩色显示利用三原色混合的原理显示光路的导通。彩色显示利用三原色混合的原理显示不同的色彩：此时每一个象素都是由不同的色彩：此时每一个象素都是由不同的色彩：此时每一个象素都是由不同的色彩：此时每一个象素都是由3 3 3 3个液晶单元个液晶单元个液晶单元个液晶单元格构成的。其中每一个单元格前面都分别有红色格构成的。其中每一个单元格前面都分别有红色格构成的。其中每一个单元格前面都分别有红色格构成的。其中每一个单元格前面都分别有红色R R R R、绿色绿色绿色绿色G G G G或蓝色或蓝色或蓝色或蓝色B B B B的过滤片，光线经过过滤片的处理变的过滤片，光线经过过滤片的处理变的过滤片，光线经过过滤片的处理变的过滤片，光线经过过滤片的处理变成不同的色彩。成不同的色彩。成不同的色彩。成不同的色彩。点阵式点阵式点阵式点阵式LCDLCDLCDLCD由矩阵构成，显示文字字符以及其由矩阵构成，显示文字字符以及其由矩阵构成，显示文字字符以及其由矩阵构成，显示文字字符以及其他符号，常见的点阵他符号，常见的点阵他符号，常见的点阵他符号，常见的点阵LCDLCDLCDLCD用用用用5 5 5 5列列列列7 7 7 7行的点表示一个字行的点表示一个字行的点表示一个字行的点表示一个字符，使用符，使用符，使用符，使用16161616行行行行16161616列的点表示一个汉字。列的点表示一个汉字。列的点表示一个汉字。列的点表示一个汉字。LCDLCDLCDLCD驱动器驱动器驱动器驱动器将输入数据转换为激发相应的点所需的电信号。将输入数据转换为激发相应的点所需的电信号。将输入数据转换为激发相应的点所需的电信号。将输入数据转换为激发相应的点所需的电信号。31.液晶显示器（LCD）概述 在LCD显示器4 主主要要用用于于显显示示文文本本及及图图形形信信息息。它它具具有有重重量量轻轻、体体积积小小、耗耗电电量量低低、无无辐辐射射、平平面面直直角角显显示示以以及及影影像像稳稳定定不不闪闪烁烁等等特特点点，因因此此在在许许多多电电子子应应用用系系统统中中，常常使使用用液液晶晶屏屏作作为为人人机机界界面面，而而且且已已广广泛泛应应用用与与于于各各类类显显示示器器件上如下图所示。件上如下图所示。4 主要用于显示文本及图形信息。它具有重量轻、体556672.LCD2.LCD的分类的分类 液晶显示的原理是液晶在不同电压的作用下会有不液晶显示的原理是液晶在不同电压的作用下会有不液晶显示的原理是液晶在不同电压的作用下会有不液晶显示的原理是液晶在不同电压的作用下会有不同的光特性。一类是同的光特性。一类是同的光特性。一类是同的光特性。一类是STNSTNSTNSTN型液晶属于无源的，这类液晶型液晶属于无源的，这类液晶型液晶属于无源的，这类液晶型液晶属于无源的，这类液晶需要有外部提供光源，根据光源的位置又可以进一步分需要有外部提供光源，根据光源的位置又可以进一步分需要有外部提供光源，根据光源的位置又可以进一步分需要有外部提供光源，根据光源的位置又可以进一步分成反射式和透射式两种。这种液晶显示的成本较低，但成反射式和透射式两种。这种液晶显示的成本较低，但成反射式和透射式两种。这种液晶显示的成本较低，但成反射式和透射式两种。这种液晶显示的成本较低，但有效视角较小，色彩也不够鲜艳。它具有省电的最大优有效视角较小，色彩也不够鲜艳。它具有省电的最大优有效视角较小，色彩也不够鲜艳。它具有省电的最大优有效视角较小，色彩也不够鲜艳。它具有省电的最大优势。其屏幕尺寸一般在势。其屏幕尺寸一般在势。其屏幕尺寸一般在势。其屏幕尺寸一般在5 5 5 5英寸以下（目前较少使用）。英寸以下（目前较少使用）。英寸以下（目前较少使用）。英寸以下（目前较少使用）。另一类是有源发光器件另一类是有源发光器件另一类是有源发光器件另一类是有源发光器件TFTTFTTFTTFT形式。形式。形式。形式。