单片机数码管知识要点

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楼主 2022-08-18 12:50:57
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1、数码管的基本介绍

先给大家提供一张原理图看一下,如图1所示。

图1数码管原理图

这是比较常见的数码管的原理图,我们板子上一共有6只数码管。前边有了LED小灯的学习,数码管学习就会轻松的多了。从图1能看出来,数码管共有a,b,c,d,e,f,g,dp这8个段,而实际上,这8个段每一段都是一个LED小灯,所以数码管就是由8个LED小灯所组成的。我们看一下数码管内部结构图。

图2数码管结构图

数码管分为共阳数码管和共阴数码管,所谓的共阴数码管就是8只LED小灯的阴极是接在一起的,也就是阴极是公共端,由阳极来控制小灯是否亮灭。同理,共阳数码管就是阳极是接到一起的,大家可以仔细研究下图1。细心的同学也会发现,数码管上边有2个com,实际上就是我们数码管的公共端。为什么有2个,我个人认为,一方面有2个可以起到对称的效果,刚好是10个引脚,另外一个方面,公共端通过的电流较大,我们初中就学过,并联电路电流之和等于总电流,用2个com可以把公共电流平均到2个引脚上去,降低线路承受的电流。

从我们板子的电路图上能看出来,我们所用的数码管是共阳数码管,如图所示。

图3共阳数码管电路

他们的com是接到了正极上,当然了,和LED小灯电路类似,也是由74HC138控制了三极管的导通来控制整个数码管的电流,我们先来看DS1这个数码管。原理图上可以看出来,控制DS1的三极管是Q17,控制Q17的引脚是LEDS0,对应到74HC138上边就是Y0端的输出。

图474HC138控制图

我们现在的目的是让LEDS0这个引脚输出低电平,相信大家现在可以独立根据前边学到的内容把ADDR0,ADDR1,ADDR2,ADDR3,ENLED这4个输入状态写出来,现在大家不要偷懒,都去根据138的手册去写一下,不需要你记住这些结论,但是遇到就写一次,锻炼过几次后,遇到同类芯片自己就知道如何去解决问题了。

数码管通常是用来显示数字的,我们板子上的6个数码管,习惯上我们称之为6位,那控制位选择的就是74HC138了。而数码管内部的8个LED小灯我们称之为数码管的段,那么数码管的段选择(即该段的亮灭)是通过P0口控制,经过74HC245驱动。

2、数码管的真值表

数码管的8个段,我们直接当成8个LED小灯来控制,那就是a、b、c、d、e、f、g、dp一共8个LED小灯。我们通过图1可以轻而易举的看出来,如果我们点亮b和c这两个LED小灯,也就是数码管的b段和c段,其他的所有的段都熄灭的话,就可以让数码管DS1显示一个数字1,那么这个时候实际上P0的值的二进制就是0b11111001,十六进制就是0xF9。那么我们写一个程序进去,看看让数码管显示一下看看。

#include//包含寄存器的库文件

sbitADDR0=P1^0;

sbitADDR1=P1^1;

sbitADDR2=P1^2;

sbitADDR3=P1^3;

sbitENLED=P1^4;

voidmain()

{

unsignedcharj=0;

unsignedinti=0;

ENLED=0;

ADDR0=0;

ADDR1=0;

ADDR2=0;

ADDR3=1;//74HC138开启三极管Q17

while(1)//程序死循环

{

P0=0xF9;//打开数码管b和c段

}

}

大家把这个程序编译一下,下载到单片机里会发现,最右侧的数码管成功显示1这个数字。

同样的方法,我们可以把其他的数字都成功的在数码管上显示出来,而数码管显示的数字对应给P0的赋值,我们叫做数码管的真值表。我们来列一下我们这个电路图的数码管真值表,注意,这个真值表里显示的数字都不带小数点。

大家可以把上边那个数码管显示1的那个程序中的P0的赋值随便修改成我们表5-1中的真值表里的数字试试看,把数码管显示的数字显示出来。

3、数码管的静态显示

从第三课我们学习74HC138以后,我们了解到74HC138同时一次只能让一个输出口为低电平,也就是在一个时刻内,我们只能让一个数码管显示,始终选通数码管并且可以根据我们的P0总线的信号来改变这个数码管的值,我们可以理解为数码管的静态显示。

数码管静态显示是对应动态显示而言的,静态显示对于一两个数码管还行,多个数码管,静态显示实现的意义就没有了。这节课我们先用一个数码管的静态显示来实现一个简单的秒表,为下节课的动态显示打下基础。

先来介绍一个51单片机的关键字code。我们前边课程定义变量的时候,一般用到unsignedchar或者unsignedint这两个关键字,这样定义的变量都是放在我们的单片机的RAM中,我们在程序中可以随意去改变这个变量的值。但是还有一种常数,我们在程序中要使用,但是却不进行对这个值的改变,这种值我们可以加一个code关键字修饰一下,修饰完毕后,这个值就会存储到我们的程序空间flash中,这样可以大大节省我们单片机的RAM的使用量,毕竟我们的RAM空间比较小,而程序空间是很大的。比如我们现在要使用的数码管真值表,我们来看一下我们下边的这个程序。

#include//包含寄存器的库文件

sbitLED=P0^0;

sbitADDR0=P1^0;

sbitADDR1=P1^1;

sbitADDR2=P1^2;

sbitADDR3=P1^3;

sbitENLED=P1^4;

unsignedcharcodeLedChar[]={

0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,

0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8e

};//用数组来存储数码管真值表,下一课详细介绍数组

voidmain()

{

unsignedcharcounter=0;

unsignedcharj=0;

ENLED=0;ADDR0=0;ADDR1=0;

ADDR2=0;ADDR3=1;P0=0XFF;//74HC138和P0初始化部分

TMOD=0x01; //设置定时器0为模式1

TH0=0xB8;

TL0=0x00; //定时值初值

TR0=1; //打开定时器0

while(1)

{

if(1==TF0) //判断定时器0是否溢出

{

TF0=0;

TH0=0xB8; //溢出后,重新赋值

TL0=0x00;

counter++;

if(50==counter)//判断定时器0溢出是否达到50次

{

counter=0;//counter清0,重新计数

P0=LedChar[j++];//把数组里的对应值送给P0

if(16==j)//当显示到F后,归0重新开始

{

j=0;

}

}

}

}

}

文章出处:【微信号:changxuemcu,微信公众号:畅学单片机】


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