详解数码管显示控制

数码管种类繁多，按外观来划分，可以分为七段数码管、米字型数码管、点阵块等。图8-5所示为各种不同形状的数码管。

图8-5　各种不同形状的数码管

LED数码管结构与工作原理

单片机系统中常用的是七段数码管，它由8个发光二极管(以下简称字段)构成，如图8-6(a)图所示(注：由于小数点字段不常用，所以一般称为七段)，通过不同的组合可以显示数字0～9、字符A～F、H、L、P、U、符号“-”及小数点“.”。

根据发光二极管物理连接的不同，七段数码管可以分为共阴极和共阳极两种结构。共阴极型数码管如图8-6(b)所示，所有字段的阴极均连接低电平，因此在使用共阴极数码时，需要在相应字段上加高电平，才会使其发光。共阳极数码管如图8-6(c)所示，所有字段的阳极均连接高电平，在使用时，需要在相应字段上加低电平。

图8-6　7段数码管结构

LED数码管字型编码

在单片机与数码管组成的应用系统中，一般将单片机的一个并口与数码管的8个段控制引脚连接，且按照口线位的顺序由低到高与a、b、c、d、e、f、g、h连接，这样，若要显示不同字符，只需应用单片机的口线输出相应的控制的电平就可以实现。向口线送的数据就是LED的字型编码。共阴和共阳的字型编码如表8-2所示。

表8-2　共阴和共阳的字型编码表

LED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位，因此根据LED数码管的驱动方式的不同，可以分为静态显式和动态显式两类。

LED数码管静态显示

静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O口线进行驱动，或者使用如BCD码、二–十进位解码器解码进行驱动。

静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O口较多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×8=40根I/O口线来驱动，而1个89S51单片机可用的I/O口线才32个。

2位共阳极数码管的静态显示电路如图8-7所示。

图8-7　2位共阳极数码管的静态显示电路原理图

显示数字12的C51程序如下：

LED数码管动态显示

数码管动态显示是单片机中应用最为广泛的显示方式，动态驱动是将所有数码管的8个同名端“a,b,c,d,e,f,g,h”连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制。

当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制。通过分时轮流控制各个LED数码管的COM端，就使各个数码管轮流受控显示。

在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极体的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示相同，并且能够节省大量的I/O口线，降低功耗。

2位共阳极数码管动态显示电路如图8-8所示。

显示数字12的C51程序如下：

图8-8　2位共阳极数码管动态显示电路原理图

如何使用西门子PLC控制数码管显示，工程实例讲解很容易理解！

很多朋友都问我，PLC能不能像单片机一样控制数码管的显示，需要使用数组吗？

其实使用西门子PLC控制数码管非常简单，今天给大家带来一个工程实例，希望大家能够有所收获。

控制思路：西门子PLC的一个字节是8个位，而七段数码管只需要7个输出.

所以可以使用PLC的输出点控制数码管,比如使用QB0控制一个数码管,将Q0.0-Q0.6依次接到数码管的a-g端子上,下方有接线图.需要注意的是,按照下方接线图,数码管需要使用24V的,如果需要其他电压,请使用继电器过渡.

按照要求接完线后,使用西门子指令.

西门子有SEG指令,该指令是专为数码管而设计,只要把一个数字赋值给接好线的输出字节,就可以直接输出,非常方便,指令如下所示.但要求是接线必须按照下图的要求接线.否则无法使用.

下面给大家带来一个实例:

某停车场最多可停50辆车，用两位数码管显示停车数量。用出入传感器检测进出车辆数，每进一辆车停车数量增1，每出一辆车减1。场内停车数量小于45时，入口处绿灯亮，允许入场；等于和大于45时，绿灯闪烁，提醒待进车辆司机注意将满场；等于50时，红灯亮，禁止车辆入场。设计控制线路和PLC程序

接线图

程序如图

程序讲解:

输入点I0.0连接停车场进口传感器,该传感器可以使用光电开关,当有车辆进入停车场时,该输入点I0.0接通.停车计数器VW0+1.

输入点I0.1连接停车场出口传感器,当有车辆离开停车场时,该输入点I0.1接通.停车计数器VW0-1.

然后将停车计数器输出到数码管上.该值小于45时,绿灯常亮,代表该停车场停车位很富余.

该值大于45,小于50时,绿灯闪亮,代表该停车场停车位已经所剩无几,提醒驾驶人员快来停车.

该值大于等于50时,绿灯灭,红灯亮,代表该停车场停车位已满.

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