单片机——数码管显示

数码管介绍

LED数码管：数码管是一种简单、廉价的显示器，是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件

一位数码管

八段LED各有名字，八位

引脚定义；和下图序号相对应

 阴极连接在同一个端口上——阴极连接

 

 我们单片机上的数码管引脚连接方式是阴极连接，假使要在数码管上显示数字6，公共端（即阴极）需要接地 （数据0或者低电平），负极选中（位选）

 如图需要点亮A,F,G,E,C,D才会让数码管显示为数字6，则需要分别给对应的阳极引脚高电平 。

则可以得出段码：1011 1110（即引脚对应数据）

 阳极连接在一起——阳极连接

阳极连接则需要把共阳极连接到高电平端（VCC），则想要LED亮则需要在对应引脚接入数据0，

则可得出显示6的段码为：0100 0001

四位一体数码管

 

 

 类似的上图的图一是阴极连接，每个四位一体数码管分成四个一位数码管，且这四个A与A连接，B与B连接，以此类推。

假使要让四位一体数码管在第三个一位数码管上显示数字1，该如何操作？

拿阴极连接作为例子，因为只需要其中的第三个一位数码管显示数字，则第三个一位数码管位选（即阴极）输入数据0，其他的为1；再对其阳极进行讨论，要显示为1，即BC亮，因为阴极接的是低电平，则BC对应的引脚应该输入高电平，接入数据1，即7,4给1，得出段码：0110 0000；

注意：共用引脚的结果：在同一个时刻，只能有一个一位数码管被选中，即使选中多个，也是只能显示相同的数字。好处是：节省空间，方便操作。

138译码器：

可以通过控制三个端口来控制八个端口的其中一个端口输出1，

引脚介绍：

 A，B，C：输入端，高位到低位依次是是C-B-A

Y0 ~Y7：输出端

VCC：电源正极

GND：电源负极

G1,G2A,G2B:使能端，当G1接高电平，G2A,G2B接低电平时，才能正常工作。

工作原理：

输入端CBA输入000时，对应着0，对应着Y0；输入001时，对应1，对应着Y1......以此类推，可以通过控制三个引脚的输入来控制八个引脚中其中一个输出1（节省L口）。注意：八个引脚是低电平有效，即当输入端输入000时，输出端是0111 1111，Y0有效；输入端输入101时，输出端是1111 01111。

低电平驱动能力强，高电平驱动能力弱。

静态数码管显示

目标：实现在第三个一位数码管上显示数字6

操作如下：

1、需要通过138译码器选中LED6

     引脚P22，P23,P24在代码中分别对应P2_4，P2_3，P2_2。要选中Y5输出端，LED6，则需要CBA输入端输入101。

 2、要显示数字6，对应LED要激活afgedc。

        因为四位一体数码管是阳极连接，则需要激活的要输入1，反之则输入0；注意：从高位到低位依次是P07~P06~P05.......，其分别对应dp，g，f，e，d，c，b，a，则可得出段码：0111 1101。转换成16进制——0x7D；

得出代码：

#include 

void main(void)
{
    //分别对应138译码器的CBA输入端
	P2_4 = 1;//C
	P2_3 = 0;//B
	P2_2 = 1;//A
    //CBA输入101，选中输出端Y5
	
    
	P0 = 0x7D;
	while(1)
	{
		
	}
	
}

可以通过函数和数组来改善代码

 首先有：

 通过Switch函数快捷判断需要在哪个一体数码管上显示数字，再通过数组实现显示的数字

优化代码：

#include 

unsigned char NixieTable[] = {0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};

void Nixie(unsigned char Location, Number)
{
	switch(Location)
	{
		case 1: P2_4=1;P2_3=1;P2_2=1;break;
		case 2: P2_4=1;P2_3=1;P2_2=0;break;
		case 3: P2_4=1;P2_3=0;P2_2=1;break;
		case 4: P2_4=1;P2_3=0;P2_2=0;break;
		case 5: P2_4=0;P2_3=1;P2_2=1;break;
		case 6: P2_4=0;P2_3=1;P2_2=0;break;
		case 7: P2_4=0;P2_3=0;P2_2=1;break;
		case 8: P2_4=0;P2_3=0;P2_2=0;break;
	}
	P0 = NixieTable[Number];
}

void main(void)
{
	Nixie(6,4);
	while(1)
	{
		
	}
	
}

动态数码管显示

直接让静态数码管显示多个任务同时执行

#include 
#include 

void Nixie(unsigned char Location, Number);


unsigned char NixieTable[] = {0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};



void Nixie(unsigned char Location, Number)
{
	switch(Location)
	{
		case 1: P2_4=1;P2_3=1;P2_2=1;break;
		case 2: P2_4=1;P2_3=1;P2_2=0;break;
		case 3: P2_4=1;P2_3=0;P2_2=1;break;
		case 4: P2_4=1;P2_3=0;P2_2=0;break;
		case 5: P2_4=0;P2_3=1;P2_2=1;break;
		case 6: P2_4=0;P2_3=1;P2_2=0;break;
		case 7: P2_4=0;P2_3=0;P2_2=1;break;
		case 8: P2_4=0;P2_3=0;P2_2=0;break;
	}
	P0 = NixieTable[Number];
}

void main(void)
{
	
	while(1)
	{
		Nixie(1,1);
		Nixie(2,2);
		Nixie(3,3);
		Nixie(4,1);
	}
	
}

但是此时会出现bug，数字错乱显示在数码管上，如下图所示：

 这就涉及到消隐过程。

消隐

数码管显示过程：位选——段选——位选——段选——位选——段选——.......

因为单片机的速度很快，在下一位数据还没出来时，上一位的数据会被串到下一位数据上，导致数据串位。

要解决这个问题，需要在每次段选之后清零，这样上一位数据对下一位数据就不会产生影响。

#include 
#include 

void Nixie(unsigned char Location, Number);
void Delay(unsigned int xms);

unsigned char NixieTable[] = {0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};

void Delay(unsigned int xms)		
{
	unsigned char i, j;
	while(xms)
	{
		_nop_();
		i = 2;
		j = 199;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
		xms--;
	}
	
}

void Nixie(unsigned char Location, Number)
{
	switch(Location)
	{
		case 1: P2_4=1;P2_3=1;P2_2=1;break;
		case 2: P2_4=1;P2_3=1;P2_2=0;break;
		case 3: P2_4=1;P2_3=0;P2_2=1;break;
		case 4: P2_4=1;P2_3=0;P2_2=0;break;
		case 5: P2_4=0;P2_3=1;P2_2=1;break;
		case 6: P2_4=0;P2_3=1;P2_2=0;break;
		case 7: P2_4=0;P2_3=0;P2_2=1;break;
		case 8: P2_4=0;P2_3=0;P2_2=0;break;
	}
	P0 = NixieTable[Number];
	Delay(1);
	P0 = 0x00;
}

void main(void)
{
	
	while(1)
	{
		Nixie(1,1);
		Nixie(2,2);
		Nixie(3,3);
		Nixie(4,1);
	}
	
}

数码管数码管驱动

 •单片机直接扫描：硬件设备简单，但会耗费大量的单片机CPU时间。

•专用驱动芯片：内部自带显存、扫描电路，单片机只需告诉它显示什么即可。

 TM1640：

只需两根线就可以控制16个数码管显示任意数字

74AC595

 

 只需三根线即可控制八个数码管。