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：
