静态数码管和动态数码管

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一，什么是数码管

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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

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二，静态数码管的驱动

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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 

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++);
}

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三，动态数码管

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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。

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四，动态数码管显示编程实战

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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 

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;
		}
	
	}

}

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五，使用38译码器驱动动态数码管

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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 

/*  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;
		}	
	}