数据显示系统可以可见或可读的形式输出系统内外存储器中的数据，包括数据值直接显示、数据表显示、各种统计图形显示等。
数字显示是智能仪器最基本的输出形式。常用的显示器有发光二极管，LED数码管、LCD[1]液晶显示器等。
中文名
数据显示系统
外文名
data display system
应用领域
常见的设备，如计算机
LED数码管、LCD液晶显示器
类型
计算机学科
影响因素
计算机系统，显示设备
计算机数据显示系统的全貌及原理
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这种典型的计算机数据显示系统可以通过具有基本结构的计算机构成。图1给出了由控制器、计算器、存储器和输入输出设备组成的基本计算机框图。
图1 计算机数据显示系统
计算机控制器不仅控制计算机中的数据光，还控制显示系统中的数据流。计算机中梳理的数据由程序控制，这是存储干存储器中的一组预先编制的指令序列。当控制器通知该做什么时，存储的计算机数据从存储器中取出，并发送到显示器传输数据的输入传输数据。
计算机执行计算机所需的操作。当某个操作完成后，结果存储在存储器中，然后等待计算机程序指定的任何其他处理。
固定程序指令和动态计算机数据都存储在存储器中。存储器中的所有数据都有唯一的存储地址，因此可以控制数据访问操作。当计算机驱动显示器时，数据可以在计算机程序的控制下从存储器中连续访问。
输入输出设备控制计算机和显示器，询问双方的数据交换，从计算机到显示器的数据传输通过设备。输入输出设备和计算机控制器应将显示器的数据发送到存储器或计算器。
通常，计算机程序把要显示的全部数据都放在计算机存储器中的指定位置上，这叫做显示文件存储器。显示器需要数据时，计算机程序就把显示文件存储器中的数据从存储器中连续地取出，并送到显示系统中去。
当计算机直接与普通计算机相同时CRT当显示器一起工作时，显示文件存储器的数据必须定期传输到显示器。由于一般情况，需要更新此显示过程CRT数据只能保留几毫秒。为了使数据看起来连续，必须以一定的频率重写显示的数据[2]
数据显示系统LED数据显示系统
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用LED由数字管组成的仪器数据显示器具有亮度高、全天候的特点，在仪器设计中应用最广泛。数据显示器的接口电路形式不同，可分为静态驱动和动态驱动。
数据显示系统动态驱动接口
动态驱动实际上是一种动态扫描显示过程，电路硬件数量少，比较经济。其基本形式如图2所示。图2中的数据显示器有6个共阴极LED数字管组成，X5～X0连接到每个数字管的阴极，当X线输出低电时，选择相应位置的数字管。当X线为高电平时，相应位置的数字管因失选而熄灭。因此，X信号的输出电路U1称为显示位控寄存器。该U1实际上是一个电路，它的选择地址仍然是CS1。各数码管的字形段极a～h同名段连接在一起，通过限流电阻接收显示段码锁存器U3的输出端，U选通地址为3CS3。如果是这样的话U3中写入代表某个字符的字形段码，并在字符对应显示位置的X线上输出低电平驱动信号，在指定的数字管上显示字形。[1]
图2 动态扫描式LED驱动电路
数据显示系统静态驱动接口
动态显示模式中使用的硬件较少，但显示内容必须在任何时候不断刷新才能维护，以占用CPU大量的操作时间。而且随着显示位数的增加，每个显示时间减少，显示亮度降低，严重时闪烁，影响阅读。因此，动态显示只能用于显示位数少、主程序执行时间短的情况。在静态显示模式下，计算机直接将显示数据交给硬件电路，由硬件电路完成数据存储和驱动显示，因此动态显示中没有闪烁问题。图3显示了静态驱动显示的原理图。数字管连接到8位锁定驱动器，计算机将显示字符的字形代码写入锁定驱动器，字符可以立即显示在数字管上。除非再次写入新内容，否则显示的字符可以保持不变。显然，这种方法使用更多的硬件电路，特别是在多位数显示时，所以多口显示通常用于静态显示I/O接口设计为扩展器件。[1]
图3 静态显示原理
