项目六 数码管显示原理

项目六数码管显示原理

学习目的：

1.介绍STC89C51的数码管显示的原理；

2.掌握单个数码管静态显示的原理；

3.熟悉四位一体数码管动态显示的原理；

4.掌握单片机数码管显示的C51程序编程。

常用的LED显示器有LED状态显示器（俗称发光二极管）、LED七段显示器（俗称数码管）和LED十六段显示器。发光二极管可显示两种状态，用于系统状态显示；数码管用于数字显示；LED十六段显示器用于字符显示。

一、数码管简介

1．数码管的结构

数码管由8个发光二极管（以下简称字段）构成，通过不同的组合可用来显示数字0 ~9、字符A ~F、H、L、P、R、U、Y、符号“-”及小数点“.”。数码管的外形结构如下图所示。数码管又分为共阴极和共阳极两种结构。常用的LED显示器为8段（或7段，8段比7段多了一个小数点“dp”段）。有共阳极和共阴极两种

其结构如下图所示：

图6-1 数码管结构图

2．数码管工作原理

共阳极数码管的8个发光二极管的阳极（二极管正端）连接在一起。通常，公共阳极接高电平（一般接电源），其它管脚接段驱动电路输出端。当某段驱动电路的输出端为低电平时，则该端所连接的字段导通并点亮。根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。此时，要求段驱动电路能吸收额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻。

共阴极数码管的8个发光二极管的阴极（二极管负端）连接在一起。通常，公共阴极接低电平（一般接地），其它管脚接段驱动电路输出端。当某段驱动电路的输出端为高电平时，则该端所连接的字段导通并点亮，根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。此时，要求段驱动电路能提供额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻。

3．数码管字形编码

要使数码管显示出相应的数字或字符，必须使段数据口输出相应的字形编码。字型码各位定义为：数据线D0与a字段对应，D1与b字段对应……，依此类推。如使用共阳极数码

管，数据为0表示对应字段亮，数据为1表示对应字段暗；如使用共阴极数码管，数据为0表示对应字段暗，数据为1表示对应字段亮。如要显示“0”，共阳极数码管的字型编码应为：11000000B（即C0H）；共阴极数码管的字型编码应为：00111111B（即3FH）。依此类推。

下图为LED显示器的结构原理图。N个LED显示块有N位位选线和8×N根段码线。段码线控制显示的字型，位选线控制该显示位的亮或暗。静态显示和动态显示两种显示方式。

图6-2 LED显示器的结构原理图

二、静态显示接口

静态显示是指数码管显示某一字符时，相应的发光二极管恒定导通或恒定截止。这种显示方式的各位数码管相互独立，公共端恒定接地（共阴极）或接正电源（共阳极）。每个数码管的8个字段分别与一个8位I/O口地址相连，I/O口只要有段码输出，相应字符即显示出来，并保持不变，直到I/O口输出新的段码。采用静态显示方式，较小的电流即可获得较高的亮度，且占用CPU时间少，编程简单，显示便于监测和控制，但其占用的口线多，硬件电路复杂，成本高，只适合于显示位数较少的场合。

图6-3 4位静态数码显示电路

上图中各位的公共端连接在一起（接地或+5V）。每位的段码线（a～dp）分别与一个8位的锁存器输出相连。显示字符一确定，相应锁存器的段码输出将维持不变，直到送入另一个段码为止。显示的亮度高。该电路各位可独立显示。

三、动态显示接口

动态显示是一位一位地轮流点亮各位数码管，这种逐位点亮显示器的方式称为位扫描。

通常，各位数码管的段选线相应并联在一起，由一个8位的I/O口控制；各位的位选线（公共阴极或阳极）由另外的I/O口线控制。动态方式显示时，各数码管分时轮流选通，要使其稳定显示，必须采用扫描方式，即在某一时刻只选通一位数码管，并送出相应的段码，在另一时刻选通另一位数码管，并送出相应的段码。依此规律循环，即可使各位数码管显示将要显示的字符。虽然这些字符是在不同的时刻分别显示，但由于人眼存在视觉暂留效应，只要每位显示间隔足够短就可以给人以同时显示的感觉。

图6-4 4位动态数码显示电路

上图所有位的段码线相应段并在一起，由一个8位I/O 口控制，形成段码线的多路复用，各位的公共端分别由相应的I/O线控制，形成各位的分时选通。

图6-4为4位8段LED动态显示电路。其中段码线占用一个8位I/O口，而位选线占用一个4位I/O口。

采用动态显示方式比较节省I/O口，硬件电路也较静态显示方式简单，但其亮度不如静态显示方式，而且在显示位数较多时，CPU要依次扫描，占用CPU较多的时间。

四、定时/计数器应用程序举例

1.在四位一体数码管个位上上显示数字1。

（1）硬件原理图

本教材配套开发板中，数码管的段选控制信号由连接器J15分别接到单片机P0.0~P0.7，位选控制信号由连接器J16分别接到单片机P2.0~P2.3。四个三极管对位选信号进行驱动，位选控制信号为低电平时，相应的数码管被选中。具体的原理图如图6-5所示。

7k

图6-5 四位一体数码管原理图

（2）程序流程图

具体程序流程图见图6-6所示。

（3）软件代码

#include

void main()

{

P2=0xfe; //选中个位

P0=0xf9; // 1

while(1);

}

2.在四位一体数码管各位依次显示0~F,间隔时间为1秒。

（1）硬件原理图

具体原理图参见图6-5。

（2）程序流程图

具体程序流程图见图6-7所示。

（3）软件代码

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

uchar data smg[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83, 0xc6,

0xa1,0x86,0x8e};

void delay(uint t) //0.2ms * t 供参考

{

uchar time;

do

{

time=100;

while(--time);

}

while(--t);

}

void cycle()

{

uchar i;

P2=0xfe;

while(1)

{

for(i=0;i<16;i++)

{

P0=smg[i];

delay(5000);

}

}

}

void main()

{

cycle();

}

3.在四位一体数码管上动态显示8952。

（1）硬件原理图

具体原理图参见图6-5。

（2）程序流程图

具体程序流程图见图6-8所示。

（3）软件代码

#include

#define uchar unsigned char

uchar data smgd[]={0x80,0x90,0x92,0xa4}; //8952

uchar data smgw[]={0xf7,0xfb,0xfd,0xfe}; //位

void delay(uchar t) //0.2ms * t 供参考

{

uchar time;

do

{

time=100;

while(--time);

}

while(--t);

}

void show()

{

uchar i;

while(1)

{

for(i=0;i<4;i++)

