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51单片机(三)数码管(超详细、必会!)

2024-06-04 15:47| 来源: 网络整理| 查看: 265

数码管详细总结 一、数码管电路1、单个数码管2、多个数码管3、数码管与芯片的连接3.1 为什么要使用锁存器?3.2 锁存器的电路连接 二、数码管显示数字时芯片引脚的状态值三、数码管实现动态显示1、一个数码管从0到F动态显示2、多个数码管从0到F动态显示3、一个经典例子

一、数码管电路 1、单个数码管

在这里插入图片描述

一个数码管是由a、b、c、d、e、f、g、dp八个二极管组成,八个LED一端接在一起,另一端引脚引出来。二极管如果阳极连在一起,就是共阳极数码管,阴极连在一起,就是共阴极数码管。

如上图,是一个共阴极数码管,要使数码管显示不同的数字,只需点亮对应LED即可。如:数码管显示“0”,则a、b、c、d、e、f六个LED亮,g、dp这俩个LED灭,即可显示“0”。

2、多个数码管

在这里插入图片描述 上图所示的六个数码管,在使用时,需要程序选定使用哪几个数码管,这就是“位选”,选定数码管后再对选定的数码管进行操作,其操作与单个数码管的操作一致(接下来还会进一步详解),这就是“段选”。

3、数码管与芯片的连接 3.1 为什么要使用锁存器?

二极管正常工作时需要5mA以上的电流,若数码管引脚和芯片引脚直接相连,芯片的I/O口无法输出这么大的电流,对于共阴极的数码管,可以在阳极处接上拉电阻,对于共阳极的数码管,可以在阴极处接下拉电阻,但是也使得“位选”需做另外的处理。

引入锁存器,利用其输出电流大的特点,有效的解决了LED工作电流问题,而且还可以利用锁存器进行“位选”、“段选”。

3.2 锁存器的电路连接

在这里插入图片描述上图所示,连接俩块锁存器,U1控制段选,U2控制位选,锁存器我们在博客(一)中做过总结,现再回顾一下 在这里插入图片描述 根据电路图,OE始终接地,所以锁存器工作状态只有前三种,当LE软件置1时,锁存器的输入端D与输出端Q同高电平,同低电平,当LE软件置0时,锁存器输出为Q0。

由电路图可得,电路连接为:

单片机的芯片引脚P00—>P07分别接U1锁存器的D0——>D7,单片机的芯片引脚P00—>P07分别接U2锁存器的D0——>D7,也就是说U1、U2俩锁存器都与P0相连,所以在数码管工作状态下,俩个锁存器不能同时处于打开状态,即俩个锁存器的LE不能同时为高电平。锁存器U1的输出接数码管的LED阳极,锁存器U2的输出接数码管的WE,控制“数码管选择”。

锁存器U2控制位选,U2打开时,U1关闭,此时U2的输入和输出同高、同低电平。如下图,若使用数码管1,则只需D0置0,其他引脚置1,即芯片P00输出为0,P01——>P07输出为1,即P0寄存器的状态值为0xfe(上面低位,从下往上读) 在这里插入图片描述

锁存器U1控制段选,如刚刚位选了数码管1,则接下来段选是对数码管1的操作。此时关闭U2,打开U1,即U2的LE软件置0,U1的LE软件置1,而U2的LE与芯片的P27相连,U1的LE与芯片的P26相连(下图所示),所以只需使芯片的P27输出低电平来关闭U2锁存器,P26输出高电平来打开U1锁存器。 在这里插入图片描述

打开U1锁存器后,使数码管显示某个数字,我们在第一节中总结过了,比如显示一个数字“6”,需要a、c、d、e、f、g六个LED亮,所以锁存器输出01111101(共阴极数码管。输出1时点亮),即P0寄存器输出01111101,P0寄存器的状态值为0x7d。

在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 第一个数码管显示数字“6”的程序如下:

#include sbit dula=P2^6; sbit wela=P2^7; void main() { wela=1; P0=0xfe;//位选第一个数码管 wela=0; dula=1; P0=0x7d; dula=0; while(1); }

分析上面程序:

首先对连接U1、U2锁存器LE的芯片引脚P26与P27进行位操作,重命名为“dula”与“wela”,表示“段选”和“位选”。主函数里,先打开位选:wela=1,选择第一个数码管,则U2锁存器输入和输出均为11111110(从下往上),P0的输出也为11111110,即0xfe,位选结束后关闭位选:wela=0。

接下来打开段选:dula=1,对第一个数码管操作,显示数字“6”,U1锁存器输入输出均为01111101,即P0输出为01111101,即P0的状态值为0x7d。最后关闭段选。

