一、七段数码管介绍

                     新课内容

1、七段数码管介绍

七段数码管（seven segment LED）有不同尺寸，以适应不同场合的需要。七段数码管一般由8个发光数码管组成，其中由7个细长的发光二极管组成数字显示段，它的显示段可以独立地控制发光或熄灭，这样不同段的组合就形成了不同的数字或者英文字母，另外一个圆形的发光二极管显示小数点，如下图。

七段数码管内部发光二极管有共阴极和共阳极两种连接方法，如下图所示。若为共阴极，则输入高电平使发光二极管点亮；若为共阳极接法，则相应字段输入低电平使发光二极管点亮。使用LED数码管时，要注意区分两种不同的接法。为了显示数字或者字符，要为LED数码管提供代码，两种接法的字形码是不同的。

七段发光二极管再加上一个小数点位，共计8段，提供给LED数码管的字形码正好为一个字节（8位），各字形码的对应关系如表4-1所示。

                           表4-1 字形码对应关系表

代码位	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
显示段	dp	g	f	e	d	c	b	a

2、LED数码管的显示方式

LED数码管的显示方式分为静态显示和动态显示两种。

1)静态显示

  在静态显示方式下，每一位显示器的字形控制线是独立的，分别接到一个8位I/O上，字位控制连在一起，接地或+ 5 V。由于每一位LED数码管分别有一个8位输出口字形码，所以数码管能稳定且独立地显示字符，这种方式编程简单，但占用的I/O端口多合于显示器位数少的场合。

  静态显示还可以采用串行显示的形式，它是利用51系列单片机的串行口工作在方(同步移位寄存器方式)时，向串人并出的移位寄存器发送字形码实现显示的，这种工作可以用最少的I 1线实现多位LED数码显示。单片机串行口工作方式将在后面的学习中详细讲解。本学习任务中，将利用移位寄存器74LS164 进行串行数据显示，不利用单的串行口工作方式0 也可以达到同样的结果。

2）动态显示

当LED数码显示器位数较多时，为化简电路一般采用动态显示方式。所谓动态显示就是一位一位轮流点亮每位显示器，在同一时刻只有一位七段数码显示器在工作（点亮），但由于人眼的视觉暂留效应和发光二极管熄灭的余光，将出现多个字符“同时”显示的现象。显示器亮度既与点亮时的导通电流有关，也与点亮时间和间隔时间的比例有关。调整电流和时间参数，可实现亮度较高较稳定的显示。为了实现七段数码管的动态显示，通常将所有为的字形控制线并联在一起由一个8位I/O端口控制，将每一位数码管的字位控制线分别由相应的I/O端口控制，实现各位的分时选通。

动态显示器的优点是节省硬件资源，成本较低，但在控制系统运行过程中，要保证显示器正常运行，CPU必须每隔一段时间执行一次显示子程序，这占用了CPU的大量时间，降低了CPU的工作效率，同时显示亮度较静态显示器低。

3、数码管解码器74LS48介绍

74LS48芯片是一种常见的共阴极七段数码管译码器驱动器，其在各种数字电路和单片机系统的显示电路中使用较多，74LS48管脚图如下。

74LS引出端符号意义如下。

A~D：译码地址输入端。

BI/RBO:消隐输入端/动态灭零输出。

LT:灯测试输入端。

RBI：动态灭零输入端。

a~g:段输出

Vcc：高电压

GND：低电压

二、单片机数据通信方法

   单片机与外部设备之间的信息交换称为数据通信。单片机与外部设备之间的数据有两种不同的方式，即并行通信和串行通信。

 并行通信传输中有多个数据位，同时在两个设备之间传输，每一位数据都需要一条传输线。发送设备将这些数据位通过对应的数据线传送给接收设备，还可附加一位数验位。接收设备可同时接收到这些数据，不需要做任何变换就可直接使用。并行方式用于近距离通信。计算机内的总线结构就是并行通信的例子。这种方法的优点是传输快，处理简单。

 申行通信数据传输时，数据是一位一位地在通信线上传输的，即数据各位分时传需要一根数据线。串行数据传输的速度要比并行传输慢得多，但随着现代通信技术的串行通信也能达到很高的速度，完全能满足一般数据通信对传输速度的要求。串行通以大大节省传输线路，能进行远距离的数据传输。

  1.并行传输特点  

  (1)传输速度快。一位(比特)时间内可传输一个字符。

  (2)通信成本高。每位传输要求一个单独的信道支持，因此如果一个字符包含8

      制位，则并行传输要求8 个独立的信道支持。

  3)不支持长距离传输。由于信道之间的电容感应，远距高传输时，可靠性较低。

 2、串行传验特点 

  (1)传输速度较低、一次一位。

  (2)通信成本也较低，只需一个信道。

  (3)支持长距高传验、目前计算机网络中所用的传输方式均为串行传输。

3.电行通信转换为并行通信的方法

 单片机的并行输出境口有限、在很多场合数据都是先从单片机的串口输出，传送到显示电路时再通过功能芯片把一位一位串行的数据转换成并行的数据，然后一起送到显示数码管或其他设备上。比较常用的串申行数据转并行数据的芯片是移位寄存器74LS164。转换过程是串行的8位数据在8 个时钟脉冲之后被依次分配给74LS164的Q0~Q7.这8位数据再并行地送给后面的电路，从而完成串行到并行数据传输的转换。