摘 要：設(shè)計(jì)了一種實(shí)用的單片機(jī)系統(tǒng)顯示電路，該電路結(jié)構(gòu)簡單，使用可靠，而且可以大大地降低硬件成本，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：單片機(jī)；顯示電路；可靠性；低成本
顯示電路是智能儀表的重要功能電路之一，為簡化電路、降低成本，通常采用動(dòng)態(tài)顯示方式來實(shí)現(xiàn)，使用的集成電路有8279，8155，8255，Max7219等，但這些集成電路存在體積大、價(jià)格貴的缺點(diǎn)，若在一些功能不是太復(fù)雜的系統(tǒng)中選用這些集成電路是不可取的。隨著智能儀表技術(shù)的不斷發(fā)展，如何有效地設(shè)計(jì)低成本、小體積的顯示電路成為電路設(shè)計(jì)者必須考慮的問題。本文提出了一種實(shí)用的低成本多位數(shù)碼顯示電路的設(shè)計(jì)方法。
1 電路的硬件連接和工作原理
圖1所示為單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成的8位LED動(dòng)態(tài)顯示電路，該電路以AT89C2051單片機(jī)為例。電路使用器件少，僅用到了2片中規(guī)模集成電路74LS164和74LS138，占用CPU的I／O線少，特別適合于I／O線不是很多的單片機(jī)如AT89C2051／1051，97C2051／1051，PIC16Cxx等系統(tǒng)中使用。
74LS164為串－并轉(zhuǎn)換移位寄存器，數(shù)據(jù)端A，B（第1，2腳）接單片機(jī)RXD引腳，時(shí)鐘端CLK接單片機(jī)TXD，并行8位數(shù)據(jù)輸出端分別接8個(gè)數(shù)碼管的A，B，C，D，E，F(xiàn)，G，H；74LS138為3線～8線譯碼器，譯碼器輸入端A，B，C分別接AT89C2051的P1．0，P1．1，P1．2，譯碼器輸出端Y0～Y7接8個(gè)數(shù)碼管從低位到高位的共陰極端。
若所用的單片機(jī)不是AT89C2051，而選用了其他沒有串行口的單片機(jī)如AT89C1051，則74LS164的數(shù)據(jù)輸入端A，B可連接到P1．3，CLK端可連接到P1．4，這樣設(shè)計(jì)不會(huì)影響系統(tǒng)的功能，僅僅在編寫程序時(shí)略有差別。若系統(tǒng)只需至多4位數(shù)碼管顯示，則74LS138可用74LS139（2線～4線譯碼器）代替。
電路中，要顯示的數(shù)字所對應(yīng)的字形碼通過串行口送到74LS164，74LS138在同一時(shí)刻只有1位輸出端為低電平，其他7位輸出全為高電平，為低電平的對應(yīng)的數(shù)碼管選中，因此作為數(shù)碼管顯示時(shí)的位選信號。系統(tǒng)在工作時(shí)，通過74LS164每次輸出一個(gè)字形碼，同時(shí)控制74LS138的譯碼器輸入端A，B，C的電平狀態(tài)，即從P1．0，P1．1，P1．2送出相應(yīng)的電平，譯碼后使得要顯示的對應(yīng)位數(shù)碼管共陰極端依次為低電平，即依次選中要顯示的位，完成整個(gè)顯示電路的動(dòng)態(tài)掃描，依此掃描8次，完成8位數(shù)據(jù)的顯示。
2 軟件編寫
以AT89C2051單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成的8位LED動(dòng)態(tài)顯示電路的顯示子程序流程如圖2所示。
設(shè)待顯示的數(shù)據(jù)放在顯示緩沖區(qū)中，顯示緩沖區(qū)的地址為70H，71H，…，77H，依次存放從低位到高位待顯示的數(shù)據(jù)。則顯示子程序清單如下：
編寫該程序時(shí)要注意程序中的延時(shí)時(shí)間的大小，延時(shí)過長會(huì)造成顯示不連續(xù)，延時(shí)過短，又會(huì)出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，經(jīng)多次調(diào)試在該設(shè)計(jì)中最佳延時(shí)為4 ms。
3 結(jié) 語
本顯示電路硬件結(jié)構(gòu)簡單，軟件實(shí)現(xiàn)也很容易，而且性能穩(wěn)定、成本低。經(jīng)過反復(fù)測試，效果很好，在一般的單片機(jī)控制系統(tǒng)中都可以使用該顯示電路，具有一定的通用性。因此，本顯示電路具有一定的參考價(jià)值。在實(shí)際使用中，根據(jù)需要，可以在74LS164和74LS138的輸出端增加驅(qū)動(dòng)電路如74LS07等，以增加LED數(shù)碼管的亮度。
