单片机控制技术：静态与动态显示

1.静态显示

所谓静态显示，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口引脚相连，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，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。

静态显示的原理是信息通过锁存器保存，然后接到数码管上，这样一旦把显示的信息写到数码管上，在显示的过程中，处理器不需要干预，可以进入待机方式，只有数码管和锁存器在工作。

2.动态显示

所谓动态显示，是指采用分时的方法，轮流控制各个显示器的COM端，使各个显示器轮流点亮。其接口电路是把所有显示器的8个笔画段a～h同名端连在一起，而每一个显示器的公共极COM各自独立地受I／O线控制，一位一位地轮流点亮各位显示器，对每一位显示器而言，每隔一段时间点亮一次。显示器的亮度跟导通的电流有关，也和点亮的时间与间隔的比例有关。因此，动态显示因其硬件成本较低，功耗少，适合长时间显示，因而得到广泛的应用。

在轮流点亮扫描过程中，每位显示器的点亮时间是极为短暂的（约1ms），但由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，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，只要每位显示器的显示间隔足够短，就可以给人一种同时显示一组稳定的显示数据的感觉，不会有闪烁感。

动态显示的原理是利用CPU控制显示的刷新，为了达到显示不闪烁，刷新的频率也有底限要求，可想而知，动态显示技术要消耗一定的CPU功耗。

3.动态显示方式和静态显示方式的比较

静态显示方式数码管较亮，且显示程序占用CPU的时间较少，但其硬件电路复杂，占用单片机口线多，成本高；动态显示方式硬件电路相对简单，成本较低，但其数码管显示亮度偏低，且采用动态扫描方式，显示程序占用CPU的时间较多。具体应用时，应根据实际情况，选用合适的显示方式。(www.xing528.com)

动态显示需要CPU控制显示的刷新，那么会消耗一定的功耗；静态显示的电路复杂，虽然电路消耗一定的功率，如果采用低功耗电路和高亮度显示器可以得到很低的功耗。

同样都是动态扫描显示，采用不断调用子程序的方式实现动态扫描显示，亮度相对较高，CPU效率较低；采用定时器中断（20ms中断一次）的方式实现动态扫描显示，亮度较低，CPU效率相对较高。谁优谁劣，各有千秋。

针对数码管显示亮度偏低的情况，可采用提高扫描速度（如由20ms改为10ms）或适当延长单只数码管导通的时间（如导通延时时间由1ms改为2ms）等措施来弥补，但其带来的后果是显示程序占用CPU的时间更多，导致CPU利用率更加下降。

注意：①点亮一个LED通常需要10mA，通常选择限流电阻为300Ω左右。

②在切至下一个显示器时，应把上一个显示器先关闭，再将下一个显示器扫描信号输出，以避免上一个显示数据显示到下一个显示器，形成鬼影。

③扫描时间必须高于视觉暂留频率（即频率16Hz以上，扫描周期62ms以下）。

在进行单片机应用系统设计时，究竟是采用静态显示还是采用动态显示，需要根据使用的电路进行计算，最终选择合适的方案。