管，是目前数字电路中最常用的显示器件。七段LED显示器由七个发光段构成，每段均是一个LED二极管，这7个发光段分别为a,b,c,d,e,f和g,通过控制不同段的点亮和熄灭,可显示16进制数字0～9和A,B,C,D,E,F,也能显示H，L，P等字符。有的产品还有一个小数点DP位段，用来显示小数。
LED显示器以发光二极管作为显示发光部件，每段并按共阴极方式或共阳极方式连接后封装而成的。共阳极结构中，各LED二极管的阳极被连在一起，使用时要将它与+5V相连，而把各段的阴极连到器件的相应引脚上。当要点亮某一段时，只要将相应的引脚（阴极）接低电平。对于共阴极结构的LED显示器，阴极连在一起后接地，各阳极段接到器件的引脚 上，要想点亮某一段时，只要将相应引脚接高电平。LED显示器的一个段发光时，通过该段的平均电流约为10mA～20mA。
将一个8位并行输出口与显示器的发光二极管引脚相连，8位并行输出口输出不同的字节数据即可获得不同的数字或字符，通常将控制发光二极管的8位字节数据称为段选码。共阳极与共阴极的段选码互为补数。
LED显示器与显示方式:
LED显示器有静态显示与动态显示两种方式。
LED显示器工作在静态显示方式下，共阴极或共阳极连接在一起接地或+5V；每位的段选线（a～dp）与一个8位并行口相连。显示电路中，每一位可独立显示，只要在该位的段选线上保持段选码电平，该位就能保持相应的显示字符。由于每一位由一个8位输出口控制段选码，故在同一时间里每一位显示字符可以各不相同。N位静态显示器要求有N×8根I/O口线，占用I/O资源较多。故在位数较多时往往采用动态显示方式。
LED动态显示方式，在多位LED显示时，为了简化电路，降低成本，将所有位的段选线并联在一起，由一个8位I/O口控制，而共阴极点或共阳极点分别由相应的I/O口线控制。
8位LED动态显示电路只需要两个8位I/O口。其中一个控制段选码，另一个控制位选。由于所有位的段选码皆由一个I/O控制，因此，在每个瞬间，8位LED只可能显示相同的字符。要想每位显示不同的字符，必须采用扫描显
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示方式。即在每一瞬间只使某一位显示相应字符。在此瞬间，段选控制I/O口输出相应字符段选码，位选控制I/O口在该显示位送入选通电平（共阴极送低电平，共阳极送高电平）以保证该位显示相应字符。如此轮流，使每位显示该位应该显示字符，保持一段时间，以造成视觉暂留效果。 4.3显示方案的设计
4.3.1 与LED显示相关的知识
本设计采用LED数码管进行数据的动态显示。LED数码管也称半导体数码管，是目前数字电路中最常用的显示器件。七段LED显示器由七个发光段构成，每段均是一个LED二极管，这7个发光段分别为a,b,c,d,e,f和g,通过控制不同段的点亮和熄灭,可显示16进制数字0～9和A,B,C,D,E,F,也能显示H，L，P等字符。有的产品还有一个小数点DP位段，用来显示小数。
LED显示器以发光二极管作为显示发光部件，每段并按共阴极方式或共阳极方式连接后封装而成的。共阳极结构中，各LED二极管的阳极被连在一起，使用时要将它与+5V相连，而把各段的阴极连到器件的相应引脚上。当要点亮某一段时，只要将相应的引脚（阴极）接低电平。对于共阴极结构的LED显示器，阴极连在一起后接地，各阳极段接到器件的引脚 上，要想点亮某一段时，只要将相应引脚接高电平。LED显示器的一个段发光时，通过该段的平均电流约为10mA～20mA。
将一个8位并行输出口与显示器的发光二极管引脚相连，8位并行输出口输出不同的字节数据即可获得不同的数字或字符，通常将控制发光二极管的8位字节数据称为段选码。共阳极与共阴极的段选码互为补数。
LED显示器与显示方式:
LED显示器有静态显示与动态显示两种方式。
LED显示器工作在静态显示方式下，共阴极或共阳极连接在一起接地或+5V；每位的段选线（a～dp）与一个8位并行口相连。显示电路中，每一位可独立显示，只要在该位的段选线上保持段选码电平，该位就能保持相应的显示字符。由于每一位由一个8位输出口控制段选码，故在同一时间里每一位显示字符可以各不相同。N位静态显示器要求有N×8根I/O口线，占用I/O资源较多。故在位
