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

在这里插入图片描述


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

在这里插入图片描述

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
在这里插入图片描述

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;
		}	
	}

Logo

开放原子开发者工作坊旨在鼓励更多人参与开源活动,与志同道合的开发者们相互交流开发经验、分享开发心得、获取前沿技术趋势。工作坊有多种形式的开发者活动,如meetup、训练营等,主打技术交流,干货满满,真诚地邀请各位开发者共同参与!

更多推荐