TFTTFTTFTTFT是薄膜晶体管是薄膜晶体管是薄膜晶体管是薄膜晶体管Thin Film TransitorThin Film TransitorThin Film TransitorThin Film Transitor的缩写，每个液晶就类似是一个的缩写，每个液晶就类似是一个的缩写，每个液晶就类似是一个的缩写，每个液晶就类似是一个可以发光的晶体管。液晶显示屏就是有许多液晶排列成可以发光的晶体管。液晶显示屏就是有许多液晶排列成可以发光的晶体管。液晶显示屏就是有许多液晶排列成可以发光的晶体管。液晶显示屏就是有许多液晶排列成阵列而构成的。由于阵列而构成的。由于阵列而构成的。由于阵列而构成的。由于TFTTFTTFTTFT晶体管具有电容效应，能够保晶体管具有电容效应，能够保晶体管具有电容效应，能够保晶体管具有电容效应，能够保持电位状态，已经透光的液晶分子会一直保持这种状态，持电位状态，已经透光的液晶分子会一直保持这种状态，持电位状态，已经透光的液晶分子会一直保持这种状态，持电位状态，已经透光的液晶分子会一直保持这种状态，直到直到直到直到TFTTFTTFTTFT电极下一次再加电改变其排列方式为止。电极下一次再加电改变其排列方式为止。电极下一次再加电改变其排列方式为止。电极下一次再加电改变其排列方式为止。TFT TFT TFT TFT液晶的色彩更逼真，更平滑细腻，层次感更强。液晶的色彩更逼真，更平滑细腻，层次感更强。液晶的色彩更逼真，更平滑细腻，层次感更强。液晶的色彩更逼真，更平滑细腻，层次感更强。72.LCD的分类 液晶显示的原理是液晶在不同8 单色与彩色显示器单色与彩色显示器 在单色液晶显示屏中，一个液晶就是一个象素。在单色液晶显示屏中，一个液晶就是一个象素。在单色液晶显示屏中，一个液晶就是一个象素。在单色液晶显示屏中，一个液晶就是一个象素。在彩色液晶显示屏上加了一个彩色滤光片，并将单在彩色液晶显示屏上加了一个彩色滤光片，并将单在彩色液晶显示屏上加了一个彩色滤光片，并将单在彩色液晶显示屏上加了一个彩色滤光片，并将单色显示矩阵中的每一个像素分成三个子像素，分别色显示矩阵中的每一个像素分成三个子像素，分别色显示矩阵中的每一个像素分成三个子像素，分别色显示矩阵中的每一个像素分成三个子像素，分别通过彩色滤光片显示红，绿，蓝三原色，就可以显通过彩色滤光片显示红，绿，蓝三原色，就可以显通过彩色滤光片显示红，绿，蓝三原色，就可以显通过彩色滤光片显示红，绿，蓝三原色，就可以显示出色彩。示出色彩。示出色彩。示出色彩。由于每个象素是由由于每个象素是由由于每个象素是由由于每个象素是由R R R R红、红、红、红、G G G G绿和绿和绿和绿和B B B B兰色三个子像素兰色三个子像素兰色三个子像素兰色三个子像素共同组成。同时也可以认为每个象素背后都有一个共同组成。同时也可以认为每个象素背后都有一个共同组成。同时也可以认为每个象素背后都有一个共同组成。同时也可以认为每个象素背后都有一个寄存器，寄存器的值决定着三个液晶单元各自的亮寄存器，寄存器的值决定着三个液晶单元各自的亮寄存器，寄存器的值决定着三个液晶单元各自的亮寄存器，寄存器的值决定着三个液晶单元各自的亮度的数值。有些情况下寄存器的值并不直接驱动度的数值。有些情况下寄存器的值并不直接驱动度的数值。有些情况下寄存器的值并不直接驱动度的数值。有些情况下寄存器的值并不直接驱动RGBRGBRGBRGB三个液晶单元的亮度，而是通过一个调色板技术来三个液晶单元的亮度，而是通过一个调色板技术来三个液晶单元的亮度，而是通过一个调色板技术来三个液晶单元的亮度，而是通过一个调色板技术来访问，发出真彩色的效果。访问，发出真彩色的效果。访问，发出真彩色的效果。访问，发出真彩色的效果。