嵌入式开发学习（STC51-5-数码管）

内容

静态数码管：最左端显示0
动态数码管：从左到右，显示0-9

数码管简介

数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管；

类别：

• 数码管按段数可分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元，也就是多一个小数点（DP），这个小数点可以更精确的表示数码管想要
  显示的内容；
• 按能显示多少个（8）可分为1位、2位、3位、4位、5位、6位、7位等数码管；
• 按发光二极管单元连接方式可分为共阳极数码管和共阴极数码管；

共阳数码管和共阴数码管：

• 共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管，共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮；
• 共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管，共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮；

显示原理

我们开发板上使用的数码管是2个四位一体的共阴极数码管（即8个LED的阳极全部并联一起引出，阴极分别引出如A、B、……、DP）；

如果要让共阴数码管显示数字0，即对应的段ABCDEF要点亮即给它高电平，其他的段熄灭即给它低电平，其他的数字显示方式一样；

共阴和共阳数码管的0-F段码数据表

• 共阴数码管码表

0x3f	0x06	0x5b	0x4f	0x66	0x6d	0x7d	0x07	0x7f	0x6f	0x77	0x7c	0x39	0x5e	0x79	0x71	0x00
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	A	B	C	D	E	F	无显示

• 共阳数码管码表

0xC0	0xF9	0xA4	0xB0	0x99	0x92	0x82	0xF8	0x80	0x90	0x88	0x83	0xC6	0xA1	0x86	0x8E	0xFF
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	A	B	C	D	E	F	无显示

从上述共阳和共阴码表中不难发现，它们的数据正好是相互取反的值；

共阴数码管数字0段码，0x3f，其二进制是0011 1111，该段码数据由来，是将dp段做为最高位，a段作为最低位，共8位，正好和51单片机的一组端口数一样，因此可以直接使用某一组端口控制数码管的段选数据口，比如P0口

静态数码管显示原理

每个数码管的段选接一个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；

优点是占用CPU时间少，显示便于监测和控制；

缺点是硬件电路比较复杂，成本较高，比如使用4个静态数码管，那么就得32个IO来控制，这对51单片机来说是无法承受的；

动态数码管显示原理

将所有数码管的段选线并联在一起，由位选线控制是哪一位数码管有效；

选亮数码管采用轮流显示的方式，利用发光管的余辉和人眼视觉暂留作用，使人的感觉好像各位数码管同时都在显示；

动态显示的亮度比静态显示要差一些，所以在选择限流电阻时应略小于静态显示电路的电阻；

原理图

线路图

由原理图可以看出，P00-07管脚控制数码管显示的图形，P22-24控制哪个数码管被点亮；

因为单片机IO口外部都增加了外部上拉电阻，因此P22、P23、P24引脚默认就是高电平，根据74HC138译码器输出特点，此时Y7脚输出有效（即LED8点亮），为低电平；

而数码管的段选a-dp连接在74HC245驱动芯片输出口，由P0端口控制，所以只要控制P0口输出高电平，SMG1最左边那个数码管默认就可以显示；

静态数码管

思路

让P0口设置为0的的段码数据，即可在最左端显示数字0

编码

main.c

/** @Description: 静态数码管-最左端显示0*/
#include "reg52.h"typedef unsigned int u16; // 对系统默认数据类型进行重定义
typedef unsigned char u8;#define SMG_A_DP_PORT P0 // 使用宏定义数码管段码口// 共阴极数码管显示0~F的段码数据
u8 gsmg_code[17] = {0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71};void main()
{SMG_A_DP_PORT = gsmg_code[0]; // 将数组第1个数据赋值给数码管段选口while (1){}
}

编译和结果

按F7编译，无错误，生成.hex文件，使用pz-isp将hex文件下载到单片机

结果：数码管最左端显示0

动态数码管

思路

人的肉眼正常情况下只能分辨变化超过24ms间隔的运动；

所以我们可以循环点亮各个数码管，并且这个循环间隔不超过24ms，这样看起来就是每个数码管都被点亮了；

编码

main.c

/** @Description: 动态数码管-从左到右，显示0-9*/
#include "reg52.h"typedef unsigned int u16; // 对系统默认数据类型进行重定义
typedef unsigned char u8;#define SMG_A_DP_PORT P0 // 使用宏定义数码管段码口// 定义数码管位选信号控制脚
sbit LSA = P2 ^ 2;
sbit LSB = P2 ^ 3;
sbit LSC = P2 ^ 4;// 共阴极数码管显示0~F的段码数据
u8 gsmg_code[17] = {0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71};/*** @description: 延时函数（循环一次大约10us）* @param {u16} ten_us* @return {*}*/
void delay_10us(u16 ten_us)
{while (ten_us--);
}/*** @description: 循环点亮各个数码管* @return {*}*/
void smg_display(void)
{u8 i = 0;for (i = 0; i < 8; i++){switch (i) // 位选{case 0:LSC = 1;LSB = 1;LSA = 1;break;case 1:LSC = 1;LSB = 1;LSA = 0;break;case 2:LSC = 1;LSB = 0;LSA = 1;break;case 3:LSC = 1;LSB = 0;LSA = 0;break;case 4:LSC = 0;LSB = 1;LSA = 1;break;case 5:LSC = 0;LSB = 1;LSA = 0;break;case 6:LSC = 0;LSB = 0;LSA = 1;break;case 7:LSC = 0;LSB = 0;LSA = 0;break;}SMG_A_DP_PORT = gsmg_code[i]; // 传送段选数据delay_10us(100);			  // 延时一段时间，等待显示稳定SMG_A_DP_PORT = 0x00;		  // 消影}
}void main()
{while (1){smg_display();}
}

编译和结果

按F7编译，无错误，生成.hex文件，使用pz-isp将hex文件下载到单片机

结果：