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51单片机教程（八）- 数码管的静态显示

article 2024/11/6 11:04:19

1、项目分析

使用数码管显示指定的字符、数字和符号。

2、技术准备

1、显示器及其接口

单片机系统中常用的显示器有：
- 发光二极管LED（Light Emitting Diode）显示器、液晶LCD（Liquid Crystal Display）显示器、CRT显示器等。
- LED、LCD显示器有两种显示结构：
  - 段显示（7段、米字型等）
  - 点阵显示（5×8、8×8点阵等）

2、数码管实物

数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。

3、数码管特点

可显示内容
- 数字、小数点（0-9）和部分英文字符（A、C、E、F、L）、符号（.）。
特点：
1. 自发光、亮度高，特别适合环境亮度低的场合使用。
2. 牢固，不怕冲击。

4、数码管结构与原理

数码管结构
- LED显示器（数码管）系发光器件的一种。常用的LED发光器件有两类：数码管和点阵。
- 数码管内部由七个条形发光二极管和一个小圆点发光二极管组成，根据各管的亮暗组合成字符。根据内部发光二极管的接线形式可分为共阴极和共阳极两种。
- 使用时，共阴极数码管公共端接地，共阳极数码管公共端接电源。每段发光二极管需5～10mA的驱动电流才能正常发光，一般需加限流电阻控制电流的大小。
数码管原理
- LED数码管的a～g七个发光二极管。加正电压的发光，加零电压的不能发光，不同亮暗的组合就能形成不同的字型，这种组合称为字型码。共阳极和共阴极的字型码是不同的。

5、数码管驱动电路

要驱动1个四位数码管常见的有以下几种数码管驱动电路（本电路是使用：共阴极数码管）：
1. 使用12个IO口
2. P2.4-P2.7驱动位选，IO口直接驱动位选
3. P0驱动段选，IO口直接驱动段选

6、数码管显示分析

LED数码管的结构：共阳与共阴
显示设置
- 设置位选，设置 P2.4 - P2.7 对应位为高电平，即可选择第1 ~ 4 位数码管工作
- 设置段选：设置 P0.0 - P0.7 对应位为高电平，即可控制显示的字符、数字内容

3、项目实施

实验1 第1位数码管显示字符：b

/************************************
*实验名：数码管静态显示
*实验效果：第一个数码管显示字符“b”
************************************/

分析

方式1：单独设置

```c
#include <reg52.h>

#define par P0

sbit pos1 = P2^4;
sbit pos2 = P2^5;
sbit pos3 = P2^6;
sbit pos4 = P2^7;

void main()
{
	pos1 = 1;
	pos2 = 0;
	pos3 = 0;
	pos4 = 0;
	par = 0x7C;
	while (1);
}
```

方式2：整体设置

```c
#include <reg52.h>

#define par P0
#define pos P2 

void main()
{
	pos = 0x18;
	par = 0x7C;
	while (1);
}
```

实验2 4位数码管显示数值：12.34

实验需求
- 让四位数码管显示 12.34
实验分析：
- 第1位数码管显示 1，第2位数码管显示 2. ，第3位数码管显示 3，第4位数码管显示 4

方式1：逐位设置

  #include <reg52.h>
  
  void delay(unsigned int t);
  
  void main3()
  {
  	while(1)
  	{
  		//  第1个数码管显示：1
  		P2 = 0x18;
  		P0 = 0x06;
  		delay(100);
  		
  		//	第2个数码管显示：2.
  		P2 = 0x28;
  		P0 = 0xdb;
  		delay(100);
  		
  		//	第3个数码管显示：3
  		P2 = 0x48;
  		P0 = 0x4f;
  		delay(100);
  		
  		//	第4个数码管显示：4
  		P2 = 0x88;
  		P0 = 0x66;
  		delay(100);
  	}
  }
  
  // 延迟函数
  void delay(unsigned int t)
  {
  	while(t--);
  }

方式2：遍历数组设置

```c
#include <reg52.h>

// 定义位选：P2 表示设置数码管的位数
#define wei P2

// 定义段选：P0 表示设置要显示的内容
#define duan P0

// 定义数组：分别存储位选或段选的值
unsigned int wValue[] = {0x18,0x28,0x48,0x88};
unsigned int dValue[] = {0x06,0xdb,0x4f,0x66};

void delays(unsigned int i);

void main()
{	
	unsigned int idx;
	while(1)
	{
		for(idx =0; idx<4; idx++){
			// 第idx位显示
			P2 = wValue[idx];
			P0 = dValue[idx];
			delays(50);
		}
	}
}

void delays(unsigned int i)
{
	while(--i);
}
```

方式3：左移+数组遍历

```c
#include <reg52.h>

void delays(unsigned int t);

unsigned int dValue[] = {0x06, 0xdb, 0x4f, 0x66};

void main()
{
	unsigned int idx;
	while(1)
	{
		for(idx=0; idx<4; idx++)
		{
			//  第idx个数码管显示：1 2. 3 4
			P2 = 0x10 << idx | 0x08;
			P0 = dValue[idx];
			delays(100);
		}
	}
}

// 延迟函数
void delays(unsigned int t)
{
	while(t--);
}

```

说明
- 在位选切换时，需要增加扫描延时，延迟时间太长会闪烁，太短则会造成重影。

实验3 选择对应的位显示内容

需求
- 选择指定的位显示指定的内容
分析

实现

  #include <reg52.h>
  
  #define uint unsigned int
  
  // 定义位选：P2 表示设置数码管的位数
  #define pos P2
  
  // 定义段选：P0 表示设置要显示的内容
  #define par P0
  
  // 定义显示字符：0-9 C D E F L
  uint parValue[] = {0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x39, 0x79, 0x71};
  
  // 函数声明
  void delay_s(unsigned int i);
  void smgShow(uint postion, uint letter);
  
  void main()
  {
  	uint idx;
  	while(1)
  	{
  		// 函数测试
  		for(idx=1; idx<17; idx++){
  			smgShow(4, idx);
  			delay_s(90000);
  		}
  	}
  }
  
  /**
   * 指定对应位的数码管显示对应的内容
   *
   * @param postion 第几位数码管
   * @param letter 要显示的字符内容
   *
   * @return 无
   */
  void smgShow(uint postion, uint letter)
  {
  	if((postion > 0 && postion < 5) && (letter > 0 && letter < 14))
  	{
  		switch(postion){
  			case 1:
  				pos = 0x18;
  			  par = parValue[letter-1];
  			  break;
  			case 2:
  				pos = 0x28;
  			  par = parValue[letter-1];
  			  break;
  			case 3:
  				pos = 0x48;
  			  par = parValue[letter-1];
  			  break;
  			case 4:
  				pos = 0x88;
  			  par = parValue[letter-1];
  			  break;
  		}
  	}
  }
  
  
  /**
   * 延迟函数：让CPU重复执行从指定的值一直减到0
   *
   * @param i 初值
   *
   * @return 无
   */
  void delay_s(uint i)
  {
  	while(--i);
  }