8 单色与彩色显示器 在单色液晶显示屏中，一个液晶就是9 在实际现实中如果要为每个象素都配备寄存器在实际现实中如果要为每个象素都配备寄存器在实际现实中如果要为每个象素都配备寄存器在实际现实中如果要为每个象素都配备寄存器是不现实的，实际上只配备了一组寄存器，而这些是不现实的，实际上只配备了一组寄存器，而这些是不现实的，实际上只配备了一组寄存器，而这些是不现实的，实际上只配备了一组寄存器，而这些寄存器依次轮流连接到每一行象素并装入该行的内寄存器依次轮流连接到每一行象素并装入该行的内寄存器依次轮流连接到每一行象素并装入该行的内寄存器依次轮流连接到每一行象素并装入该行的内容，使每一行象素都暂短的受到驱动，这样周而复容，使每一行象素都暂短的受到驱动，这样周而复容，使每一行象素都暂短的受到驱动，这样周而复容，使每一行象素都暂短的受到驱动，这样周而复始将所有的象素行都驱动一遍就显示一个完整的画始将所有的象素行都驱动一遍就显示一个完整的画始将所有的象素行都驱动一遍就显示一个完整的画始将所有的象素行都驱动一遍就显示一个完整的画面。一般为了使人不感到闪烁，一秒钟要重复显示面。一般为了使人不感到闪烁，一秒钟要重复显示面。一般为了使人不感到闪烁，一秒钟要重复显示面。一般为了使人不感到闪烁，一秒钟要重复显示25252525帧以上。帧以上。帧以上。帧以上。LCBLCBLCBLCB一般采用并行传输。一般采用并行传输。一般采用并行传输。一般采用并行传输。9在实际现实中如果要为每个象素都配备寄存器是不现实的，实际10 3.LCD 3.LCD的驱动控制的驱动控制市场上的市场上的市场上的市场上的LCDLCDLCDLCD有两种模块形式，一种是有两种模块形式，一种是有两种模块形式，一种是有两种模块形式，一种是LCDLCDLCDLCD显示屏显示屏显示屏显示屏后边有印刷板并在板上带有驱动芯片的后边有印刷板并在板上带有驱动芯片的后边有印刷板并在板上带有驱动芯片的后边有印刷板并在板上带有驱动芯片的LCDLCDLCDLCD模块。这模块。这模块。这模块。这种种种种LCDLCDLCDLCD可以方便的与各种单片机使用总线方式来驱动，可以方便的与各种单片机使用总线方式来驱动，可以方便的与各种单片机使用总线方式来驱动，可以方便的与各种单片机使用总线方式来驱动，例如例如例如例如8051805180518051单片机的显示形式就属于这种。单片机的显示形式就属于这种。单片机的显示形式就属于这种。单片机的显示形式就属于这种。另一种在微处理器芯片上的内置另一种在微处理器芯片上的内置另一种在微处理器芯片上的内置另一种在微处理器芯片上的内置LCDLCDLCDLCD控制器来驱控制器来驱控制器来驱控制器来驱动显示模块（如动显示模块（如动显示模块（如动显示模块（如S3C2410)S3C2410)S3C2410)S3C2410)，它可以支持彩色，它可以支持彩色，它可以支持彩色，它可以支持彩色/灰度灰度灰度灰度/单单单单色三种模式，灰度模式下可支持色三种模式，灰度模式下可支持色三种模式，灰度模式下可支持色三种模式，灰度模式下可支持4 4 4 4级灰度和级灰度和级灰度和级灰度和16161616级灰度，级灰度，级灰度，级灰度，彩色模式下最多支持彩色模式下最多支持彩色模式下最多支持彩色模式下最多支持256256256256色，色，色，色，LCDLCDLCDLCD的实际尺寸可支持到的实际尺寸可支持到的实际尺寸可支持到的实际尺寸可支持到320240320240320240320240。10 3.LCD的驱动控制市场上的LCD有两种模块形式，11在在常常用用的的嵌嵌入入式式LCDLCD屏屏幕幕上上实实现现图图像像和和字字符的显示具体步骤如下：符的显示具体步骤如下：首首先先在在程程序序中中配配置置微微处处理理器器GPIOGPIO的的寄寄存存器器，将将与与LCDLCD连连接接的的引引脚脚定定义义为为所所需需的的功功能能；将将帧帧描描述述符符定定义义在在SDRAMSDRAM里里，在在DMACDMAC被被初初始始化化后后供供DMACDMAC提提取取；配配置置LCDLCD控控制制器器的的各各寄寄存存器器；最最后后建建立立LCDLCD屏屏幕幕上上的的每每一一象象素素与与帧帧缓缓冲冲区区对对应应位位置置的的映映射射关关系系，将将字字符符位位图图转转换换成成字字符符矩矩阵阵数数据据，并并且且写写入入到到帧帧缓缓冲冲器器（也也成为显存）里。