{

P0=0xff; //消影

P2=smgw[i]; //位

P0=smgd[i]; //段

delay(21);

}

}

}

void main()

{

show();

}

五、实训

1.实训目的

进一步了解掌握四位一体数码管显示的静态显示方式，掌握编程方法，能够熟练编写相关控制程序。

2.实训内容

（1）定时器报警器设计（定时器T1定时，数码管显示20秒倒计时，时间为0时触发蜂鸣器鸣叫）。

（2）四位一体数码管四个位同时显示0~F，时间间隔为1秒，利用定时器定时。

（3）四位显示（分+秒）的数字时钟。

3.实训步骤

1）用Keil51编写代码，调试、编译后生成.hex文件。

2）将开发板上连接器J3、J15、J16用跳线帽连接。

3）利用STC-ISP下载软件，将.hex文件下载到单片机ROM中。

4.软件代码

实训（1）软件代码：

#include

#define uchar unsigned char

sbit P21=P2^1;

sbit P20=P2^0;

sbit wave=P3^4;

#define thr {P0=0xff;P21=0;P20=1;} // 宏定义函数

#define fou {P0=0xff;P21=1;P20=0;}

uchar x=20;

uchar t=0;

uchar data smg[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};

void delay(uchar t) // t * 0.2 ms 参考

{

uchar time;

do

{

time=100;

while(--time);

}

while(--t);

}

void init() // 初始化

{

TMOD=0x01;

TH0=(65536-50000)/256;

TL0=(65536-50000)%256;

EA=1;

ET0=1;

TR0=1;

}

void show() // 显示

{

if(x/10) // 高位灭零

{

thr P0=smg[x/10];

delay(21);

}

fou P0=smg[x%10];

delay(21);

}

void fire() // 报警程序

{

wave=0;

while(1); // 程序终止

}

void cycle()

{

while(1)

{

if(t/20) // 1s

{

t=0;

x--;

if(x==0)

{

P0=0xc0; // 显示 0

fire(); // 20秒到了，调用报警程序}

}

show();

}

}

void main()

{

init();

cycle();

}

void zd()interrupt 1

{

t++;

TH0=(65536-50000)/256;

TL0=(65536-50000)%256;

}

实训（2）软件代码：

#include

#define uchar unsigned char

uchar x=0;

uchar data smg[16]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83, 0xc6,0xa1,0x86,0x8e};

void init()

{

TMOD=0x10;

TH1=(65536-50000)/256;

TL1=(65536-50000)%256;

EA=1;

ET1=1;

TR1=1;

}

void wx() // 四位同时显示

{

P2=0xf0;

}

void cycle()

{

uchar i=0;

while(1)

{

if(x/20) // 定时达到1s

{

P0=smg[i];

x=0;

i++;

if(i==16)

i=0;

}

}

}

void main()

{

init();

wx();

cycle();

}

void zd()interrupt 3

{

x++;

TH1=(65536-50000)/256;

TL1=(65536-50000)%256;

}

实训（3）软件代码：

#include

#define uchar unsigned char

sbit P23=P2^3;

sbit P22=P2^2;

sbit P21=P2^1;

sbit P20=P2^0;

#define one {P0=0xff;P23=0;P22=1;P21=1;P20=1;} // 宏定义函数#define two {P0=0xff;P23=1;P22=0;P21=1;P20=1;}

#define thr {P0=0xff;P23=1;P22=1;P21=0;P20=1;}

#define fou {P0=0xff;P23=1;P22=1;P21=1;P20=0;}

uchar m=0,s=0,x=0; // 初值为零

uchar data smg[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};

void delay(uchar t) // 0.2ms * t 参考

{

uchar time;

do

{

time=100;

while(--time);

}

while(--t);

}

void init() // 初始化{

TMOD=0x01;

TH0=(65536-50000)/256;

TL0=(65536-50000)%256;

EA=1;

ET0=1;

TR0=1;

}

void show() // 显示{

one P0=smg[m/10];

delay(21);

two P0=smg[m%10];

delay(21);

thr P0=smg[s/10];

delay(21);

fou P0=smg[s%10];

delay(21);

}

void deal() // 查询处理{

if(x/20)

{

x=0;

s++;

if(s==60)

{

s=0;

m++;

if(m==60)

{

m=0;

}

}

}

}

void cycle()

{

while(1)

{

deal();

show();

}

}

void main()

{

init();

cycle();

}

void zd()interrupt 1

{

x++;

TH0=(65536-50000)/256;

TL0=(65536-50000)%256;

}

思考与练习

1.数码管显示的原理及结构。

2.数码管显示的静态原理及编程。

3.数码管显示的动态原理及编程。

数码管显示原理

数码管显示原理 我们最常用的是七段式和八段式LED 数码管，八段比七段多了一个小数点，其他的基本相同。所谓的八段就是指数码管里有八个小LED 发光二极管，通过控制不同的LED 的亮灭来显示出不同的字形。数码管又分为共阴极和共阳极两种类型，其实共阴极就是将八个LED 的阴极连在一起，让其接地，这样给任何一个LED 的另一端高电平，它便能点亮。而共阳极就是将八个LED 的阳极连在一起。其原理图如下。

其中引脚图的两个COM 端连在一起，是公共端，共阴数码管 要 将其接地，共阳数码管将其接正5伏电源。一个八段数码管称为一 位，多个数码管并列在一起可构成多位数码管，它们的段选线(即 a,b,c,d,e,f,g,dp )连在一起，而各自的公共端称为位选线。显示时, 都从段选线送入字符编码，而选中哪个位选线，那个数码管便会被点 亮。数码管的8段，对应一个字节的8位，a 对应最低位，dp 对应最 高位。所以如果想让数码管显示数字 0,那么共阴数码管的字符编码 为00111111,即0x3f ；共阳数码管的字符编码为11000000,即0xc0。 可以看出两个编码的各位正好相反。如下图。 MW 引脚图 共阴极 *5V 共阳取 g f vpM a ti e d COM c

共阴扱共阳极 共阳极的数码管0~f的段编码是这样的： unsigned char code table[]={ // 共阳极0~f 数码管编码0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,//0~3 0x99,0x92,0x82,0xf8,//4~7 0x80,0x90,0x88,0x83,//8~b 0xc6,0xa1,0x86,0x8e //c~f }; 共阴极的数码管0~f的段编码是这样的: un sig ned char code table[]={// 0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71 }; 共阴极0~f数码管编码 //0~3 //4~7 //8~b //c~f Qa

