LED数码管:LED Segment Displays,是一种应用非常广泛的半导体发光器件,其基本单元就是发光二极管 。
一、数码管的类型
由多个字段发光二极管按照一定的图形及排列封装在一起 , 管之间引线已经集成在芯片内部,引出的是它们的各个笔划和公共电极 。由七个发光管组成8字形,加上小数点就是8段 。这些段分别由字母a,b,c,d,e,f,g,dp来表示 。通过选择数码管上的发光二极管的搭配,来显示我们需要的字符 。能够显示某个字符的七位数码,就称为这个字符的七段码 。
数码管按段数分为7段数码管、8段数码管以及其它类型 。八段比七段多一个发光二极管单元(多一个小数点显示),由四个直向、三个横向及右下角一点的发光二极管组成,由以上向条形发光体组合出不同的数字 。
8段
按能显示“8”的位数,有半位,1 , 2,3 , 4 , 5,6,8,10位等;
按内部构成结构分类,有反射罩式、单条七段式及单片集成式 。按显示的字高分类,笔画显示器字高最小有1mm(单片集成式多位数码管字高一般在2~3mm) 。其他类型笔画显示器字最高可达12.7mm(0.5英寸)甚至达到数百毫米 。
按发光二极管单元连接方式,可以分为共阳极数码管和共阴极数码管 。
1.共阳极数码管:是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM) , 外接电源VCC 。共阳数码管在应用时,应将公共极COM接到+5V,当某一字段发光二极管的阴极为低电平时 , 相应字段就点亮 。当某一字段的阴极为高电平时,相应字段就不亮 。
2.共阴极数码管:是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM) 。共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上,当某一字段发光二极管的阳极为高电平时,相应字段就点亮 。当某一字段的阳极为低电平时 , 相应字段就不亮 。
二、数码管的驱动方式
当数码管特定的段加上电压后,这些特定的段就会发亮,就会形成我们眼睛看到的特定字样 。如:显示一个“2”字,那么应当是a亮b亮g亮e亮d亮f不亮c不亮dp不亮 。
数码管要正常显示,就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码 , 从而显示出我们要的数字,因此根据数码管的驱动方式的不同,可以分为静态式和动态式两类 。
① 静态驱动显示:是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动,或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动 。静态驱动的优点是编程简单,显示亮度高,缺点是占用I/O端口多,实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动,增加了硬件电路的复杂性 。
② 动态驱动显示:电路中所有数码管的8个字段的同名端连在一起,形成数据线;每个数码管的公共端增加位选通控制电路 。位选通由各自独立的I/O线控制 , 当数据线上输出字形码时,所有数码管都会接收到相同的字形码,但是那个数码管会显示,取决于系统对位选通控制 。只要将需要显示的数码管的选通控制打开 , 该位就显示出字形,没有选通的就不会亮 。通过分时轮流控制,各个数码管轮流受控显示 , 这就是动态驱动 。
在轮流显示过程中,每位数码管的点亮时间约为1~2ms,由于视觉暂留现象和发光管的余辉效应,尽管各位数码管并非同时点亮,但只要扫描的速度足够快,我们看到的就是一组稳定的显示数据 。采用动态显示的效果和静态显示效果是一样的 , 这样做的好处是能够节省大量的I/O端口,而且功耗会大大降低 。
三、数码管参数
数码管是一种电流型的器件,工作时的电流与电压情况如下
电流:静态时,推荐使用10-15mA;动态时,16/1动态扫描时,平均电流为4-5mA,峰值电流范围50-60mA 。
电压:一般的单管压降,根据发光颜色的不同会有差别,红色的电压一般在1.7~2.5Ⅴ之间,绿色的电压一般在2.0~2.4Ⅴ左右,**的电压一般在1.9~2.4Ⅴ之间,蓝/白色的电压一般在3.0~3.8v左右 。[2]
规格: (有圆形、半圆形、D形);
直径有:30mm、40mm、50mm、80mm、100mm、 110mm;
颜色:红,黄,蓝,绿,白 , 七彩;
工作电压范围:24V-220V;
功率:8-12W;
工作环境:-40度-+75度;
正常工作寿命:>80,000小时 。
四、数码管应用