应用数据显示系统8279可编程键盘/显示器
在复杂、多功能的智能仪器和自动检测系统中，不仅使用了更多的按钮，而且还显示了更多的数据位数。用软件扫描键盘要占用很多CPU多位显示器的接口电路也很复杂。在这种情况下，可以选择特殊的多口键盘/显示接口设备。常见的芯片有8279和SSK前者与计算机接口并行，工作速度快；后者与计算机接口串行，工作速度慢。[1]
数据显示系统LCD数据显示系统
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液晶显示器具有电压低、功耗微、信息量大、使用寿命长的特点，已广泛应用于电子手表、电视、个人计算机等技术领域。它也广泛应用于许多便携式仪器和智能仪器中。
液晶显示系统的基本结构和驱动方法
从图4所示的基本结构图可以看出，一块带有显示段电极膜的基板玻璃与另一块带有公共电极膜的基板玻璃连接，用热固化环氧树脂包装，两块基板玻璃之间约有10块pm在真空条件下注入液晶材料，用树脂密封，然后在前后表面粘贴偏振片，制成液晶显示器。上基板上的字形段码电极常被称为段极，下基板电极被称为背极。只要在两极之间加入一定的电场，就可以根据电极形状显示相应的图像。上下导电基板电极形状不同，图像也不同。[1]
图4 液晶显示结构(a)液晶器件结构 (b)偏振片结构
数据显示系统ICM721l液晶显示驱动器的接口设计
ICM7211是一种4位数字液晶显示驱动器ICM7211IPL、ICM7211AIPL、ICM7211MIPL和ICM7211AMIPL四种型号。这些设备可以用来驱动四位七段数字液晶显示器RC振荡器，并且可以级联，形成更多的显示系统。它采用CMOS工艺，设备功耗极低。IPL型、A1PL型芯片有4位数字输入端和4位数控输入端，适用于直接接口8255、8031等芯片。MIPL型、AMIPL型芯片有4位数字输入、2位地址和2位选择输入端，适用于单片计算机系统。另外，IPL、MIPL两个芯片可以翻码显示。F和AIPL、AMlPL两个芯片只翻译显示0~9E、H、L、P在选择等字符时，必须注意。图5是该装置的引脚封装图。
图5 ICM7211 封装引脚图
实际应用数据显示系统
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数据显示系统是许多工厂的基础部分，在那里工厂的活动要求进行时实监视。这些系统也将用于环境监测、病人监测和日常生活。例如，汽车的油表就是一个最简单的数据显示系统。原始信息是，油箱中汽油的液位由浮子装置测量，然后转换为电，显示在仪器上供司机检查，以便他们决定何时向油箱加油。换句话说，数据显示系统由两部分组成，一部分用于信号检测，另一部分用于输出设备，重新产生吸引人们注意的信息。因此，有各种各样的显示设备。比如报警铃是二进制显示设备，不是响就是停。另一方面，仪器是在相对较低的速度和精度条件下显示值的连续变化范围。一些现代设备倾向于使用高精度数字显示。最后，示波器或其他设备可以显示周期函数或随时间缓慢变化的函数。
图6显示了数据显示系统的典型配置。需要指出的是，测量的输出-敏感设备的输出要求通常处理，例如在驱动显示设备之前放大。特别是在信号可用数字显示之前A—D转换。
图6 数据显示系统的一般装置
一般来说，数据显示系统使用显示缓变信号。仪表指针惯性大，不能指示快变电压。虽然数字显示可以快速变化，但很难通过人的观察来区分快速变化的数字。由于周期性信号本身定期重复，便于观察，因此除了显示的信息是周期性变化外，也很难用示波器观察快速变化的痕迹。在大多数情况下，可以记录速变信号进行后续处理，也可以实时处理与其变化速度相匹配的机器。[3]
词条图册
更多图册
参考资料
1.
阮德生。自动测试技术与计算机仪器系统设计：西安电子科技大学出版社，1997年6月第一版
2.
(美)S.1977年2月，戴维斯。计算机数据显示器：科学出版社
3.
(英)K.G.比彻姆 C.K.尤恩。信号分析数据采集：国防工业出版社，1992年1月第一版