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数较多时往往采用动态显示方式。
LED动态显示方式，在多位LED显示时，为了简化电路，降低成本，将所有位的段选线并联在一起，由一个8位I/O口控制，而共阴极点或共阳极点分别由相应的I/O口线控制。
8位LED动态显示电路只需要两个8位I/O口。其中一个控制段选码，另一个控制位选。由于所有位的段选码皆由一个I/O控制，因此，在每个瞬间，8位LED只可能显示相同的字符。要想每位显示不同的字符，必须采用扫描显示方式。即在每一瞬间只使某一位显示相应字符。在此瞬间，段选控制I/O口输出相应字符段选码，位选控制I/O口在该显示位送入选通电平（共阴极送低电平，共阳极送高电平）以保证该位显示相应字符。如此轮流，使每位显示该位应该显示字符，保持一段时间，以造成视觉暂留效果。 4.3.2 显示方案的设计
由PLC的Q0.0～Q0.7提供段选码显示，再由Q1.0～Q1.3接两个74LS138译码器的A、B、C及控制端。因为74LS138译码器输出的是低电平选通，因此译码后需要连接到集电极开路六高压正相驱动器74LS07输出低电平来驱动16个LED数码管，最后一个数码管是进行温度显示的时候显示“-”表示输出温度为零下几度，这个数码管由输出点Q1.4单独来驱动。
8 Q0.0 Q0.7 PLC
Q1.0 3
Q1.3
Q1.4
74LS06驱动器 74LS07 驱动器 LED 显示器 2个74LS138译码器 74LS07 驱动器 图10 显示方案原理框图
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显示方案采用74LS138译码器进行I/O口的扩展，把需要的输出点数从25位减少到了13位，从而大大减少了所需要的输出点数，不需要进行额外的I/O口扩展，就能实现十七个LED的动态显示。 4.4 工作电源部分
+5V电源是本系统不可缺少的部件，对电源的选择设计应遵守三个原则: 首先是功率，即电源提供的电流应是系统所需电流的二倍以上。以保证电路状态突变时有足够的电流供应。其次是干扰，即通过电源进入系统的干扰尽可能的少，以避免单片机寄存器值的突变，或干扰指令的正确执行。最后是电压上升速度，即从上电到系统正常工作电压所需时间。在温湿度显示的设计中，为了在工业现场应用的方便，设计了外接220V交流电压的电源模块，它可以将220V交流电压变换为12V直流电压输出，12V直流电压作为线性三端稳压芯片LM7805的输入，稳压后可以很好的输出5V标准直流电压。设计电源电路原理如图10所示。
VCC +5V
S0
VCC +12V78L051VVOUTINGNDPower2R1560Ω
J1B1220V12V41D12GREEN LEDC1C20.1uFC3470uFC40.1uFD3
AC220V
图11 +5V电源模块电路
在电源原理图中，C1, C2是12伏电源滤波电容，C1是一大的电解电容，C2是一个常规电容，并联在大电容旁边的目的是降低高频内阻，小电容可以提供一个小内阻的高频通道，降低电源全频带内阻，C2取0.1～0.01μF，可取瓷介、独石、纸介等电容。三端稳压芯片LM7805将电压稳压成5伏直流电源提供给传感器使用，C3,C4两个电容是5伏电源的滤波电容，作用与C1, C2相同。电阻和绿色的LED组成5伏电源的工作指示电路，只要电源部分正常，绿色的LED就会点亮，可以根据这LED来判断整个电源
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3470uF3
部分是否工作正常。
下图为总设计图：
图11 总设计框图
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