恒流驱动与非恒流驱动对数码管的影响
1、显示效果:
由于发光二极管基本上属于电流敏感器件,其正向压降的分散性很大,并且还与温度有关,为了保证数码管具有良好的亮度均匀度 , 就需要使其具有恒定的工作电流 , 且不能受温度及其它因素的影响 。另外,当温度变化时驱动芯片还要能够自动调节输出电流 的大小以实现色差平衡温度补偿 。
2、安全性:
即使是短时间的电流过载也可能对发光管造成永久性的损坏,采用恒流驱动电路后可防止 由于电流故障所引起的数码管的大面积损坏 。
BCD 码—七段码译码器CD4511
CD4511的引脚图
BCD码:Binary-Coded Decimal?,用二进制编码的十进制代码 。使用4位二进制数来表示1位十进制数中的0~9这10个数码,是一种二进制的数字编码形式 。
BCD码可分为有权码和无权码两类 。其中,常见的有权BCD码有8421码、2421码、5421码;无权BCD码有余3码、余3循环码、格雷码 。
8421BCD码是最基本和最常用的BCD码,它和四位自然二进制码相似 , 各位的权值为8、4、2、1,故称为有权BCD码 。
5421BCD码和2421BCD码同为有权码,它们从高位到低位的权值分别为5、4、2、1和2、4、2、1 。
余3码是由8421码加3后形成的,是一种“对9的自补码” 。余3循环码是一种变权码,每一位的在不同代码中并不代表固定的数值,主要特点是相邻的两个代码之间仅有一位的状态不同 。
格雷码(也称循环码)是由贝尔实验室的FrankGray在1940年提出的,用于PCM方法传送信号时防止出错 。格雷码是一个数列集合,它是无权码,它的两个相邻代码之间仅有一位取值不同 。余3循环码是取4位格雷码中的十个代码组成的,它同样具相邻性的特点 。[3]
BCD码的运算规则:
我们知道BCD码实际上就是十进制数 。而运算器对二进制数据做加减运算时 , 是按二进制运算规则进行处理的 。所以,如果运算器对BCD码进行运算,必须对其运算结果进行修正 。
修正的规则:当两个BCD码相加,如果和等于或小于 1001(即十进制数9),不需要修正;如果和在 1010 到1111(即十六进制数 0AH~0FH)之间,则需加 6 进行修正;如果相加时,本位产生了进位,也需加 6 进行修正 。
原理分析:运算器按二进制相加,所以 4 位二进制数相加时,是按“逢16进1”的原则进行运算的,而实质上是 2 个十进制数相加,应该按“逢十进一”的原则相加.16 与10相差 6 , 所以当和超过 9或有进位时 , 都要加 6 进行修正 。
微机原理代码:累加器AX 高位寄存器是AH 低位寄存器是AL
已知:AL=BCD 6,BL=BCD 7 设AH=0,则
ADD AL,BL
AAA
结果为 AX=0103H,表示非压缩十进制数,CF=1 , AF=1,AH=1,AL=3
使用十进制调整指令AAA,可以不用屏蔽高半字节,只要在相加后立即执行AAA指令 , 便能在AX中得到一个正确的非压缩十进制数 。
CD4511是一种可以用来驱动共阴极 LED (数码管)显示器的 BCD 码—七段码译码器芯片,具有BCD码转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能 , 属于CMOS集成电路,功耗低、能提供较大的拉电流 。可直接驱动LED显示器 。
引脚功能:
BI:4脚是消隐输入控制端 , 当BI=0 时,不管其它输入端状态如何,七段数码管均处于熄灭(消隐)状态,不显示数字 。
LT:3脚是测试输入端,当BI=1,LT=0 时,译码输出全为1,不管输入 DCBA 状态如何,七段均发亮,显示“8” 。它主要用来检测数码管是否损坏 。
LE:锁定控制端,当LE=0时,允许译码输出 。LE=1时译码器是锁定保持状态,译码器输出被保持在LE=0时的数值 。
【二位数码管怎么控制com口电压】
A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端 。
a、b、c、d、e、f、g:为译码(七段码)输出端,输出为高电平1有效 。
引脚8、16分别表示的是VDD、VSS 。
CD4511的内部有上拉电阻,在输入端和数码管笔段端之间接上限流电阻即可工作 。
- 园林属于哪个部门管理
- 山东管理学院在山东排名
- 单位合同怎么保管
- 人力资源管理的职能有哪些
- 人力资源管理的主要内容是什么?举例说明。
- 淮南市畜禽养殖污染防治管理办法
- 本科是人力资源管理,考研可以考哪些专业
- 修、试 承装电力设施许可证管理办法(2009修订)
- 无锡大运河文化旅游博览会时间活动流程及交通管制
- 买卖合同收款方所在地管辖法院