成为显存）里。11在常用的嵌入式LCD屏幕上实现图像和字符的显示具体步骤如12 4.4.工作原理工作原理 显存中的每一个单元对应显存中的每一个单元对应显存中的每一个单元对应显存中的每一个单元对应LCDLCDLCDLCD上的一个点，只要上的一个点，只要上的一个点，只要上的一个点，只要显存中的内容改变，显示结果便进行刷新。显示屏显存中的内容改变，显示结果便进行刷新。显示屏显存中的内容改变，显示结果便进行刷新。显示屏显存中的内容改变，显示结果便进行刷新。显示屏可以以单色或彩色显示，单色用可以以单色或彩色显示，单色用可以以单色或彩色显示，单色用可以以单色或彩色显示，单色用1 1 1 1位来表示，彩色可位来表示，彩色可位来表示，彩色可位来表示，彩色可以用以用以用以用8 8 8 8位（位（位（位（256256256256色）或色）或色）或色）或16161616位、位、位、位、24242424位表示其颜色。屏幕位表示其颜色。屏幕位表示其颜色。屏幕位表示其颜色。屏幕的大小和显示模式这些因素会影响显存的大小。的大小和显示模式这些因素会影响显存的大小。的大小和显示模式这些因素会影响显存的大小。的大小和显示模式这些因素会影响显存的大小。显存通常是从内存空间分配所得，并且它是由连显存通常是从内存空间分配所得，并且它是由连显存通常是从内存空间分配所得，并且它是由连显存通常是从内存空间分配所得，并且它是由连续的字节空间组成，而屏幕的显示操作总是从左到续的字节空间组成，而屏幕的显示操作总是从左到续的字节空间组成，而屏幕的显示操作总是从左到续的字节空间组成，而屏幕的显示操作总是从左到右逐点象素扫描，从上到下逐行扫描，直到右下角，右逐点象素扫描，从上到下逐行扫描，直到右下角，右逐点象素扫描，从上到下逐行扫描，直到右下角，右逐点象素扫描，从上到下逐行扫描，直到右下角，然后再折返到左上角。而显存里的数据则是按地址然后再折返到左上角。而显存里的数据则是按地址然后再折返到左上角。而显存里的数据则是按地址然后再折返到左上角。而显存里的数据则是按地址递增的顺序被提取，当显存里的最后一个字节被提递增的顺序被提取，当显存里的最后一个字节被提递增的顺序被提取，当显存里的最后一个字节被提递增的顺序被提取，当显存里的最后一个字节被提取后，再返回显存的首地址。取后，再返回显存的首地址。取后，再返回显存的首地址。取后，再返回显存的首地址。12 4.工作原理 显存中的每一个单元对应LC13工作原理工作原理 计算机反映自然界的颜色是通过计算机反映自然界的颜色是通过计算机反映自然界的颜色是通过计算机反映自然界的颜色是通过R R R R、G G G G、B B B B值来表示值来表示值来表示值来表示的，如果要在屏幕某一点显示某种颜色，则必须在显的，如果要在屏幕某一点显示某种颜色，则必须在显的，如果要在屏幕某一点显示某种颜色，则必须在显的，如果要在屏幕某一点显示某种颜色，则必须在显存里给出相应每一个象素的存里给出相应每一个象素的存里给出相应每一个象素的存里给出相应每一个象素的R R R R、G G G G、B B B B值。其实现方法有值。其实现方法有值。其实现方法有值。其实现方法有直接从显存中得到和间接得到两种方式。直接从显存中得到和间接得到两种方式。直接从显存中得到和间接得到两种方式。直接从显存中得到和间接得到两种方式。直接得到是指在显存里存放有象素对应的直接得到是指在显存里存放有象素对应的直接得到是指在显存里存放有象素对应的直接得到是指在显存里存放有象素对应的RGBRGBRGBRGB值，值，值，值，通过将该通过将该通过将该通过将该RGBRGBRGBRGB值传输到显示屏上而令屏幕显示。值传输到显示屏上而令屏幕显示。值传输到显示屏上而令屏幕显示。值传输到显示屏上而令屏幕显示。