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[oeasy]python0104_指示灯_显示_LED_辉光管_霓虹灯

news 2026/2/7 23:20:01

编码进化

回忆上次内容

  • x86、arm、riscv等基础架构

    • 都是二进制的
    • 包括各种数据、指令

  • 但是我们接触到的东西

    • 都是屏幕显示出来的字符

  • 计算机 显示出来的

    • 一个个具体的字型

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  • 计算机中用来展示的字型
    • 究竟是 如何进化的 呢？🤔🤔

模拟电路时代

  • 电压表、示波器
    • 都是 输出设备

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  • 甚至可以
    • 用来 玩游戏
  • 当时用什么
    • 输入输出呢？

输入输出(io)

  • 最基本的 输入设备(input)
    • 是 电键 (key)
    • 输入 0或1

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  • 最基本的输出是什么呢？

基本输出

  • 最基本的 输出设备(output)
    • 是 发光二极管(Led)
    • 输出 0或1

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  • LED
    • 全称 Light-Emitting Diode
      • 发光 二极管
  • 电键 和 发光二极管
    • 都是 纯纯二进制
  • 可以 做点什么好玩的吗？

井字棋

  • 1950s 的游戏

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  • 在剑桥 的 EDSAC 上

闪烁的灯

  • 可以用 文氏电路 控制
    • 小灯闪烁

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流水灯

  • 可以 制作
    • 多灯闪烁

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  • 配合555定时器
    • 制作流水效果

多彩的灯

  • LED 的颜色
    • 多了起来

图片描述

  • 可以让 不同颜色的灯
    • 闪烁 起来

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  • 这东西很常见

红绿灯

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  • 红绿灯
    • 控制灯管 延迟 的 时间

调音台

  • mixer console

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  • 设置音量显示电平

双色灯

  • 有的LED
    • 可以发出两种颜色

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  • 这样 一个灯头
    • 就可以 显示 不同颜色 了
  • 数字电路
    • 进入 cpu时代 之后呢？

主机面板

  • 大型主机(Main Frame)

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  • 控制台(console)

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  • 有 个人计算机用的 吗？

pc指示灯

  • 牛郎星8800
    • 操作数 和 操作码
      • 输入
        • 从电键键入
        • 或从纸带读取
      • 输出
        • 在发光二极管

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  • 整个过程
    • 使用 纯纯二进制 面板
    • 如何显示 十进制数字 呢？

十进制数字显示

  • 辉光管
    • Nixie tube
      • ['niksi tju:b]

图片描述

  • 诞生于 1960-1970 年代
    • 橘红色的光 给人 温暖的感觉
  • 甚至
    • 发展出 五颜六色的霓虹灯牌

图片描述

  • 为什么 辉光管 能 显示数字呢？

辉光管原理

  • 辉光管 本质上
    • 是 带选片的 霓虹灯

图片描述

  • 10根 输入信号

图片描述

  • 哪个输入信号 为 1
    • 哪个霓虹灯 发光
  • 如何控制输入信号呢？

74141

  • 硬件解码器(decode)
    • 将 用BCD编码的 4-bit 数据
      • BCD(Binary Coded Decimal)
        • 二进制 编码的 十进制数字
    • 解码为
      • 10-bit 的 辉光管 选片信号

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  • 总共 16根管脚
    • 16-pin

图片描述

  • 74141 是怎么 解码的呢？

解码过程

  • 74141
    • 将晶体(Transistor)三极管(Triode)
      • 集成为 逻辑门(Logical gate)电路
  • 使用 逻辑门电路 组合 输入输出
    • 4-bit 输入信号
    • 10-bit 输出信号

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  • 74141 是 辉光管 的 驱动(Driver)

驱动

  • 辉光管 是 硬件输出设备(Device)
  • 74141N
    • 是 辉光管的 驱动(driver)
  • 将 传来的4-bit的BCD数字(digit)
    • 解码(decode) 为10-bit信号中的一路
      • 作为 辉光管的 选片信号

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  • 今天的输出硬件
    • 也要安装 软件(software)驱动(driver)

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  • driver 是什么意思 呢？

driver 词源

  • drive 驱赶
    • 狩猎时 驱赶猎物
    • 放牧时 放马放羊放牛
    • 驾驶马车、牛车时 赶牲口

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  • driver 司机驾驶
    • 自行车
    • 摩托车
    • 1889 火车
    • 1896 汽车

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总结

  • 这次回顾了
    • 指示灯
    • 辉光管
  • 并了解了 驱动(driver)
    • 驱动 就是
      • 控制设备 工作的人(模块)
  • 辉光管离我们的生活很远了

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  • 辉光管

    • 离我们生活 太远

  • 有没有 生活中更近一些的东西呢？

  • 我们下次再说！👋

  • 蓝桥->https://www.lanqiao.cn/courses/3584

  • github->https://github.com/overmind1980/oeasy-python-tutorial

  • gitee->https://gitee.com/overmind1980/oeasypython

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