普中51单片机：数码管显示原理与实现详解（四） |
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普中51单片机：数码管显示原理与实现详解（四）
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数码管（Seven-Segment Display）是一种常见的显示设备，广泛应用于电子时钟、计算器、家电和其他数字设备中。数码管由七个独立的LED段组成，排列成一个类似数字“8”的形状。通过控制这些LED段的开关状态，可以显示0到9的数字及一些字母和符号。同时也称为LED数码管。 一个标准的七段数码管包括七个LED段，每个段用一个字母表示，从A到G。另外，有些数码管还包括一个小数点（DP），被称为八段数码管，用于显示小数或分隔不同的数字。 --A-- --A-- | | | | F B F B | | | | --G-- --G-- | | | | E C E C | | | | --D-- --D-- • DP 数码管的工作原理数码管的每个段实际上是一个独立的LED，通过控制各个LED的通断状态，可以组合成不同的字符。数码管通常有两种连接方式：共阳极和共阴极。 共阳极数码管：所有的LED阳极（正极）连接在一起，通常接到电源正极。点亮某个段时，需将相应的段的阴极（负极）接地 GND。共阴极数码管：所有的LED阴极（负极）连接在一起，通常接地。点亮某个段时，需将相应的段的阳极（正极）接电源正极。
静态显示的特点是每个数码管的段选必须接一个8位数据线来保持显示的字形码。当送入一次字形码后，显示字形可一直保持直到送入新字形码为止。 电路图从资料中提供的电路图可知，此开发板静态数码管使用的是共阳极数码管，如果使用共阴数码管，为了不影响其他IO口的电流，要增加IO口的驱动电路，单片机主要是用来控制的，如果要驱动一些外部的设备，通常会使用专门的驱动电路，比如74HC245芯片，74HC573芯片。
控制静态数码管显示数字0，即让P0口端口输出数字0的段码0x3F（共阴，共阳极取反即可）,其他数字可根据连接方式自行计算。 #include #define SMG_STATIC P0 void main() { SMG_STATIC = ~0x3f; while(1) { } } 动态数码管动态数码管显示，也称为动态扫描显示，是通过快速轮流点亮各个位数码管来实现的。利用人眼的视觉暂留效应，使人感觉所有数码管同时显示不同的数字。 实现步骤 段选和位选：将所有位数码管的段选线并联在一起，通过位选控制哪一位数码管有效。轮流显示：轮流向各个位数码管送出字型码和相应的位选信号。由于切换速度很快，人眼无法分辨出切换过程，从而感觉所有数码管同时显示。消影处理：在切换位选信号之前，先将段选信号清零，防止残影现象。 数码管驱动方式 单片机直接扫描：硬件设备简单，但会消耗大量的单片机CPU时间。专用驱动芯片：内部自带显存、扫描电路，单片机只需告诉它显示什么即可。如：TM1640芯片、74HC595 电路图
八个公共端同一个时刻，只有一个数码管可以点亮，因为位选段是并联在一起的，所以即使有多个公共端同一个时刻被点亮，数码管显示的数据也是相同的。可以利用人眼视觉暂留和余晖效应进行延时操作即可！ 动态数码管要搭配74H138模块和74H245 74H138：一种常用的 3 线到 8 线译码器芯片，主要用于地址解码、数据路由和逻辑控制。它可以将输入的三位二进制代码转换成八位的输出，常用于单片机系统中进行 I/O 扩展。即三个输入端操作8个输出端，具体操作方法可查看真值表。 74H245：一种常用的双向总线缓冲器芯片，防止信号干扰。可以将高电平信号转换为低电平信号，或将低电平信号转换为高电平信号，确保不同电平逻辑设备之间的兼容性。它能够隔离不同总线之间的电平差异和噪声干扰，确保数据的可靠传输。 开发板IO连接图
74H138的A0（A）与P22相连；A1（B）与P23相连；A2（C）与P24相连（真值表） 真值表
根据真值表操作第五个LED数码管，显示数字6，Init_Port()函数用于操作操作真值表，为了方便对比，这里保留了静态数码管的代码。 #include #define SMG_STATIC P0 void Init_Port() { P2_2 = 0; P2_3 = 0; P2_4 = 1; } void main() { Init_Port();//显示LED数码管5 SMG_STATIC = ~0x7d; P1 = 0x7d; while(1) { } } 代码演示2动态数码管延时循环显示数字6，如果需要循环显示数字1到数字8，定义数组即可。 #include #define SMG_STATIC P0 void DelayXms(unsigned int xms) //@12.000MHz { unsigned char data i, j; while(xms) { i = 2; j = 239; do { while (--j); } while (--i); xms--; } } void Init_Port(unsigned char Location) { switch(Location) { case 1: P2_2 = 0;P2_3 = 0;P2_4 = 0; break; case 2: P2_2 = 1;P2_3 = 0;P2_4 = 0; break; case 3: P2_2 = 0;P2_3 = 1;P2_4 = 0; break; case 4: P2_2 = 1;P2_3 = 1;P2_4 = 0; break; case 5: P2_2 = 0;P2_3 = 0;P2_4 = 1; break; case 6: P2_2 = 1;P2_3 = 0;P2_4 = 1; break; case 7: P2_2 = 0;P2_3 = 1;P2_4 = 1; break; case 8: P2_2 = 1;P2_3 = 1;P2_4 = 1; break; } } void main() { unsigned char i; SMG_STATIC = ~0x7d; while(1) { for(i = 1; i |
由电路图可知，该开发板的动态数码管是由两个4位一体数码管组成的，一共八个数码管，它们的公共端单独引出来，位选段全部并联在一起，动态进行显示，采用的是共阴极。
L表示0（低电平），H表示1（高电平）【本文地址】