点阵LED显示工作原理: 8X8点阵共需要64个发光二
发布时间:2019-03-20 22:24

  中用于地址或数据的锁存。本文主要探讨了74HC573D在实际应用电路中的作用以及如何驱动数码管动态显示,下面就来一一介绍74HC573D。

  所谓锁存器,就是输出端的状态不会随输入端的状态变化而变化,仅在有锁存信号时输入的状态被保存到输出,直到下一个锁存信号到来时才改变。典型的锁存器逻辑电路是 D触发器电路。 PS:锁存信号(即对LE赋高电平时Data端的输入信号)。锁存,就是把信号暂存以维持某种电平状态。

  4:拓展I/O口(可以很猥琐的用锁存器幂叠加方法,即锁存器的Q再接锁存器~ 实现IO口的无限拓展···)

  I/O口复用:当单片机连接片外存储器时,要接上锁存器,这是为了实现地址的复用。假设,MCU端口其中的 8 路的 I/O 管脚既要用于地址信号又要用于数据信号,这时就可以用锁存器先将地址锁存起来。(具体操作:先送地址信息,由ALE使能锁存器将地址信息锁存在外设的地址端,然后送数据信息和读写使能信号,在指定的地址进行读写操作)

  如果单片机的总线接口只作一种用途,不需要接锁存器;如果单片机的总线接口要作两种用途,就要用到锁存器。例如:一个I/O口要控制两个 LED,对第一个 LED 送数据时,“打开”第一个锁存器而“锁住”第二个锁存器,使第二个 LED 上的数据不变。对第二个 LED 送数据时,“打开”第二个锁存器而“锁住”第一个锁存器,使第一个 LED 上的数据不变。如果单片机的一个口要做三种用途,则可用三个锁存器,操作过程相似。就这一种用法而言,可以把锁存器视为单片机的 I/O 口的扩展器。

  当输入的数据消失时,在芯片的输出端,数据仍然保持;这个概念在并行数据扩展中经常用到。

  由上边这个真值表可以看出:OE为高时,输出始终为高阻态,此时芯片处于不可控制状态,所以在一般应用中,我们必须将OE接低电平。

  LE则是输出端状态改变使能端,当LE为低电平,输出端Q始终保持上一次存储的信号(从D端输入),当LE为高电平时,Q紧随D的状态变化,并将D的状态锁存。

  也就是说当锁存使能端LE为高时,这些器件的锁存对于数据是透明的(也就是说输出同步)。当锁存使能变低时,符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。

  另外:对锁存器的输入是和标准 CMOS 输出兼容的;若再加上上拉电阻,他们能和 LS/ALSTTL 输出兼容。

  2:D0-D7接我们的信号发射端 (一般为单片机用来传输数据的I/O口)

  4:LE接一个I/O口(此I/O脚可视为锁存器 锁存功能 的开关,高电平为更新Q端信号(要更新的信号从D输入)低电平则不更新)

  在这里就以脉冲数据采集电路为例,如上图所示,采用AT89S52与两个74HC573锁存器传输信息使用,AT89S52具有低功耗、高性能、8K字节的Flash及32位I/O口线、全双工串行通信口等优点。其中U10锁存器做位选功能,U9锁存器做段选功能,这样就可以有效扩展AT89S52单片机P2的I/O端口,使程序控制信息与脉冲数据信息在传输过程中能够非常有效的控制,这为多路脉冲数据的采集提供了重要的基础。

  数码管由于发光亮度强,指示效果好,非常适合于电梯楼层等数值显示应用中。对于一位数码管,可以采用静态显示,但实际应用中都是需要显示多位数值,数码管模块也只能动态显示。在实际应用电路中,74hc573驱动数码管中都不是简单的直连就可以的,这个需要分具体应用场景。具体情形则要看是仿线是可以直接连接数码管的。实物,是不可以的,数码管的每一段,都必须串联一个限流电阻。在这里我们仅仅讨论74hc573在数码管动态显示中的连接。

  数码管由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件,引线已在内部连接完成,只引出它们的各个笔划,公共电极。数码管实际上是由七个发光管组成8字形构成的,加上小数点就是8个。这些段分别由字母a,b,c,d,e,f,g,dp来表示。数码管根据内部接法又可分成共阳极数码管和共阴极数码管。共阳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)的数码管(如下图SM*10501),共阴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)的数码管如下图(SM*20501)。以共阳数码管为例,要想显示数字2,需把A、B、G、E、D段点亮,即公共端接上正电源,ABGED段阴极拉低,其余段拉高即可显示数字2。

  微控制器的IO口均不能流过过大的电流,LED点亮时有约10ms的电流,因此数码管的段码输出不要直接接单片机IO口,应先经过一个缓冲器74HC573。单片机IO口只需很小的电流控制74HC573即可间接的控制数码管段的显示,而74HC573输出也能负载约10ms的电流。设置数码管段的驱动电流为ID=15ma,这个电流点亮度好,并且有一定的裕度,即使电源输出电压偏高也不会烧毁LED,限流电阻值

  VCC为5v供电,VCE为三极管C、E间饱和电压,估为0.2v, VOL为74hc573输出低电平时电压,不同灌电流,此值不一样,估为0.2v,具体查看规格书,VLED为红光驱动电压,估为1.7v,根据上式可算出限流电阻为R = 200R。

  数码管需接收逐个扫描信号,扫描到相应数码管时,对应的段码数据有效,即显示这个数码管的数值。笔者采用三线来产生对应的扫描线信号。

  当各个段码均点亮时,电流约15max8=90ma流过数码管公共端,74HC138无法直接驱动这个电流,需加三极管驱动,由于74HC138输出低电平有效,此处只有PNP三极管适合作为驱动。三极管基极电流设为2ma即可让三极管饱和,最大驱动电流远大于90ma。基极偏置电阻阻值

  VCC为5v供电,VEB为三极管E、B间的导通电压0.7v,VOL为74hc138输出低电平时电压,可根据规格书估为0.3v,故Rb= 2k即可。

  数码管段码接P0口,位码接P2口第0~2位。对于LED显示器都是有一个刷新频率的,同样对于数码码动态扫描也需要一个扫描频率。扫描频率下限为50HZ,低于一定的扫描频率,显示会闪烁。频率过高,则亮度较差且占用cpu资源。一般整个数码管扫描一遍时间为约10ms较合适(即扫描频率100HZ),我们用的是四位数码管,每个数码管点亮时间为2ms,扫描一遍时间为8ms。为保证这个刷新频率,通过是通过定时器来周期性进行数码管刷新。笔者在此以四位一体数码管实现秒表计数显示为例来作代码开发。

  数码管动态显示功能实现模块文件DigitalTubeTable.c内容如下:

  Select = 0; // 所有数码管已扫描,从第一个数码管再次开始扫描

  我们在数码管模块头文件DigitalTube.h中实现模块的接口访问宏实现,使之方便移植及修改接口配置。模块头文件同时也引出模块的接口函数,void DigitalTube_Scan(void)为数码管刷新函数,需周期性调用刷新数码管显示。unsigned char *DigitalTube_GetBuffer(void)用来获得数码管显存,从而更新数码管显存数据。其内容如下:

  外部模块通过引入数码管的模块头文件DigitalTube.h来实现调用数码管驱动函数,简单测试调用(秒表数码管显示计数)实现如下:

  对于74hc573锁存器来说,在实际的应用电路中,如果单片机的总线接口只作一种用途,不需要接锁存器;如果单片机的总线接口要作两种用途,就要用两个锁存器。对于74hc573的介绍就到这里了,希望此文能对你有所帮助。

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