七段数码管及其驱动七段数码管及其驱动原理,

[转]7段数码管管脚顺序及译码驱动集成电路74LS47，48 7段数码管管脚顺序及译码驱动集成电路74LS47，48 这里介绍一下7段数码管见下图7段数码管又分共阴和共阳两种显示方式。如果把7段数码管的每一段都等效成发光二极管的正负两个极，那共阴就是把abcdefg 这7个发光二极管的负极连接在一起并接地；它们的7个正极接到7段译码驱动电路74LS48的相对应的驱动端上（也是abcdefg）！此时若显示数字1，那么译码驱动电路输出段bc为高电平，其他段扫描输出端为低电平，以此类推。如果7段数码管是共阳显示电路，那就需要选用74LS47译码驱动集成电路。共阳就是把abcdefg的7个发光二极管的正极连接在一起并接到5V电源上，其余的7个负极接到74LS47相应的abcdefg输出端上。无论共阴共阳7段显示电路，都需要加限流电阻，否则通电后就把7段译码管烧坏了！限流电阻的选取是：5V电源电压减去发光二极管的工作电压除上10ma到15ma得数即为限流电阻的值。发光二极管的工作电压一般在1.8V--2.2V，为计算方便，通常选2V即可！发光二极管的工作电流选取在10-20ma，电流选小了，7段数码管不太亮，选大了工作时间长了发光管易烧坏！对于大功率7段数码管可根据实际情况来选取限流电阻及电阻的瓦数！74ls48引脚图管脚功能表 74LS48芯片是一种常用的七段数码管译码器驱动器，常用在各种数字电路和单片机系统的显示系统中，下面我就给大家介绍一下这个元件的一些参数与应用技术等资料。74ls48引脚功能表—七段译码驱动器功能表http://www.51hei. com/chip/312.html74LS47引脚图管脚功能表：

功率场效应管原理

功率场效应晶体管(MOSFET)原理 功率场效应管(Power MOSFET)也叫电力场效应晶体管，是一种单极型的电压控制器件，不但有自关断能力,而且有驱动功率小,开关速度高、无二次击穿、安全工作区宽等特点。由于其易于驱动和开关频率可高达500kHz，特别适于高频化电力电子装置，如应用于DC/DC变换、开关电源、便携式电子设备、航空航天以及汽车等电子电器设备中。但因为其电流、热容量小，耐压低，一般只适用于小功率电力电子装置。 一、电力场效应管的结构和工作原理 电力场效应晶体管种类和结构有许多种，按导电沟道可分为P沟道和N沟道，同时又有耗尽型和增强型之分。在电力电子装置中，主要应用N沟道增强型。 电力场效应晶体管导电机理与小功率绝缘栅MOS管相同，但结构有很大区别。小功率绝缘栅MOS管是一次扩散形成的器件，导电沟道平行于芯片表面，横向导电。电力场效应晶体管大多采用垂直导电结构，提高了器件的耐电压和耐电流的能力。按垂直导电结构的不同，又可分为2种：V形槽VVMOSFET和双扩散VDMOSFET。 电力场效应晶体管采用多单元集成结构，一个器件由成千上万个小的MOSFET组成。N沟道增强型双扩散电力场效应晶体管一个单元的部面图，如图1(a)所示。电气符号，如图1(b)所示。

电力场效应晶体管有3个端子：漏极D、源极S和栅极G。当漏极接电源正，源极接电源负时，栅极和源极之间电压为0，沟道不导电，管子处于截止。如果在栅极和源极之间加一正向电压U GS，并且使U GS大于或等于管子的开启电压U T，则管子开通，在漏、源极间流过电流I D。U GS超过U T越大，导电能力越强，漏极电流越大。 二、电力场效应管的静态特性和主要参数 Power MOSFET静态特性主要指输出特性和转移特性，与静态特性对应的主要参数有漏极击穿电压、漏极额定电压、漏极额定电流和栅极开启电压等。{{分页}} 1、静态特性 （1）输出特性 输出特性即是漏极的伏安特性。特性曲线，如图2(b)所示。由图所见，输出特性分为截止、饱和与非饱和3个区域。这里饱和、非饱和的概念与GTR不同。饱和是指漏极电流I D不随漏源电压U DS的增加而增加，也就是基本保持不变；非饱和是指地U CS 一定时，I D随U DS增加呈线性关系变化。 （2）转移特性

6位7段LED数码管显示

目录 1. 设计目的与要求..................................................... - 1 - 1.1 设计目的...................................................... - 1 - 1.2 设计环境...................................................... - 1 - 1.3 设计要求...................................................... - 1 - 2. 设计的方案与基本原理............................................... - 2 - 2.1 6 位 8 段数码管工作原理....................................... - 2 - 2.2 实验箱上 SPCE061A控制 6 位 8 段数码管的显示................... - 3 - 2.3 动态显示原理.................................................. - 4 - 2.4 unSP IDE2.0.0 简介............................................ - 6 - 2.5 系统硬件连接.................................................. - 7 - 3. 程序设计........................................................... - 8 - 3.1主程序......................................................... - 8 - 3.2 中断服务程序.................................................. - 9 - 4.调试............................................................... - 12 - 4.1 实验步骤..................................................... - 12 - 4.2 调试结果..................................................... - 12 - 5.总结............................................................... - 14 - 6.参考资料........................................................... - 15 - 附录设计程序汇总.................................................... - 16 -

LED数码管的结构及工作原理

LED数码管的结构及工作原理 LED数码管（LED Segment Displays）是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。LED数码管常用段数一般为7段有的另加一个小数点，还有一种是类似于3位“+1”型。位数有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等....，LED数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，了解LED的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。图2是共阴和共阳极数码管的内部电路，它们的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。颜色有红，绿，蓝，黄等几种。LED数码管广泛用于仪表，时钟，车站，家电等场合。选用时要注意产品尺寸颜色，功耗，亮度，波长等。下面将介绍常用LED数码管内部引脚图。 图1 这是一个7段两位带小数点10引脚的LED数码管 图2 引脚定义

每一笔划都是对应一个字母表示 DP 是小数点. 数码管分为共阳极的LED 数码管、共阴极的LED 数码管两种。下图例举的是共阳极的LED 数码管，共阳就是7段的显示字码共用一个电源的正。led 数码管原理图示意： 图3 引脚示意图 从上图可以看出，要是数码管显示数字，有两个条件：1、是要在VT 端（3/8脚）加正电源；2、要使（a,b,c,d,e,f,g,dp)端接低电平或“0”电平。这样才能显示的。 共阳极LED 数码管的内部结构原理图图4： 图4 共阳极LED 数码管的内部结构原理图 a b c d e f g dp

