静态数码管和动态数码管
目录一,什么是数码管二,静态数码管的驱动三,动态数码管四,动态数码管显示编程实战五,使用38译码器驱动动态数码管一,什么是数码管1、数码管(1)作用:数码管是显示器件,用来显示数字的(2)分类:单个(1位)、联排(2位、4位、8位)2、工作原理(1)亮灭原理(其实就是内部的照明LED)(2)显示数字(甚至文字)原理:利用内部的LED的亮和灭让外部的组成数字的笔画显示或者不显示,人看到的就是不同的数
一,什么是数码管
1、数码管
(1)作用:数码管是显示器件,用来显示数字的
(2)分类:单个(1位)、联排(2位、4位、8位)
2、工作原理
(1)亮灭原理(其实就是内部的照明LED)
(2)显示数字(甚至文字)原理:利用内部的LED的亮和灭让外部的组成数字的笔画显示或者不显示,人看到的就是不同的数字。
3、共阳极和共阴极数码管
(1)驱动方法的差异。必须清楚一个数码管内部的8颗LED是独立驱动的。如果8颗LED的正极接在一起接到VCC上(负极分别接到单片机的不同引脚),这种接法就叫共阳极。反之如果8课LED负极接在一起然后接到GND(正极就分别接到单片机的不同引脚)就叫共阴极。两种接法都可以驱动数码管显示,但是用来显示的单片机程序不同(共阳极时单片机0是亮,共阴极时单片机的1是亮)。
(2)驱动电流需求差异。数码管(其实就是LED)如果按照共阳极接法则单片机可以直接驱动显示,如果按照共阴极接法则单片机不能直接驱动,因为单片机的IO口提供的电流大小不够驱动数码管内部的LED显示,需要外部电路来提供一个大电流驱动的芯片来解决(一般电路中74HC573就是起的这个作用)。
4、静态和动态数码管
(1)用途差异
(2)电路接法差异
二,静态数码管的驱动
1、验证原理图中数码管段号是否正确
(1)数码管的8段实际是8个LED,分别对应IO端口P0的8个引脚(P0.0、P0.1····P0.7),那么谁对应谁呢?
(2)理论上可以分析原理图和接线方法去推测这个对应关系(数码管的段码),但是实际上理论分析的经常不对。
(3)实战中一般都是自己写代码去测试的。
P0 = 0xfe; 11111110 P0.0输出0 实测对应a
P0 = 0xfd; 11111101 P0.1输出0 实测对应b
P0 = 0xfb; 11111011 P0.2输出0 实测对应c
P0 = 0xf7; 11110111 P0.3输出0 实测对应d
P0 = 0xef; 11101111 P0.4输出0 实测对应e
P0 = 0xdf; 11011111 P0.5输出0 实测对应f
P0 = 0xbf; 10111111 P0.6输出0 实测对应g
P0 = 0x7f; 01111111 P0.7输出0 实测对应dp
注意:P0端口的8个二进制位中,高位对应P0.7,而低位对应P0.0
2、思考:数码管如何显示数字?