间接得到方式是指显存中存放的并不是间接得到方式是指显存中存放的并不是间接得到方式是指显存中存放的并不是间接得到方式是指显存中存放的并不是RGBRGBRGBRGB值，而值，而值，而值，而是调色板的索引值，调色板里存放的才是是调色板的索引值，调色板里存放的才是是调色板的索引值，调色板里存放的才是是调色板的索引值，调色板里存放的才是RGBRGBRGBRGB值，然后值，然后值，然后值，然后再发送到显示屏上。再发送到显示屏上。再发送到显示屏上。再发送到显示屏上。13工作原理 计算机反映自然界的颜色是通过R、G、S3C2410S3C2410处理器显示接口简介处理器显示接口简介 LCDLCD显示屏的显示需要显示屏的显示需要LCDLCD驱动器和驱动器和LCDLCD控制器两部控制器两部分硬件逻辑来控制，分硬件逻辑来控制，LCDLCD驱动器用来建立显示所需的电驱动器用来建立显示所需的电场，场，LCDLCD控制器用来建立显示像素与显示缓冲区的对应控制器用来建立显示像素与显示缓冲区的对应关系。下面具体介绍关系。下面具体介绍S3C241OS3C241O芯片中的芯片中的LCDLCD控制器。控制器。S3C241O S3C241O芯片中的芯片中的LCDLCD控制器的功能是，将控制器的功能是，将LCDLCD图图像数据从系统主存中的显示缓冲区搬移到外部像数据从系统主存中的显示缓冲区搬移到外部LCDLCD驱动驱动器中。它支持单色器中。它支持单色LCDLCD显示器，单色显示器，单色LCDLCD显示器可以是显示器可以是4 4级灰度的级灰度的(即每个像素用即每个像素用2 2位二进制数表示位二进制数表示)，也可以是，也可以是1616级灰度的级灰度的(即每个像素用即每个像素用4 4位二进制数表示位二进制数表示)。也支持。也支持具有具有256256级色彩级色彩(即每个像素用即每个像素用8 8位二进制数表示位二进制数表示)的，的，以及以及40964096级色彩级色彩(即每个像素用即每个像素用1212位二进制数表示位二进制数表示)的的STNLCDSTNLCD显示器。它还支持带调色板功能的彩色显示器。它还支持带调色板功能的彩色TFTTFTLCDLCD显示器，以及不带调色板的真彩显示器，以及不带调色板的真彩TFTTFTL LCDCD显示器显示器(其每个像素用其每个像素用1616位或位或2424位二进制数表示位二进制数表示)。14S3C2410处理器显示接口简介 LCD显示屏的显示 用户可以通过编程设定用户可以通过编程设定LCDLCD控制器中的相关寄存器，控制器中的相关寄存器，来选择所需的水平、垂直像素数，数据接口的数据线宽来选择所需的水平、垂直像素数，数据接口的数据线宽度，界面时序以及刷新率等参数。度，界面时序以及刷新率等参数。S3C241OS3C241O芯片内部的芯片内部的LCDLCD控制器用来控制图像数据的传输，其接口信号主要控制器用来控制图像数据的传输，其接口信号主要有有2424根数据线和根数据线和9 9根控制信号线根控制信号线。S3C2410 S3C2410芯片的芯片的LCDLCD控制器能支持每像素控制器能支持每像素8 8比特比特(即即256256色色)显示模式。这显示模式。这8 8位编码为红色位编码为红色3 3比特、绿色比特、绿色3 3比特、比特、蓝色蓝色2 2比特。还支持每像素比特。还支持每像素1212比特比特(即即 40964096色色)显示模式。显示模式。这这1212比特被编码为比特被编码为4 4比特红色、比特红色、4 4比特绿色、比特绿色、4 4比特蓝色。比特蓝色。对于灰度或彩色模式，需要通过基于时间抖动算法对于灰度或彩色模式，需要通过基于时间抖动算法和帧速率控制和帧速率控制(FRC)(FRC)方法，实现灰度电平或者色彩的渐方法，实现灰度电平或者色彩的渐变。按照一个可编程的查找表来进行选择。单色模式则变。按照一个可编程的查找表来进行选择。单色模式则不需要这些模块不需要这些模块(FRC(FRC和查找表和查找表)。