共阴极LED数码管的内部结构原理图： a b c d e f g dp 图5 共阴极LED数码管的内部结构原理图 表1.1 显示数字对应的二进制电平信号 LED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位，因此根据LED数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。 A、静态显示驱动：

场效应管工作原理 1

场效应管工作原理（1） 场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管。一般的晶体管是由两种极性的载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,因此称为双极型晶体管,而FET仅是由多数载流子参与导电,它与双极型相反,也称为单极型晶体管。它属于电压控制型半导体器件，具有输入电阻高（108～109?）、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点，现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。 一、场效应管的分类 场效应管分结型、绝缘栅型两大类。结型场效应管（JFET）因有两个PN结而得名，绝缘栅型场效应管（JGFET）则因栅极与其它电极完全绝缘而得名。目前在绝缘栅型场效应管中，应用最为广泛的是MOS场效应管，简称MOS管（即金属-氧化物-半导体场效应管MOSFET）；此外还有PMOS、NMOS和VMOS 功率场效应管，以及最近刚问世的πMOS场效应管、VMOS功率模块等。 按沟道半导体材料的不同，结型和绝缘栅型各分沟道和P沟道两种。若按导电方式来划分，场效应管又可分成耗尽型与增强型。结型场效应管均为耗尽型，绝缘栅型场效应管既有耗尽型的，也有增强型的。 场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管。而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型；P沟耗尽型和增强型四大类。见下图。 二、场效应三极管的型号命名方法 现行有两种命名方法。第一种命名方法与双极型三极管相同，第三位字母J代表结型场效应管，O代表绝缘栅场效应管。第二位字母代表材料，D是P型硅，反型层是N沟道；C是N型硅P沟道。例如,3DJ6D是结型N沟道场

七段数码管显示

七段数码管显示设计报告 目录 一、设计任务 二、题目分析与整体构思 三、硬件电路设计 四、程序设计 五、心得体会

一．设计任务 数码的显示方式一般有三种：第一种是字型重叠式；第二种是分段式；第三种是点阵式。目前以分段式应用最为普遍，主要器件是七段发光二极管（LED）显示器。它可分为两种，一是共阳极显示器（发光二极管的阳极都接在一个公共点上），另一是共阴极显示器（发光二极管的阳极都接在一个公共点上，使用时公共点接地）。 数码管动态扫描显示，是将所用数码管的相同段（a～g 和p）并联在一起，通过选位通 信号分时控制各个数码管的公共端，循环依次点亮各个数码管。当切换速度足够快时，由于人眼的“视觉暂留”现象，视觉效果将是数码管同时显示。 根据七段数码管的显示原理，设计一个带复位的七段数码管循环扫描程序，本程序需要着重实现两部分： 1. 显示数据的设置：程序设定4 位数码管从左至右分别显示1、2、3、4； 2. 动态扫描：实现动态扫描时序。 利用EXCD-1 开发板实现七段数码管的显示设计，使用EXCD-1 开发板的数码管为四位共阴极数码管，每一位的共阴极7 段数码管由7 个发光LED 组成，7 个发光LED 的阴极连接在一起，阳极分别连接至FPGA相应引脚。四位数码管与FPGA 之间通过8 位拨码开关（JP1）进行连接。 二．题目分析与整体构思 使用EXCD-1 开发板的数码管为四位共阴极数码管，每一位的共阴极7 段数码管由7 个发光LED 组成，呈“”字状，7 个发光LED 的阴极连接在一起，阳极分别连接至FPGA 相应引脚。SEG_SEL1、SEG_SEL2、SEG_SEL3 和SEG_SEL4 为四位7 段数码管的位选择端。当其值为“1”时，相应的7 段数码管被选通。当输入到7 段数码管SEG_A~ SEG_G 和SEG_DP 管脚的数据为高电平时，该管脚对应的段变亮，当输入到7 段数码管 SEG_A~SEG_G 和SEG_DP 管脚的数据为低电平时，该管脚对应的段变灭。该四位数码管与FPGA 之间通过8 位拨码开关（JP1）进行连接，当DIP 开关全部拨到上方时（板上标示为：7SEGLED），FPGA 的相应IO 引脚和四位7 段数码管连接，7 段数码管可以正常工作；当DIP 开关全部拨到下方时（板上标示为：EXPORT5），FPGA 的相应IO引脚与7 段数码管断开，相应的FPGA 引脚用于外部IO 扩展。 注意：无论拨码开关断开与否，FPGA 的相应IO 引脚都是与外部扩展接口连接的，所 以当正常使用数码管时，不允许在该外部扩展接口上安装任何功能模块板。 数码管选通控制信号分别对应4 个数码管的公共端，当某一位选通控制信号为高电平时，其对应的数码管被点亮，因此通过控制选通信号就可以控制数码管循环依次点亮。一个数码管稳定显示要求的切换频率要大于50Hz，那么4 个数码管则需要50×4＝200Hz 以上的切换频率才能看到不闪烁并且持续稳定显示的字符。 三．硬件电路设计 设计结构图如下：

(完整版)对场效应管工作原理的理解

如何理解场效应管的原理，大多数书籍和文章都讲的晦涩难懂，给初学的人学习造成很大的难度，要深入学习就越感到困难，本人以自己的理解加以解释，希望对初学的人有帮助，即使认识可能不是很正确，但对学习肯定有很大的帮助。 场效应管的结构 场效应管是电压控制器件，功耗比较低。而三极管是电流控制器件，功耗比较高。但场效应管制作工艺比三极管复杂，不过可以做得很小，到纳米级大小。所以在大规模集成电路小信号处理方面得到广泛的应用。对大电流功率器件处理比较困难，不过目前已经有双场效应管结构增加电流负载能力，也有大功率场管出现，大有取代三极管的趋势。场效应管具有很多比三极管优越的性能。 结型场效应管的结构 结型场效应管又叫JFET，只有耗尽型。 这里以N沟道结型场效应管为例，说明结型场效应管的结构及基本工作原理。图为N沟道结型场效应管的结构示意图。在一块N型硅，材料(沟道)上引出两个电极，分别为源极(S)和漏极(D)。在它的两边各附一小片P型材料并引出一个电极，称为栅极(G)。这样在沟道和栅极间便形成了两个PN结。当栅极开路时，沟道相当于一个电阻，其阻值随型号而不同，一般为数百欧至数千欧。如果在漏极及源极之间加上电压U Ds，就有电流流过，I D将随U DS的增大而增大。如果给管子加上负偏差U GS时，PN结形成空间电荷区，其载流子很少，因而也叫耗尽区(如图a中阴影区所示)。其性能类似于绝缘体，反向偏压越大，耗尽区越宽，沟道电阻就越大，电流减小，甚至完全截止。这样就达到了利用反向偏压所产生的电场来控制N型硅片(沟道)中的电流大小的目的。 注：实际上沟道的掺杂浓度非常小，导电能力比较低，所以有几百到几千欧导通电阻。而且是PN结工作在反向偏置的状态。刚开机时，如果负偏置没有加上，此时I D是最大的。 特点：1，GS和GD有二极管特性，正向导通，反向电阻很大 2：DS也是导通特性，阻抗比较大 3：GS工作在反向偏置的状态。 4：DS极完全对称，可以反用，即D当做S，S当做D。 从以上介绍的情况看，可以把场效应管与一般半导体三极管加以对比，即栅极相当于基极，源极相当于发射极，漏极相当于集电极。如果把硅片做成P型，而栅极做成N型，则成为P沟道结型场效应管。结型场效应管的符号如图b所示。

