一种新颖的LED动态显示方法

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单片机应用系统中常使用LED作为显示器，在需多位LED显示时，为了简化电路，降低成本，常将所有门的选线并联在一起，由一个8位I/O口控制，而共阴(阳)I/O线受控制，实现各部分时选通。如图1所示为6位LED动态显示接口电路。
　　由于所有6位选线皆由一个I/O口控制，因此，在每一瞬间，6位LED会显示相同的字符。要想每位显示不同的字符，就必须采用扫描方法轮流点亮各位LED，即在每一瞬间只使某一位显示字符。在此瞬间，段选控制I/O口输出相应字符段选码(字型码)，而位选则控制I/O口在该显示相应字符。如此轮流，使每位分时显示该位应显示字符，根据人眼视觉特性，当LED所加信号频率大于50Hz时，人眼不能感觉其变化，所以每位显示的间隔不能超过20ms，也就是说要在20ms之内分时的点亮所有LED，LED越多所分的时间越短，亮度就会不足；如果增加点亮时间，又会使扫描频率下降，有闪烁感容易造成人眼的彼劳，这种方式就是我们大家常用的动态扫描方式，这种扫描方式仅适用于LED不超过10个时的场合。如果现在需要24个甚至更多，是否一定得采用专门驱动电路？能否在不增加硬件开销又能解决问题？这就是本文介绍的一种全新的思路，电路连接如图示2。其硬件电路与常规的动态扫描方式完全一样，主要差别就是在控制方法的不同。
　　若LED为共阳型，段选2的控制信号先使a段为低电平，其余b、c、d、e、f、g、dp段全为高电平，这样led1、led2....led23、led24是否要点亮其中的a划还要受段选1的控制，段选1又是由待显示的数据控制，然后段选2的控制信号再轮流使b、c、d、e、f、g、dp为低电平，依次扫描，即每个字是一笔一笔受控是否需要点亮，这样只要8次循环，就可完成一次显示，而不必考虑接入LED的个数。如要显示3个数字为1、2、3(led1、led2、led3)，则加入的控制信号见表1，共阳型字符表见表2。

　　某项目控制系统需要显示24个数字，考虑到单片机I/O资源有限，按常规方法必需扩展I/O，这样就使电路复杂又增加了硬件成本，能否以软代硬就成为设计的关键所在。图3所示的电路中采用上面介绍的方法，用软件方式显示24个数字，电路采用了4片74LS164，1片MC1413(ULN2003)，单片机只需通过RXD、TXD就可控制显示，软件流程图如图4所示。