15 用户可以通过编程设定LCD控制器中的相关寄存器164.3.2 LED4.3.2 LED显示器显示器 LED(Light LED(Light LED(Light LED(Light Emitting Emitting Emitting Emitting Diode)Diode)Diode)Diode)常常常常称称称称为为为为八八八八段段段段发发发发光光光光二二二二极极极极管管管管,在在在在专专专专用用用用的的的的微微微微型型型型计计计计算算算算机机机机系系系系统统统统中中中中,特特特特别别别别是是是是在在在在嵌嵌嵌嵌入入入入式式式式控控控控制制制制系系系系统统统统中中中中,应应应应用用用用非非非非常常常常普普普普遍遍遍遍。它它它它价价价价格格格格低低低低廉廉廉廉、体体体体积积积积小小小小、功功功功耗耗耗耗低低低低，而而而而可可可可靠靠靠靠性性性性又又又又很很很很好好好好，因因因因此此此此，从从从从单单单单板板板板微微微微型型型型机机机机、袖袖袖袖珍珍珍珍计计计计算算算算机机机机到到到到许许许许多多多多微微微微型型型型机机机机控控控控制制制制系系系系统统统统及及及及数数数数字字字字化化化化仪仪仪仪器器器器都都都都用用用用LEDLEDLEDLED作为输出显示。作为输出显示。作为输出显示。作为输出显示。164.3.2 LED显示器 LED(Lig171 1）LEDLED种类种类171）LED种类182 2）数码管结构组成数码管结构组成182）数码管结构组成191919 为了适用于不同的驱动方式为了适用于不同的驱动方式,每种结构形式又有共每种结构形式又有共阳极和共阴极两种产品类型。阳极和共阴极两种产品类型。(b)共阳极共阳极(a)共阴极共阴极(c)外型及引脚外型及引脚工作原理工作原理1919 为了适用于不同的驱动方式,每种结构形式202020上 页返 回LEDLED显示宇符与段码的关系显示宇符与段码的关系2020上 页返 回LED显示宇符与段码的关系212121静态显示系统在每一次显示输出后能够保持显示不变静态显示系统在每一次显示输出后能够保持显示不变,仅在待显数码需要改变时仅在待显数码需要改变时,才更新其数字显示器中锁才更新其数字显示器中锁存的内容。存的内容。显示某一字符时显示某一字符时,相应段的相应段的LED恒定导通或截止恒定导通或截止,使所使所显示字符的字段连续发光。显示字符的字段连续发光。每位数码管都应有各自的驱动器件每位数码管都应有各自的驱动器件,往往选择带锁存功往往选择带锁存功能的器件能的器件,用以锁存各自待显示数码。用以锁存各自待显示数码。功耗大功耗大,当显示的位数较多时当显示的位数较多时,占用的占用的I/O口较口较多多优点优点亮度高亮度高,控制程序简单控制程序简单,显示稳定可靠显示稳定可靠缺点缺点上 页返 回(1)(1)静态显示方式静态显示方式2121静态显示系统在每一次显示输出后能够保持显示不变,仅在222222上 页返 回LEDLED静态显示电路原理图静态显示电路原理图2222上 页返 回LED静态显示电路原理图232323所有位的段选线并联起来所有位的段选线并联起来,由一个由一个8位位I/O口控制口控制,而各位而各位的共阳极或共阴极分别由相应的的共阳极或共阴极分别由相应的I/O线控制线控制,形成各位形成各位的轮流选通的轮流选通,即即LED显示器分时轮流工作显示器分时轮流工作,每次只能使一每次只能使一个器件显示个器件显示1ms5ms。由于人的视觉暂留现象和发光。由于人的视觉暂留现象和发光二极管的余辉效应二极管的余辉效应,仍感觉所有的器件都在同时显示仍感觉所有的器件都在同时显示,达达到稳定的视觉效果。到稳定的视觉效果。在实际应用中常采用定时中断扫描方式在实际应用中常采用定时中断扫描方式,这种方式是这种方式是每隔一定时间每隔一定时间(如如1 ms)让一位数码管显示让一位数码管显示,假设有假设有8位数码管位数码管,显示扫描周期为显示扫描周期为8ms。程序控制扫描和定时中断扫描。程序控制扫描和定时中断扫描。