LED数码管结构及工作原理

L E D数码管结构及工作原理-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

LED数码管的结构及工作原理 沈红卫 LED数码管（LED Segment Displays）是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。LED数码管常用段数一般为7段有的另加一个小数点，还有一种是类似于3位“+1”型。位数有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等....，LED数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，了解LED的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。图2是共阴和共阳极数码管的内部电路，它们的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。颜色有红，绿，蓝，黄等几种。LED数码管广泛用于仪表，时钟，车站，家电等场合。选用时要注意产品尺寸颜色，功耗，亮度，波长等。下面将介绍常用LED数码管内部引脚图。 图1 这是一个7段两位带小数点 10引脚的LED数码管 图2 引脚定义 每一笔划都是对应一个字母表示 DP是小数点. 数码管分为共阳极的LED数码管、共阴极的LED数码管两种。下图例举的是共阳极的LED数码管，共阳就是7段的显示字码共用一个电源的正。led 数码管原理图示意：

图3 引脚示意图 从上图可以看出，要是数码管显示数字，有两个条件：1、是要在VT端（3/8脚）加正电源；2、要使（a,b,c,d,e,f,g,dp)端接低电平或“0”电平。这样才能显示的。 共阳极LED数码管的内部结构原理图图4： 图4 共阳极LED数码管的内部结构原理图共阴极LED数码管的内部结构原理图： 图5 共阴极LED数码管的内部结构原理图

场效应管工作原理

场效应管工作原理 MOS场效应管电源开关电路。 这是该装置的核心，在介绍该部分工作原理之前，先简单解释一下MOS 场效应管的工作原理。 MOS 场效应管也被称为MOS FET，既Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor（金属氧化物半导体场效应管）的缩写。它一般有耗尽型和增强型两种。本文使用的为增强型MOS场效应管，其内部结构见图5。它可分为NPN型PNP 型。NPN型通常称为N沟道型，PNP型也叫P沟道型。由图可看出，对于N沟道的场效应管其源极和漏极接在N型半导体上，同样对于P沟道的场效应管其源极和漏极则接在P型半导体上。我们知道一般三极管是由输入的电流控制输出的电流。但对于场效应管，其输出电流是由输入的电压（或称电场）控制，可以认为输入电流极小或没有输入电流，这使得该器件有很高的输入阻抗，同时这也是我们称之为场效应管的原因。

为解释MOS场效应管的工作原理，我们先了解一下仅含有一个P—N结的二极管的工作过程。如图6所示，我们知道在二极管加上正向电压（P端接正极，N端接负极）时，二极管导通，其PN结有电流通过。这是因为在P型半导体端为正电压时，N型半导体内的负电子被吸引而涌向加有正电压的P型半导体端，而P 型半导体端内的正电子则朝N型半导体端运动，从而形成导通电流。同理，当二极管加上反向电压（P端接负极，N端接正极）时，这时在P型半导体端为负电压，正电子被聚集在P型半导体端，负电子则聚集在N型半导体端，电子不移动，其PN结没有电流通过，二极管截止。 对于场效应管（见图7），在栅极没有电压时，由前面分析可知，在源极与漏极之间不会有电流流过，此时场效应管处与截止状态（图7a）。当有一个正电压加在N沟道的MOS场效应管栅极上时，由于电场的作用，此时N型半导体的源极和漏极的负电子被吸引出来而涌向栅极，但由于氧化膜的阻挡，使得电子聚集在

实验四八位七段数码管动态显示电路的设计

八位七段数码管动态显示电路的设计 一、实验目的 1、了解数码管的工作原理。 2、学习七段数码管显示译码器的设计。 3、学习VHDL的CASE语句及多层次设计方法。 二、实验原理 七段数码管是电子开发过程中常用的输出显示设备。在实验系统中使用的是两个四位一体、共阴极型七段数码管。其单个静态数码管如下图4-4-1所示。 图4-1 静态七段数码管 由于七段数码管公共端连接到GND（共阴极型），当数码管的中的那一个段被输入高电平，则相应的这一段被点亮。反之则不亮。共阳极性的数码管与之相么。四位一体的七段数码管在单个静态数码管的基础上加入了用于选择哪一位数码管的位选信号端口。八个数码管的a、b、c、d、e、f、g、h、dp都连在了一起，8个数码管分别由各自的位选信号来控制，被选通的数码管显示数据，其余关闭。 三、实验内容 本实验要求完成的任务是在时钟信号的作用下，通过输入的键值在数码管上显示相应的键值。在实验中时，数字时钟选择1024HZ作为扫描时钟，用四个拨动开关做为输入，当四个拨动开关置为一个二进制数时，在数码管上显示其十六进制的值。 四、实验步骤 1、打开QUARTUSII软件，新建一个工程。 2、建完工程之后，再新建一个VHDL File，打开VHDL编辑器对话框。 3、按照实验原理和自己的想法，在VHDL编辑窗口编写VHDL程序，用户可参照光 盘中提供的示例程序。 4、编写完VHDL程序后，保存起来。方法同实验一。

5、对自己编写的VHDL程序进行编译并仿真，对程序的错误进行修改。 6、编译仿真无误后，根据用户自己的要求进行管脚分配。分配完成后，再进行全编译 一次，以使管脚分配生效。 7、根据实验内容用实验导线将上面管脚分配的FPGA管脚与对应的模块连接起来。 如果是调用的本书提供的VHDL代码，则实验连线如下： CLK：FPGA时钟信号，接数字时钟CLOCK3，并将这组时钟设为1024HZ。 KEY[3..0]：数码管显示输入信号，分别接拨动开关的S4，S3，S2，S1。 LEDAG[6..0]：数码管显示信号，接数码管的G、F、E、D、C、B、A。 SEL[2..0]：数码管的位选信号，接数码管的SEL2、SEL1、SEL0。 8、用下载电缆通过JTAG口将对应的sof文件加载到FPGA中。观察实验结果是否与 自己的编程思想一致。 五、实验现象与结果 以设计的参考示例为例，当设计文件加载到目标器件后，将数字信号源模块的时钟选择为1464HZ，拨动四位拨动开关，使其为一个数值，则八个数码管均显示拨动开关所表示的十六进制的值。

