关于数码管动态扫描
大家知道驱动一个或者两三个数码管,如果单片机有足够的IO口,我们可以用静态显示,至于什么是静态显示(动态显示的基础),这里不做阐述。
但如果,或者假如我们要点亮8个数码管或者更多,而恰恰单片机IO口不够用的情况下(扩展IO口的不讲),这是就必须用到动态扫描的显示方式了。
什么是数码管动态扫描?所谓的数码管动态扫描,就是在静态显示的基础上,逐一点亮每个数码管,由于点亮的时间非常短暂,由于人眼暂留现象使得我们看到所有的数码管像被点亮一样。其中还有一点就是数码管熄灭后的余晖现象的关系。
那么,这又牵扯到一个问题了,什么是人眼暂留现象,我也码了一下解释,如下:
(Visual staying phenomenon,duration of vision)
人眼在观察景物时,光信号传入大脑神经,需经过一段短暂的时间,光的作用结束后,视觉形象并不立即消失,这种残留的视觉称“后像”,视觉的这一现象则被称为“视觉暂留”。是光对视网膜所产生的视觉在光停止作用后,仍保留一段时间的现象,其具体应用是电影的拍摄和放映。原因是由视神经的反应速度造成的.其时值是二十四分之一秒。是动画、电影等视觉媒体形成和传播的根据。 视觉实际上是靠眼睛的晶状体成像,感光细胞感光,并且将光信号转换为神经电流,传回大脑引起人体视觉。感光细胞的感光是靠一些感光色素,感光色素的形成是需要一定时间的,这就形成了视觉暂停的机理。
物体在快速运动时, 当人眼所看到的影像消失后,人眼仍能继续保留其影像0.1-0.4秒左右的图像,这种现象被称为视觉暂留现象。是人眼具有的一种性质。人眼观看物体时,成像于视网膜上,并由视神经输入人脑,感觉到物体的像。但当物体移去时,视神经对物体的印象不会立即消失,而要延续0.1 -0.4秒的时间,人眼的这种性质被称为“眼睛的视觉暂留”。
很简单,说白点,就是逐一显示数码管,根据图像在人眼的暂留时间0.1-0.4秒计算,如果要点亮10个数码管,那动态扫描的时间只要在0.1秒之内就可以看到全部点亮的数码管了。(这里以位来扫描,就是所有ABCDEFGH段并联做段选,留下每个数码管COM端做位选)
操作流程如下:
1.送数码管段码 2.打开位选(点亮数码管) 3.延时点亮(具体情况具体分析) 4.关闭位选(熄灭数码管) 接着就进行下一个数码管的显示了
也就是在某个时刻,只有一个数码管被点亮。当这个时间在人眼暂留现象的时间之内,人就能看到连续点亮的数码管了。
下面是本人做的一个实验效果,用来说明动态扫描问题。
这个是我将扫描时间片加到0.2秒的效果(也就是0.2*17=3.4秒钟扫完17个数码管)。而大家看到数码管全部亮,是因为将扫描时间片降低到0.0005秒(500微秒),由于人眼暂留现象,所以看到数码管全部亮了。
关于动态扫描的时间片问题,是的,这个问题非常关键。时间片也就是点亮一个数码管的时间,由于时间比较短,所以称为时间片。时间片对于点亮数码管的亮度有影响,也同时会影响整体动态扫描的时间,或许造成动态扫描闪烁也与此有关。
掌握适合的时间片,对于动态扫描的效果尤为重要。时间片过短,数码管太暗了。(至于为什么暗,这里可以想象一下PWM的方式,与PWM具有异曲同工之妙)。时间片太长,数码管就可能会闪烁。
经验分享:由于我扫的是17个数码管,在没有加数码管驱动芯片的情况下,全部扫描的时候很暗,逐个点亮的时候又正常了。所以如果超过8个(或者12个)数码管,建议使用专门的驱动芯片,或者采用段扫。
原文网址:http://www.jhmcu.com/index.php/digital-control-of-dynamic-scan/