(1)数码管显示数字,其实就是让数码管亮相应的几个段。其实就是让IO端口的相应引脚输出0(其余引脚输出1),其实就对应一个8位的二进制数。
(2)结论就是:P0端口输出一个合适的字节数,数码管就会显示相应的数字。每个数字都会有一个对应的8位二进制数,关键就是要得到这8位二进制数。
(3)数字编码(段码)的获取
要显示的数字 数码管亮的LED 段码二进制 十六进制
0 abcdef 11000000 0xC0
1 bc 11111001 0xf9
2 abdeg 10100100 0xA4
3 abcdgh 10110000 0xb0
4 bcfg 10011001 0x99
5 acdfg 10010010 0x92
6 acdefg 10000010 0x82
7 abc 11111000 0xf8
8 abcdefg 10000000 0x80
9 abcdfg 10010000 0x90
A abcefg 10001000 0x88
b cdefg 10000011 0x83
C adef 11000110 0xc6
d bcdeg 10100001 0xA1
E adefg 10000110 0x86
F aefg 10001110 0x8e
3、结论
(1)不同的数码管数字编码(段码)表可能不同
(2)同一个数码管接线方式不同编码表可能完全不同
(3)硬件确定后可通过调试的方法来实验确定编码表
4、让静态数码管依次显示0到f
#include <reg51.h>
void delay();
void main(void)
{
unsigned char val[16] = {0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90, 0x88, 0x83, 0xc6, 0xa1, 0x86, 0x8e};
unsigned char i = 0;
while (1)
{
for (i=0; i<16; i++)
{
P0 = val[i];
delay();
}
}
}
void delay(void)
{
unsigned char i, j, k;
for (i=0; i<100; i++)
for (j=0; j<100; j++)
for (k=0; k<20; k++);
}
三,动态数码管
1、静态数码管驱动方式的缺陷
(1)优势是驱动简单直接,好编程
(2)缺陷是每个数码管需要1个端口,单片机的端口不够用
解决办法:使用动态方式驱动多个数码管
2、什么是动态数码管
(1)数码管还是原来的数码管(共阳极或共阴极均可)数码管有2端:COM端和段码端
(2)段码一侧还是接一个单片机端口
(3)COM(共极)接单片机一个IO口,多个联排数码管的COM共同接一个IO端口
静态和动态数码管本质区别是:静态数码管中只要给了段码数码管就一定工作(显示只取决于段码端),动态数码管中段码端给了段码值后还需要COM端配合才能点亮数码管。
3、动态数码管如何工作
(1)在某一特定时间段中,联排数码管中只有一个数码管在工作,其他均在休息(不工作)
(2)COM端选择哪个数码管工作,段码端输出这个数码管要显式的数字的段码;延时;COM端选择下一个数码管工作,同时段码端改输出这个数码管要显示的数字的段码;延时;COM端选择下一个数码管工作······
(3)快速切换工作的数码管,动态数码管利用了人眼的视觉暂留,则人看到的是所有的数码管都在亮(其实亮度是比静态驱动低的)。
搞清楚2点:
第一:宏观上所有的数码管都是同时亮的,所以人以为所有数码管同时工作,所以多个数码管可以合在一起来显示(譬如显示12345678)
第二:微观上数码管是依次亮的,我们可以给不同的数码管送不同的段码,所以不同的数码管可以显示不同的数字。所以相当于8个数码管的显示是独立的。
四,动态数码管显示编程实战
先实验得出数码管的段码表:0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71
目标:8个联排数码管一起显示12345678
(1)编程思路:先选中第1数码管,然后段码端送1的段码,然后延时一会儿;然后切换选中第2数码管,然后段码端送2的段码,然后延时一会儿;····直到第8个数码管显示完为一个周期;死循环这个周期。
(2)实现代码:
#include <reg51.h>
void delay(void)
{
unsigned char i, j;
for (i=0; i<10; i++)
for (j=0; j<10; j++);
}
unsigned char duanma[16] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};
unsigned char weima[8] = {0xfe, 0xfd, 0xfb, 0xf7, 0xef, 0xdf, 0xbf, 0x7f};
void main(void)
{
while (1)
{
unsigned char i = 0;
for (i=0; i<8; i++)
{
P2 = weima[i]; // 依次选择数码管1-8
P0 = duanma[i]; // 依次显示1-8
delay();
P0 = 0x00;
}
}
}
五,使用38译码器驱动动态数码管
1、为什么引入38译码器
(1)38译码器的作用:用3个IO口来控制8路输出。
(2)用38译码器驱动数码管的意义:原来不用38译码器时,8个动态数码管一共使用2个IO端口(16个引脚),现在使用了38译码器后,我们可以用38译码器的3路输入来控制数码管的8路位码,这样总共只需要3+8=11个IO引脚就可以来驱动8个动态数码管了,省了5个IO口。
2、74LS138的数据手册
(1)重点看懂真值表
(2)G1和G2A G2B三个是使能引脚
(3)ABC是编码端,Y0-Y7是输出端
实验代码:
#include <reg51.h>
/* 接线方法
* P1.0对应A, P1.1对应B, P1.2对应C
* P0端口对应段码
*
*/
unsigned char duanma[16] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};
unsigned char weima[8] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};
void delay(void)
{
unsigned char i;
for (i=0; i<200; i++);
}
void main(void)
{
while (1)
{
unsigned char i = 0;
for (i=0; i<8; i++)
{
P1 = weima[i]; // 依次选择数码管1-8
P0 = duanma[i+3]; // 依次显示3-a
delay();
P0 = 0x00;
}
}
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