场效应管工作原理

场效应管工作原理

场效应管工作原理 场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管。一般的晶体管是由两种极性的载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,因此称为双极型晶体管,而FET仅是由多数载流子参与导电,它与双极型相反,也称为单极型晶体管。它属于电压控制型半导体器件，具有输入电阻高（108～109Ω）、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点，现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。 一、场效应管的分类 场效应管分结型、绝缘栅型两大类。结型场效应管（JFET）因有两个PN结而得名，绝缘栅型场效应管（JGFET）则因栅极与其它电极完全绝缘而得名。目前在绝缘栅型场效应管中，应用最为广泛的是MOS场效应管，简称MOS管（即金属-氧化物-半导体场效应管MOSFET）；此外还有PMOS、NMOS和VMOS功率场效应管，以及最近刚问世的πMOS场效应管、VMOS功率模块等。 按沟道半导体材料的不同，结型和绝缘栅型各分沟道和P沟道两种。若按导电方式来划分，场效应管又可分成耗尽型与增强型。结型场效应管均为耗尽型，绝缘栅型场效应管既有耗尽型的，也有增强型的。 场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管。而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型；P沟耗尽型和增强型四大类。见下图。 二、场效应三极管的型号命名方法 现行有两种命名方法。第一种命名方法与双极型三极管相同，第三位字母J代表结型场效应管，O代表绝缘栅场效应管。第二位字母代表材料，D是P型硅，反型层是N沟道；C是N型硅P沟道。例如,3DJ6D

场效应管工作原理

场效应管工作原理（1） 场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管。一般的晶体管是由两种极性的载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,因此称为双极型晶体管,而FET仅是由多数载流子参与导电,它与双极型相反,也称为单极型晶体管。它属于电压控制型半导体器件，具有输入电阻高（108～109?）、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点，现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。 一、场效应管的分类 场效应管分结型、绝缘栅型两大类。结型场效应管（JFET）因有两个PN结而得名，绝缘栅型场效应管（JGFET）则因栅极与其它电极完全绝缘而得名。目前在绝缘栅型场效应管中，应用最为广泛的是MOS场效应管，简称MOS管（即金属-氧化物-半导体场效应管MOSFET）；此外还有PMOS、NMOS和VMOS功率场效应管，以及最近刚问世的πMOS场效应管、VMOS功率模块等。 按沟道半导体材料的不同，结型和绝缘栅型各分沟道和P沟道两种。若按导电方式来划分，场效应管又可分成耗尽型与增强型。结型场效应管均为耗尽型，绝缘栅型场效应管既有耗尽型的，也有增强型的。 场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管。而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型；P沟耗尽型和增强型四大类。见下图。 二、场效应三极管的型号命名方法 现行有两种命名方法。第一种命名方法与双极型三极管相同，第三位字母J代表结型场效应管，O代表绝缘栅场效应管。第二位字母代表 材料，D是P型硅，反型层是N沟道；C是N型硅P沟道。例如,3DJ6D是结型N沟道场效应三极管，3DO6C 是绝缘栅型N沟道场效应三极管。 第二种命名方法是CS××#，CS代表场效应管，××以数字代表型号的序号，#用字母代表同一型号中的不同规格。例如CS14A、CS45G等。 三、场效应管的参数 场效应管的参数很多，包括直流参数、交流参数和极限参数，但一般使用时关注以下主要参数： 1、I DSS — 饱和漏源电流。是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中，栅极电压U GS =0时的漏源电流。 2、U P — 夹断电压。是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中，使漏源间刚截止时的栅极电压。 3、U T — 开启电压。是指增强型绝缘栅场效管中，使漏源间刚导通时的栅极电压。 4、g M — 跨导。是表示栅源电压U GS — 对漏极电流I D 的控制能力，即漏极电流I D 变化量与栅源电压U GS 变化量的比值。g M 是衡量场效应管放大能力的重要参数。 5、BU DS — 漏源击穿电压。是指栅源电压U GS 一定时，场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压。这是一 项极限参数，加在场效应管上的工作电压必须小于BU DS。

项目六 数码管显示原理分解

项目六数码管显示原理 学习目的： 1.介绍STC89C51的数码管显示的原理； 2.掌握单个数码管静态显示的原理； 3.熟悉四位一体数码管动态显示的原理； 4.掌握单片机数码管显示的C51程序编程。 常用的LED显示器有LED状态显示器（俗称发光二极管）、LED七段显示器（俗称数码管）和LED十六段显示器。发光二极管可显示两种状态，用于系统状态显示；数码管用于数字显示；LED十六段显示器用于字符显示。 一、数码管简介 1．数码管的结构 数码管由8个发光二极管（以下简称字段）构成，通过不同的组合可用来显示数字0 ~9、字符A ~F、H、L、P、R、U、Y、符号“-”及小数点“.”。数码管的外形结构如下图所示。数码管又分为共阴极和共阳极两种结构。常用的LED显示器为8段（或7段，8段比7段多了一个小数点“dp”段）。有共阳极和共阴极两种 其结构如下图所示： 图6-1 数码管结构图 2．数码管工作原理 共阳极数码管的8个发光二极管的阳极（二极管正端）连接在一起。通常，公共阳极接高电平（一般接电源），其它管脚接段驱动电路输出端。当某段驱动电路的输出端为低电平时，则该端所连接的字段导通并点亮。根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。此时，要求段驱动电路能吸收额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻。 共阴极数码管的8个发光二极管的阴极（二极管负端）连接在一起。通常，公共阴极接低电平（一般接地），其它管脚接段驱动电路输出端。当某段驱动电路的输出端为高电平时，则该端所连接的字段导通并点亮，根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。此时，要求段驱动电路能提供额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻。 3．数码管字形编码 要使数码管显示出相应的数字或字符，必须使段数据口输出相应的字形编码。字型码各位定义为：数据线D0与a字段对应，D1与b字段对应……，依此类推。如使用共阳极数码