注: 正因为锁存器U1与U2同时接在芯片的P0引脚上,所以俩个锁存器不能同时打开,否则芯片引脚P0输出的状态值会在U1和U2上同时发生响应,造成紊乱。

二、数码管显示数字时芯片引脚的状态值

在这里插入图片描述在这里插入图片描述 显示数字“0”,abcdef亮,状态值00111111——>0x3f 显示数字“1”,bc亮,状态值00000110——>0x06 显示数字“2”,abdeg亮,状态值01011011——>0x5b 显示数字“3”,abcdg亮,状态值01001111——>0x4f 显示数字“4”,bcfg亮,状态值01100110——>0x66 显示数字“5”,acdfg亮,状态值01101101——>0x6d 显示数字“6”,acdefg亮,状态值01111101——>0x7d 显示数字“7”,abc亮,状态值00000111——>0x07 显示数字“8”,abcdefg亮,状态值01111111——>0x7f 显示数字“9”,abcdfg亮,状态值01101111——>0x6f 显示字母“A”,abcefg亮,状态值01110111——>0x77 显示字母“B”,cdefg亮,状态值01111100——>0x7c 显示字母“C”,adef亮,状态值00111001——>0x39 显示字母“D”,bcdeg亮,状态值01011110——>0x5e 显示字母“E”,adefg亮,状态值01111001——>0x79 显示字母“F”,aefg亮,状态值01110001——>0x71

在编写程序时将上述状态值放入数组中,通过数组来实现数码管的动态显示。

放在如下数组中:

#define uchar unsigned char uchar code table[]={ 0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71 }

在table数组名前加了code,表示编码的意思,单片机程序把不需要更改的东西通过code关键字定义为编码,单片机执行程序时,table只占用程序存储空间,可以理解为占用flash,而不占用RAM。

三、数码管实现动态显示 1、一个数码管从0到F动态显示 #include #define uint unsigned int #define uchar unsigned char uchar code table[]={ 0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71 }; uchar num; sbit dula=P2^6; sbit wela=P2^7; void delay_ms(uint ); void main() { wela=1; P0=0xfe; wela=0; while(1) { for(num=0;num uint i,j; for(i=ms;i>0;i--) for(j=110;j>0;j--); }

此时第一个数码管从0变化到F,之后停止不动。

若使数码管从0到F反复变化,只需在while()语句里添加如下代码:

if(num==16) num=0;

完整程序:

#include #define uint unsigned int #define uchar unsigned char uchar code table[]={ 0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71 }; uchar num; sbit dula=P2^6; sbit wela=P2^7; void delay_ms(uint ); void main() { wela=1; P0=0xfe; wela=0; while(1) { for(num=0;num uint i,j; for(i=ms;i>0;i--) for(j=110;j>0;j--); } 2、多个数码管从0到F动态显示

与之前的一个数码管比较,多个数码管的动态显示只需改变位选时P0的输出,如六个数码管同时显示,则P0输出11000000,即0xc0 在这里插入图片描述

位选代码:

wela=1; P0=0xc0; wela=0;

完整代码:

//六个数码管从0到F循环动态显示 #include #define uint unsigned int #define uchar unsigned char uchar code table[]={ 0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71 }; uchar num; sbit dula=P2^6; sbit wela=P2^7; void delay_ms(uint ); void main() { wela=1; P0=0xc0; wela=0; while(1) { for(num=0;num uint i,j; for(i=ms;i>0;i--) for(j=110;j>0;j--); } 3、一个经典例子

题: 六个数码管,第一个数码管显示数字“1”,间隔1秒后再在第二个数码管上显示数字“2”,间隔1s后在第三个数码管上显示数字“3”,以此类推…在第六个数码管上显示数字“6”

分析: 六个数码管轮流显示,所以位选时依次选择数码管1、2…6,每次位选后,再段选输出需要显示的数字。

第一个数码管位选:

wela=1; P0=0xfe;//第一个数码管 wela=0;

第一个数码管段选输出数字“1”:

dula=1; P0=table[1]; dula=0; delay_ms(1000);

位选时P0的输出之前已经总结过了,再回忆一下,如下图,从左到右分别为数码管1、2、3、4…从下往上读,得到8位二进制码,变为16进制即可。 在这里插入图片描述 完整程序:

#include #define uint unsigned int #define uchar unsigned char uchar code table[]={ 0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71 }; uchar num; sbit dula=P2^6; sbit wela=P2^7; void delay_ms(uint ); void main() { while(1) { wela=1; P0=0xfe;//第一个数码管 wela=0; dula=1; P0=table[1]; dula=0; delay_ms(1000); wela=1; P0=0xfd;//第二个数码管 wela=0; dula=1; P0=table[2]; dula=0; delay_ms(1000); wela=1; P0=0xfb;//第三个数码管 wela=0; dula=1; P0=table[3]; dula=0; delay_ms(1000); wela=1; P0=0xf7;//第四个数码管 wela=0; dula=1; P0=table[4]; dula=0; delay_ms(1000); wela=1; P0=0xef;//第五个数码管 wela=0; dula=1; P0=table[5]; dula=0; delay_ms(1000); wela=1; P0=0xdf;//第六个数码管 wela=0; dula=1; P0=table[6]; dula=0; delay_ms(1000); } } void delay_ms(uint ms) { uint i,j; for(i=ms;i>0;i--) for(j=110;j>0;j--); }


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