实现方法实现方法上 页返 回(2)(2)动态显示方式动态显示方式2323所有位的段选线并联起来,由一个8位I/O口控制,而各242424LEDLED动态显示电路动态显示电路（1）共阴极接法）共阴极接法（2）P1：段码；：段码；（3）P3.4-P3.7：位：位码码（4）经）经74LS244提供提供LED相应段的驱动电相应段的驱动电流流,送到各个显示器的送到各个显示器的段码段码(5)经经6反向驱动器反向驱动器75LS04,使位码使位码1有效。有效。2424LED动态显示电路（1）共阴极接法252525 以定时中断扫描方式为例以定时中断扫描方式为例,在在4 4位位LEDLED显示器上分别显显示器上分别显示数字示数字1 1、2 2、3 3、4 4。单片机定时器。单片机定时器T0T0定时定时1ms,1ms,要显示的要显示的4 4位数据放在显示缓冲单元位数据放在显示缓冲单元30H30H至至33H33H中。中。ORG0000H AJMPMAIN ORG000BH AJMPINTT0MAIN：MOV TMOD,#01H ;T0初始化初始化,定时定时1ms MOVTL0,#18H MOVTH0,#0FCH MOVIE,#82H;中断系统初始化中断系统初始化 SETBTR0;启动启动T0AGAIN：MOV R0,#30H;显示缓冲区首地址显示缓冲区首地址 MOVR2,#80H;显示位控制字显示位控制字下 页上 页返 回2525 以定时中断扫描方式为例,在4位LE262626NEXT：MOVA,R2 JBACC.3,AGAIN ;4位显示完则重复位显示完则重复 SJMP NEXT ;4位未显示完则显示下一位位未显示完则显示下一位下 页上 页返 回INTT0：MOVTL0,#18HMOVTH0,#0FCHMOVP1,#00H;关显示MOVA,R0;取显示数据MOVDPTR,#SEGMOVC A,A+DPTR;查待显示数字的段码MOVP1,A;输出段码MOVA,R2MOVP3,A;输出位码RRAMOVR2,AINCR0RETISEG：DB3FH,06H,5BH,4FH,66HDB6DH,7DH,07H,7FH,6FH2626NEXT：MOVA,R2下 页上 页返 回INTT272727在进行在进行LED动态显示控制时动态显示控制时,要遵循的规则有：要遵循的规则有：任何时刻只能有一个任何时刻只能有一个LED显示器的共阳显示器的共阳(或共阴或共阴)端端接通。接通。每个每个LED显示器的显示内容要有一定的保留时间。显示器的显示内容要有一定的保留时间。在最长在最长20ms内内,一个显示端口所驱动的一个显示端口所驱动的LED必须都必须都分别刷新一次。根据这个条件若一个显示端口驱动分别刷新一次。根据这个条件若一个显示端口驱动n个个LED,则每个则每个LED显示内容保持的时间为显示内容保持的时间为20/n ms。下 页上 页返 回2727在进行LED动态显示控制时,要遵循的规则有：下 页上282828（1）列扫描信号依次为）列扫描信号依次为“0”,按列号相应送出行信号按列号相应送出行信号(字型码字型码)。（2）延时一段时间后）延时一段时间后,送出第送出第2列对应的字型码。列对应的字型码。（3）依次选中点阵显示器的所有列，从而显示出完整字符。）依次选中点阵显示器的所有列，从而显示出完整字符。点阵式点阵式LEDLED显示显示驱动接口电路驱动接口电路上 页返 回3 3）点阵式）点阵式LEDLED显示原理与接口显示原理与接口2828（1）列扫描信号依次为“0”,按列号相应送出行信号(292929字母字母A A的点阵数据的点阵数据 当需要显示的字符较多时当需要显示的字符较多时,可以利用字符可以利用字符ROM来存放所有被显示来存放所有被显示字符的字型码。若要提高点阵式字符的字型码。若要提高点阵式LED的显示分辨率的显示分辨率,可以采用可以采用79、1616等更大的点阵结构。等更大的点阵结构。字符字符A A的点阵图的点阵图上 页返 回2929字母A的点阵数据 当需要显示的字符较多时,第4章显示器接口技术课件