課題顯示器接口技術(shù)(一)

課時2課時(90min)

知識技能目標：

(1)了解LED數(shù)碼管顯示器的字形碼

(2)掌握LED數(shù)碼管顯示器的結(jié)構(gòu)及工作原理

教學目標(3)掌握LED點陣顯示器的結(jié)構(gòu)及工作原理

素質(zhì)目標：

擁護中國共產(chǎn)黨的領(lǐng)導，踐行社會主義核心價值觀；弘揚腳踏實地、刻苦鉆研、愛崗敬業(yè)的勞模精

神；加強實踐練習，注重學思結(jié)合、知行統(tǒng)一，增強勇于探索的創(chuàng)新精神

教學重點：LED數(shù)碼管顯示器的結(jié)構(gòu)及工作原理，LED點陣顯示器的結(jié)構(gòu)及工作原理

教學重難點

教學難點：LED數(shù)碼管顯示器的結(jié)構(gòu)及工作原理

教學方法問答法、討論法、講授法

教學用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材

第1節(jié)課：課前任務(wù)一考勤(2min)一問題導入(5min)一傳授新知(23min)一解實訓(15min)

教學設(shè)計第2節(jié)課：問題導入(5min)一傳授新知(20min)一課堂實訓(15min)一課堂小結(jié)(3min)一作業(yè)

布置(2min)

教學過程主要教學內(nèi)容及步驟設(shè)計意圖

第一節(jié)課

【教師】使用APP進行簽到培養(yǎng)學生的組織

考勤

紀律性，掌握學生的

(2min)【學生】班干部報請假人員及原因

出勤情況

【教師】提出以下問題：通過問題導入的

間題導入IFD數(shù)碼管顯示器在生活中有哪些常見應(yīng)用？方法，引導學牛豐動

(5min)思考，激發(fā)學生的學

【鞋】皿

習興趣

【教師】通過學生的回答引入要講的知識，介紹LED數(shù)碼管顯示器的相關(guān)知

識

4.1.1LED數(shù)碼管顯示器

目前LED數(shù)碼管顯示器的種類有很多，按外觀不同，LED數(shù)碼管顯示器可

以分為七段LED數(shù)碼管顯示器、米字形LED數(shù)碼管顯示器等。通過教師的講解

1.LED數(shù)碼管顯示器的結(jié)構(gòu)及工作原理和演示，使學生了解

傳授新知

)【教師】通過多媒體展示LED數(shù)碼管顯示器的結(jié)構(gòu)及工作原理LED數(shù)碼管顯示器

(23min)

的結(jié)構(gòu)、原理及字形

單片機應(yīng)用系統(tǒng)中常用的是七段LED數(shù)碼管顯示器，下面以它為例來進行介碼

紹。

七段LED數(shù)碼管顯示器由8個發(fā)光二極管(以下簡稱段)構(gòu)成，其引腳排列

如圖所示。通過不同的組合可以顯示數(shù)字0?9,字符A?F、H、L、P、U,符號

及小數(shù)點".".