数码管的驱动原理

数码管的驱动原理 所谓共阳共阴，是针对数码管的公共脚而言的。一个1位典型的数码管，一般有10个脚，8个段码（7段加1个小数点），剩下两个脚接在一起。各个段码实际上是一个发光二极管，既然是发光二极管，就有正负极。所谓共阳，也就是说公共脚是正极（阳极），所有的段码实际上是负极，当某一个或某几个段码位接低电平，公共脚接高电平时，对应的段码位就能点亮，进而组合形成我们看到的数字或字母。共阴刚好相反，也就是公共脚是负极（阴极），段码位是阳极，当公共脚接地，段码位接高电平时，对应段码位点亮。 1位数码管是这样，更多位的数码管也基本跟这个原理类似。 共阴共阳与电路接线密切相关，决定了驱动电路的接法，因此在电路设计前要考虑好数码管的类型，否则就不能实现显示的效果了。 驱动共阴数码管一般用PNP，共阳的用NPN 图一低电平有效，图二高电平有效

现在让我们用实验板上的两个数码管来做一个循环显示00～99数字的实验，先来完成必要的硬件部分， 数码管有共阴和共阳的区分，单片机都可以进行驱动，但是驱动的方法却不同，并且相应的0～9的显示代码也正好相反。 首先我们来介绍两位共阳数码管的单片机驱动方法，电路如下图： 网友可以看到：P2.6和P2.7端口分别控制数码管的十位和个位的供电，当相应的端口变成低电平时，驱动相应的三极管会导通，+5V通过IN4148二极管和驱动三极管给数码管相应的位供电，这时只要P0口送出数字的显示代码，数码管就能正常显示数字。 因为要显示两位不同的数字，所以必须用动态扫描的方法来实现，就是先个位显示1 毫秒，再十位显示1毫秒，不断循环，这样只要扫描时间小于1/50秒，就会因为人眼的视觉残留效应，看到两位不同的数字稳定显示。 下面我们再介绍一种共阴数码管的单片机驱动方法，电路如下图： 网友可以看到：+5V通过1K的排阻直接给数码管的8个段位供电，P2.6和P2.7端口分别控制数码管的十位和个位的供电，当相应的端口变成低电平时，相应的位可以吸入电流。单片机的P0口输出的数据相当于将数码管不要显示的数字段对地短路，这样数码管就会显示需要的数字。

7段数码管显示电路

4.4 显示模块 4.4.1 7段数码管的结构与工作原理 7段数码管一般由8个发光二极管组成，其中由7个细长的发光二极管组成 数字显示，另外一个圆形的发光二极管显示小数点。 当发光二极管导通时，相应的一个点或一个笔画发光。控制相应的二极管导通，就能显示出各种字符，尽管显示的字符形状有些失真，能显示的数符数量也有限，但其控制简单，使有也方便。发光二极管的阳极连在一起的称为共阳极数码管，阴极连在一起的称为共阴极数码管，如图4.9所示。 4.4.2 7段数码管驱动方法 发光二极管（LED 是一种由磷化镓（GaP ）等半导体材料制成的，能直接将电能转变成光能的发光显示器件。当其内部有一一电流通过时，它就会发光。 7段数码管每段的驱动电流和其他单个LED 发光二极管一样，一般为5～10mA ；正向电压随发光材料不同表现为1.8~2.5V 不等。 7段数码管的显示方法可分为静态显示与动态显示，下面分别介绍。 （1） 静太显示 所谓静态显示，就是当显示某一字符时，相应段的发光二极管恒定地寻能可截止。这种显示方法为每一们都需要有一个8位输出口控制。对于51单片机，可以在并行口上扩展多片锁存74LS573作为静态显示器接口。 静态显示器的优点是显示稳定，在发光二极管导通电注一定的情况下显示器的亮度高，控制系统在运行过程中，仅仅在需要更新显示内容时，CPU 才执行一次显示更新子程序，这样大大节省了CPU 的时间，提高了CPU 的工作效率；缺点是位数较多时，所需I/O 口太多，硬件开销太大，因此常采用另外一种显示方式——动态显示。

（2）动态显示 所谓动态显示就是一位一位地轮流点亮各位显示器（扫描），对于显示器的每一位而言，每隔一段时间点亮一次。虽然在同一时刻只有一位显示器在工作（点亮），但利用人眼的视觉暂留效应和发光二极管熄 灭时的余辉效应，看到的却是多个字符“同时”显示。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。调整电流和时间参烽，可实现亮度较高较稳定的显示。若显示器的位数不大于8位，则控制显示器公共极电位只需一个8位I/O 口（称为扫描口或字位口），控制各位LED 显示器所显示的字形也需要一个8位口（称为数据口或字形口）。 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，要保证显示器正常显示，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 工作效率，同时显示亮度较静态显示器低。 综合以上考虑，由于温度显示为精确到小数点后两位，故只需4个数码管，又考虑到CPU 工作效率与电源效率，本毕业设计采用静态显示。为共阳极显示。 4.4.3 硬件编码 动74LS47是一款BCD 码转揣为7段输出的集成电路芯片，利用它可以直接驱动共阳 极的7段数码管。它的引脚分部和真值表分别下图。

7段数码管控制引脚

《EDA技术综合设计》 课程设计报告 报告题目：计数器7段数码管控制接口技术作者所在系部： 作者所在专业： 作者所在班级： 作者姓名： 作者学号： 指导教师姓名： 完成时间：

内容摘要 掌握VHDL语言基本知识，并熟练运用VHDL语言来编写程序，来下载实践到硬件上，培养使用设计综合电路的能力，养成提供文档资料的习惯和规范编程的思想。利用VHDL语言设计一个七段数码管控制引脚，在时钟信号的控制下，使6位数码管动态刷新显示十进制计数器及其进位，十二进制计数器，四位二进制可逆计数器，六十进制计数器的计数结果，这期间需要seltime分频器来动态的给各个计数器分配数码管，并显示数字的变化。 关键词：VHDL语言编程七段数码管控制引脚芯片

目录 一概述 (1) 二方案设计与论证 (1) 三单元电路设计与参数计算 (1) 3.1数码管译码器 (1) 3.2 十进制计数器 (2) 3.3六十进制计数器 (3) 3.4四位二进制可逆计数器 (5) 3.5时间数据扫描分时选择模块 (6) 3.6顶层文件 (8) 四总的原理图 (9) 五器件编程与下载 (9) 六性能测试与分析（要围绕设计要求中的各项指标进行） (10) 七实验设备 (10) 八心得体会 (10) 九参考文献 (10)

