理实一体化课程教师教案
（2012—2013学年 第 一 学期）
专业名称 矿山机电 课程名称 单片机原理及应用 授课教师 姚志广 系 部 机电工程系
山西煤炭管理干部学院
理实一体 化教案首页 教学模块 章节课题 教学方法 基本教材 授课班级 授课时间 单片机原理及应用 任课教师 姚志广 审阅 授课时数 理论课时 6 实训课时 12 合计课时 18 LED数码管的原理及应用 讲授法 演示法 练习法 启发法 项目教学法 单片机原理及应用（第二版） 高等教育出版社 1．知识目标：掌握LED数码管的结构和符号；理解发光LED数码管的工作原理；正确识别LED数码管极，掌握电路焊接调试的基本能力。 教学目标 2．能力目标：培养学生接受新知识的理解能力以及实际动手能力、分析解决问题的能力。 3．素质目标：培养学生主动探索、创新精神；增强的安全意识；提高学生的安全常识知识。 教学分析 演示单片机的如何控制好LED数码管，重点培养学生实际动手能力 教学重点 教学难点 教案说明 LED数码管的工作原理、LED数码管实操 LED数码管共阴共阳的选择 该课题内容不是很难理解，一体化教学，需要一个长期的实施过程，要求学生们养成良好的安全意识。理论教学6节，操作12节，整个教学期间时刻提醒安全注意事项。 1．组织教学 8′ 2．复习旧课 20′ 3．引入新课 20′ 4．讲授新课、模仿练习 632′ 5．归纳总结 30′ 6．布置作业 10′ 7．板书设计 教学设计 1．组织教学
课题三 LED数码管的原理及应用
【理论讲解】 旧课复习：
1、发光二极管的工作原理及应用 2、常见电阻阻值的计算 新课引入：
数码管是日常生活中比较常见的一种电子元件，应用十分广泛。比如，交通信号灯，仪器仪表等。本课题主要探究LED数码管的结构，工作原理及应用。 正课内容：
一、 数码管简介
（一）LED数码管的结构及工作原理
数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。
（二）LED数码管的分类
1）数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；
2）按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管。
3）按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。 4）按其外形尺寸有多种形式，使用较多的是0.5\和0.8\5）按显示颜色也有多种形式，主要有红色和绿色； 6）按亮度强弱可分为超亮、高亮和普亮。
知识链接：共阳极数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。共阳极数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。共阴极数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。共阴极数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为
高电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。 知识链接：正向压降一般为1.5～2V，额定电流为10mA，最大电流为40mA。静态显示时取10mA为宜，动态扫描显示，可加大脉冲电流，但一般不超过40mA。
（三）LED数码管的编码方式
共阴和共阳LED数码管几种八段编码表
显示 共阴顺序小数点暗 数字 共阴逆序小数点暗 共阳顺序 共阳顺序 小数点亮 小数点暗 Dp g f e d c b a 16进制 a b c d e f g Dp 16进制 0 0 0 1 1 1 1 1 1 3FH 1 1 1 1 1 1 0 0 FCH 1 0 0 0 0 0 1 1 0 06H 0 1 1 0 0 0 0 0 60H 2 0 1 0 1 1 0 1 1 5BH 1 1 0 1 1 0 1 0 DAH 3 0 1 0 0 1 1 1 1 4FH 1 1 1 1 0 0 1 0 F2H 4 0 1 1 0 0 1 1 0 66H 0 1 1 0 0 1 1 0 66H 5 0 1 1 0 1 1 0 1 6DH 1 0 1 1 0 1 1 0 B6H 6 0 1 1 1 1 1 0 1 7DH 1 0 1 1 1 1 1 0 BEH 7 0 0 0 0 0 1 1 1 07H 1 1 1 0 0 0 0 0 E0H 8 0 1 1 1 1 1 1 1 7FH 1 1 1 1 1 1 1 0 FEH 9 0 1 1 0 1 1 1 1 6FH 1 1 1 1 0 1 1 0 F6H
（三）LED数码管的驱动方式
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字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。 1) 静态显示驱动
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的I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×8＝40根I/O端口来驱动，要知道一个89S51单片机可用的I/O端口才32个，实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。
40H 79H 24H 30H 19H 12H 02H 78H 00H 10H C0H F9H A4H B0H 99H 92H 82H F8H 80H 90H
图2.9 LED静态驱动电路
2) 动态显示驱动
数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划\的同名端连在一起，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，但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，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。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管的余辉效应，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数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。
图2.10 LED动态驱动电路