fgcomab

JTTTL

B

edcomcdp

圖4-8七段LED數(shù)碼管顯示器的引腳排列

在七段LED數(shù)碼管顯示器中，由于小數(shù)點段不常用,因此這類數(shù)碼管顯示器

一般被稱為"七段"。

七段LED數(shù)碼管顯示器根據(jù)發(fā)光二極管物理連接的不同，可分為共陰極和共

陽極兩種類型。

1)共陰極LED數(shù)碼管顯示器

共陰極LED數(shù)碼管顯示器的結(jié)構(gòu)原理如圖4-9(a)所示，由于所有段的陰極

均連接低電平,因此在使用時，需要在相應(yīng)段上加高電平，才能使其發(fā)光。

2)共陽極LED數(shù)碼管顯示器

共陽極LED數(shù)碼管顯示器的結(jié)構(gòu)原理如圖4-9(b)所示，由于所有段的陽極

均連接高電平，因此在使用時，需要在相應(yīng)段上加低電平，才能使其發(fā)光。

dp8fedcba

Mm哪哪哪哪?哪哪v牛

dpgfedcba

(a)共阻極(b)共陽極

圖4-9LED數(shù)碼管顯示器的結(jié)構(gòu)原理圖

＞【教師】思政教育

如果說我們國家是塊閃閃發(fā)光的顯示器，那么我們每個人都是屬于這塊顯示

器的一個“數(shù)碼管"，是這塊顯示器不可缺少的部分。所謂“天生我材必有用"，

隨著國家的蓬勃發(fā)展，各行各業(yè)都亟須專業(yè)人才。我們作為新時代的青年，應(yīng)當

正視自己，發(fā)揮自己的優(yōu)勢，學成一技之長，為祖國的發(fā)展貢獻自己的力量.

*【學生】聆聽要求、進行思考

2.LED數(shù)碼管髭示器的字形碼

★【教師】通過多媒體講解LED數(shù)碼管顯示器的字形碼

LED數(shù)碼管顯示器只要控制LED段的亮與滅即可顯示相應(yīng)的字符。當LED

數(shù)碼管顯示器的連接方式確定時，若要顯示某一特定字符，其控制字形是固定不

變的?？刂谱中慰刂频氖荓ED數(shù)碼管顯示器上要顯示的字符形狀，稱為字形代碼，

簡稱為字形碼。

LED數(shù)碼管顯示器八段的各代碼位與顯示段的對應(yīng)關(guān)系如表4-1所示。

表4-1LED數(shù)碼管顯示器八段的代碼位與顯示段的關(guān)系

代碼DI

D7D6D5D4D3D2DO

位

顯不dpgfedca

段b

對于同一個字符，共陰極和共陽極字形碼的關(guān)系是互為反碼。

3.LED數(shù)碼管顯示器的顯示方式

要使LED數(shù)碼管顯示器顯示某一字符，不僅需要對每一位顯示器的公共端

（com）進行控制，稱為位控（控制LED數(shù)碼管顯示器的狀態(tài)）；還需要對每一

位顯示器中的各段（a?g、dp）進行控制，稱為段控。

LED數(shù)碼管顯示器的顯示方式可分為靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式。

I）靜態(tài)顯示方式

靜態(tài)顯示方式是指數(shù)碼管的位控始終被選中的方式。在這種顯示方式下,每

一個LED數(shù)碼管顯示器都需要一個8位輸出端口進行控制，其接口電路如圖4-11

所示。

VCC

圖4-11靜態(tài)顯示接口電路

靜態(tài)顯示方式的優(yōu)點是電路設(shè)計簡單、顯示穩(wěn)定、編程簡單。靜態(tài)顯示方式

的缺點是占用硬件資源較多，每個LED數(shù)碼管顯示器需要獨占8條輸出線,隨巷

LED數(shù)碼管顯示器位數(shù)的增加，需要的I/O端口輸出線也將增加。

2）動態(tài)顯示方式

動態(tài)顯示方式是指多個數(shù)碼管共用一組段控，每個數(shù)碼管的位控被輪流選中

的方式。動態(tài)顯示方式一般稱為“掃描"，段控數(shù)據(jù)僅對位控選中的數(shù)碼管有效。

在動態(tài)顯示方式中，所有LED數(shù)碼管顯示器的段控線并在一起，接到一個8

位的I/O端口上,而位控線則分別接到各自的I/O端口上，其接口電路如圖4-12

標

0

pl1o

pl2o

pl

pl3

pl4CZJ

pl5口

pl6

pl7CD

P2ElElElEI

P2

P2E

P20

P21

2

3

4

圖4-12動態(tài)顯示接口電路

【學生】聆聽、理臊記錄

【教師】通過多媒體展示例4-1中的要求，并進行分析，然后要求學生確定其

字形碼

通過課堂實訓，使

LED數(shù)碼管顯示器有共陰極和共陽極兩種不同的連接，連接不同，其對應(yīng)的

學生鞏固所學知識，

字形碼也不同。

并以學生為主體，針

課堂實訓解答過程……(詳見教材)