课程设计任务书课题 名称7段数码管控制引脚 完成 时间 2011. 12.12 指导 教师胡辉职称副教授 学生 姓名 庄仲班级B09212 总体设计要求和技术要点 通过本课程的学习使学生掌握可编程器件、EDA开发系统软件、硬件描述语言和电子线路设计与技能训练等各方面知识；提高工程实践能力；学会应用EDA技术解决一些简单的电子设计问题。 具体要求： 1．设计一个共阴7段数码管控制接口，在硬件时钟电路的基础上，采用分频器，输出一个1S的时钟信号，同时显示2、3、4所要求的计数器。 2．设计一个带使能输入、进位输出及同步清0的增1十进制计数器。 3．设计一个带使能输入及同步清0的六十进制同步加法计数器； 4．设计一个四位二进制可逆计数器； 工作内容及时间进度安排 第16周： 周一、周二：设计项目的输入、编译、仿真 周三：器件编程下载与硬件验证 周四：成果验收与总结 周五：撰写课程设计总结报告 课程设计成果 把编写好的程序下载到试验箱，使数码管能够按照编写的程序显示出正确的结果，实验成功。

场效应管工作原理

场效应管工作原理 这是该装置的核心，在介绍该部分工作原理之前，先简单解释一下MOS 场效应管的工作原理。MOS 场效应管也被称为MOS FET，既Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor （金属氧化物半导体场效应管）的缩写。它一般有耗尽型和增强型两种。本文使用的为增强型MOS场效应管，其内部结构见图5。它可分为NPN型PNP型。NPN型通常称为N沟道型，PNP型也叫P 沟道型。由图可看出，对于N沟道的场效应管其源极和漏极接在N 型半导体上，同样对于P沟道的场效应管其源极和漏极则接在P 型半导体上。我们知道一般三极管是由输入的电流控制输出的电流。但对于场效应管，其输出电流是由输入的电压（或称电场）控制，可以认为输入电流极小或没有输入电流，这使得该器件有很高的输入阻抗，同时这也是我们称之为场效应管的原因。为解释MOS场效应管的工作原理，我们先了解一下仅含有一个P 饱和漏源电流。是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中，栅极电压U GS=0时的漏源电流。 2、UP 开启电压。是指增强型绝缘栅场效管中，使漏源间刚导通时的栅极电压。 4、gM 对漏极电流I D的控制能力，即漏极电流I D变化量与栅源电压UGS变化量的比值。gM 是衡量场效应管放大能力的重要参数。

5、BUDS 最大耗散功率。也是一项极限参数，是指场效应管性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率。使用时，场效应管实际功耗应小于PDSM并留有一定余量。 7、IDSM UGS=0时的漏极电流。UP —夹断电压，使ID=0对应的UGS的值。P沟道场效应管的工作原理与N沟道类似。我们不再讨论。下面我们看一下各类绝缘栅场效应管(MOS场效应管)在电路中的符号。§3 场效应管的主要参数场效应管主要参数包括直流参数、交流参数、极限参数三部分。 一、直流参数 1、饱合漏极电流IDSSIDSS是耗尽型和结型场效应管的一个重要参数。定义：当栅、源极之间的电压UGS=0，而漏、源极之间的电压UDS大于夹断电压UP时对应的漏极电流。 2、夹断电压UPUP也是耗尽型和结型场效应管的重要参数。定义：当UDS一定时，使ID减小到某一个微小电流(如1μA， 50μA)时所需UGS的值。 3、开启电压UTUT是增强型场效应管的重要参数。定义：当UDS一定时，漏极电流ID达到某一数值(如10μA)时所需加的UGS 值。 4、直流输入电阻RGSRGS是栅、源之间所加电压与产生的栅极电流之比，由于栅极几乎不索取电流，因此输入电阻很高，结型为106Ω以上，MOS管可达1010Ω以上。 二、交流参数

数码管显示原理及应用实现

数码管显示原理及应用实现 1.数码管显示原理 （1）数码管外形 图1 单位数码管图2 双位数码管图3 四位数码管 （2）数码管内部原理 图4 引脚图5 共阳极数码管 图6 共阴极数码管 （3）数码管工作电压和电流 红色和黄色的发光二极管的工作电压是2伏的，其他颜色的工作电压都是3伏；一般的发光二极管的工作电流是20毫安。可以使用电阻或者限流二极管来分压。 （4）数码管的检测 一、指针表： ①前提是你的万用表最好是用3V以上电池，因为1.5V不够点亮LED，特别是高亮超高亮的，点亮电压高。另外万用表在RX1档或最高档。 ②万用表笔随便一脚，假设红笔，搭在数码管上任一脚。黑笔在其它脚上扫过，如果不亮，有可能此管为共阴，可用3法再试。如有一段点亮。黑笔不动，移动红笔，在其它脚测。如果其它脚分别都能点亮，则可以说明黑笔接的是公共脚，此管共阳。（指针表的黑表笔是正电源）

③.表笔更换一下，黑笔先搭一脚，扫红笔。如有一段点亮，红笔不动，扫黑笔。如各段分别点亮，则红笔所接为公共 ，此管共阴。 4.如2、3两法均不亮，可能数码管额定电压较高，也可能数码管是坏的。这时，可用5V 电源串一500欧电阻继续测试。 二、数字表： 用二极管档（有个二极管符号的，也作通路档使用），方法同指针表。 不过，红表笔所对应的共阳共阴和指针表是相反的。因为数字表的红笔就是正电源。 （5）与单片机的接口 P0口8个LS TTL 门电路构成，P1-P3口由4个LS TTL 门电路构成。单个LS TTL 门电路输出电流约1.2mA ，输入电流20mA ，总的灌电路一般不超过50mA 。 a ．三极管驱动 图7 三极管驱动线路（图中有错误） b ．专用驱动芯片 E 1L 11 D02D13D24D35D46D57D68D7 9VCC 20GND 10Q019Q118Q217Q316Q415Q514Q613Q712 U174HC573E 1L 11D02D13D24D35D46D57D68D79VCC 20GND 10 Q019Q118Q217Q316Q415Q514Q613Q712 U274HC573 D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7 DULA WELA A B C D E F G H WE1WE2WE3WE4WE5WE6C SAD VCC 40 P10/T 1P11/T 2P123P134P145P156P167P178 INT113INT012T115T014 EA/VP 31 X119 X218 R ES ET 9R D 17WR 16GND 20PSEN 29 ALE/P 30TXD 11R XD 10P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P272889C5289C52 VCC DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7DB8INT1C SDA R S LCDEN R ST R D WR X1X2D0D1D2D3D4D5D6D7SDA SC L 18B20FM C SUSB DIOLA DULA WELA P3.0P3.1ALE VCC VDD VCC