關(guān)鍵詞：單片機(jī)；顯示電路；可靠性；低成本
顯示電路是智能儀表的重要功能電路之一，為簡化電路、降低成本，通常采用動(dòng)態(tài)顯示方式來實(shí)現(xiàn)，使用的集成電路有8279，8155，8255，Max7219等，但這些集成電路存在體積大、價(jià)格貴的缺點(diǎn)，若在一些功能不是太復(fù)雜的系統(tǒng)中選用這些集成電路是不可取的。隨著智能儀表技術(shù)的不斷發(fā)展，如何有效地設(shè)計(jì)低成本、小體積的顯示電路成為電路設(shè)計(jì)者必須考慮的問題。本文提出了一種實(shí)用的低成本多位數(shù)碼顯示電路的設(shè)計(jì)方法。
1 電路的硬件連接和工作原理
圖1所示為單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成的8位LED動(dòng)態(tài)顯示電路，該電路以AT89C2051單片機(jī)為例。電路使用器件少，僅用到了2片中規(guī)模集成電路74LS164和74LS138，占用CPU的I／O線少，特別適合于I／O線不是很多的單片機(jī)如AT89C2051／1051，97C2051／1051，PIC16Cxx等系統(tǒng)中使用。
74LS164為串－并轉(zhuǎn)換移位寄存器，數(shù)據(jù)端A，B（第1，2腳）接單片機(jī)RXD引腳，時(shí)鐘端CLK接單片機(jī)TXD，并行8位數(shù)據(jù)輸出端分別接8個(gè)數(shù)碼管的A，B，C，D，E，F(xiàn)，G，H；74LS138為3線～8線譯碼器，譯碼器輸入端A，B，C分別接AT89C2051的P1．0，P1．1，P1．2，譯碼器輸出端Y0～Y7接8個(gè)數(shù)碼管從低位到高位的共陰極端。
若所用的單片機(jī)不是AT89C2051，而選用了其他沒有串行口的單片機(jī)如AT89C1051，則74LS164的數(shù)據(jù)輸入端A，B可連接到P1．3，CLK端可連接到P1．4，這樣設(shè)計(jì)不會(huì)影響系統(tǒng)的功能，僅僅在編寫程序時(shí)略有差別。若系統(tǒng)只需至多4位數(shù)碼管顯示，則74LS138可用74LS139（2線～4線譯碼器）代替。
電路中，要顯示的數(shù)字所對應(yīng)的字形碼通過串行口送到74LS164，74LS138在同一時(shí)刻只有1位輸出端為低電平，其他7位輸出全為高電平，為低電平的對應(yīng)的數(shù)碼管選中，因此作為數(shù)碼管顯示時(shí)的位選信號。系統(tǒng)在工作時(shí)，通過74LS164每次輸出一個(gè)字形碼，同時(shí)控制74LS138的譯碼器輸入端A，B，C的電平狀態(tài)，即從P1．0，P1．1，P1．2送出相應(yīng)的電平，譯碼后使得要顯示的對應(yīng)位數(shù)碼管共陰極端依次為低電平，即依次選中要顯示的位，完成整個(gè)顯示電路的動(dòng)態(tài)掃描，依此掃描8次，完成8位數(shù)據(jù)的顯示。
2 軟件編寫
以AT89C2051單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成的8位LED動(dòng)態(tài)顯示電路的顯示子程序流程如圖2所示。
設(shè)待顯示的數(shù)據(jù)放在顯示緩沖區(qū)中，顯示緩沖區(qū)的地址為70H，71H，…，77H，依次存放從低位到高位待顯示的數(shù)據(jù)。則顯示子程序清單如下：
編寫該程序時(shí)要注意程序中的延時(shí)時(shí)間的大小，延時(shí)過長會(huì)造成顯示不連續(xù)，延時(shí)過短，又會(huì)出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，經(jīng)多次調(diào)試在該設(shè)計(jì)中最佳延時(shí)為4 ms。
3 結(jié) 語
本顯示電路硬件結(jié)構(gòu)簡單，軟件實(shí)現(xiàn)也很容易，而且性能穩(wěn)定、成本低。經(jīng)過反復(fù)測試，效果很好，在一般的單片機(jī)控制系統(tǒng)中都可以使用該顯示電路，具有一定的通用性。因此，本顯示電路具有一定的參考價(jià)值。在實(shí)際使用中，根據(jù)需要，可以在74LS164和74LS138的輸出端增加驅(qū)動(dòng)電路如74LS07等，以增加LED數(shù)碼管的亮度。