對學生接受能力的

(15min)

【學生】聆聽要求、進行練習差異性，讓優(yōu)秀學生

帶動其他學生掌握

【教師】安排每組做得最快、最好的學生輔導其他學生進行練習，并解答其遇

知識

到的問題

【學生】對比自己的解題方式，提升計算技巧

第二節(jié)課

通過問題導入的方

【教師】提出以下問題：

問題導入法，引導學生主動思

LED數(shù)碼管顯示器與LED點陣顯示器有何不同？

(5min)考，激發(fā)學生的學習

【學生】思考、■酹

興趣

【教師】通過學生的回答引入要講的知識，介紹LED點陣顯示器的相關(guān)知識

4.1.2LED點陣顯示器

LED點陣顯示器是以發(fā)光二極管為像素組成的陣列，不僅能顯示文字、圖像，

還能顯示各種動畫。LED點陣顯示器由于具有亮度高、引腳少、視角大、壽命長、

耐腐蝕等特點，因此被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。

常見的LED點陣顯示器，按像素可分為5x7、7x9、8x8、16x16、24x24

等不同規(guī)格；按顏色可分為單基色LED點陣顯示器、雙基色LED點陣顯示器和

三基色LED點陣顯示器等；按發(fā)光二極管物理連接的不同，可分為共陰極LED

點陣顯示器和共陽極LED點陣顯示器。

1.LED點陣顯示器的結(jié)構(gòu)及工作原理

小【教師】通過多媒體講解LED點陣顯示器的結(jié)構(gòu)及工作原理

通過教師的講解和

演示，使學芳寸LED

傳授新知LED點陣顯示器是由一個一個的點(發(fā)光二極管)組成的，總點數(shù)為行數(shù)與

點陣顯示器的結(jié)構(gòu)及

(20min)列數(shù)的積，引腳數(shù)為行數(shù)與列數(shù)的和。下面以一個8x8的共陽極單基色LED點

工作原理有一個基5出

陣顯示器為例進行介紹。

的認識

8x8共陽極單色LED點陣顯示器的實物圖如圖4-13(a)所示，其內(nèi)部等效

電路圖如圖4-13(b)所示。它由8行8列發(fā)光二極管組成，外部共有16個引腳，

其中水平方向的8根行纜Y0?Y7用數(shù)字。?7表示垂直方向的8根列級X0?

X7)用字母A?H表示。

舞

(a)實物圖

COL

圖4-138x8共陽極單基色LED點陣顯示器

(詳見教材)

2.LED點陣顯示器的顯示方式

計【教師】通過多媒體講解LED點陣顯示器的顯示方式

LED點陣顯示器的顯示方式可分為靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式。

(1)靜態(tài)顯示方式

(2)動態(tài)顯示方式

……(詳見教材)

【學生】聆聽、思考、瞰ie錄

【教師】通過多媒體展示例4-2中的要求，井進行分析，然后要求學生實現(xiàn)題

目要求顯示的字符

假設(shè)采用8x8共陽極單基色LED點陣顯示器顯示"工"，則需要點亮的位通過課堂實訓，使

置如圖4-14所示，學生鞏固所學知識，

課堂實訓以行掃描的形式從上到下運行，過程如圖4-15圻示。并以學生為主體，針

(15min)對學生接受能力的差

異性,讓優(yōu)秀學生帶

動其他學生掌握知識

圖4-14“工"顯示圖

一00

-0(I

一0

一0

:餐::器辱一1

一0

一0

一0

111i01I1

第五收第八帔

圖4.15顯示字符"工"的過程

解答過程……(詳見教材)