完整版項(xiàng)目六數(shù)碼管顯示原理分解文檔良心出品

1、工程六 數(shù)碼管顯示原理學(xué)習(xí)目的：1. 介紹STC89C51的數(shù)碼管顯示的原理；2. 掌握單個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示的原理；3. 熟悉四位一體數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示的原理；4. 掌握單片機(jī)數(shù)碼管顯示的 C51程序編程.常用的LED顯示器有LED狀態(tài)顯示器俗稱發(fā)光二極管、LED七段顯示器俗稱數(shù)碼 管和LED十六段顯示器.發(fā)光二極管可顯示兩種狀態(tài),用于系統(tǒng)狀態(tài)顯示；數(shù)碼管用于數(shù)字顯示；LED十六段顯示器用于字符顯示.一、數(shù)碼管簡介1. 數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)數(shù)碼管由8個(gè)發(fā)光二極管以下簡稱字段構(gòu)成,通過不同的組合可用來顯示數(shù)字0 9、字符A F、H L、P R U、Y、符號"-及小數(shù)點(diǎn)“：'.數(shù)碼管的外形結(jié)構(gòu)

2、如以下圖所示.數(shù)碼管又分為共陰極和共陽極兩種結(jié)構(gòu).常用的LED顯示器為8段或7段,8段比7段多了一個(gè)小數(shù)點(diǎn)“dp段.有共陽極和共陰極兩種其結(jié)構(gòu)如以下圖所示：g f GND a b10 I 9 I S I 7 I 6I 1 I 2 I 3 | 4 |5 c d GND e dpa共陰極b共陽極時(shí)外形及引腳圖6-1數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖2. 數(shù)碼管工作原理共陽極數(shù)碼管的8個(gè)發(fā)光二極管的陽極二極管正端連接在一起.通常,公共陽極接 高電平一般接電源,其它管腳接段驅(qū)動(dòng)電路輸出端.當(dāng)某段驅(qū)動(dòng)電路的輸出端為低電平 時(shí),那么該端所連接的字段導(dǎo)通并點(diǎn)亮.根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符. 此時(shí),要求段驅(qū)動(dòng)電路

3、能吸收額定的段導(dǎo)通電流,還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來確定相應(yīng)的限流電阻.共陰極數(shù)碼管的8個(gè)發(fā)光二極管的陰極二極管負(fù)端連接在一起.通常,公共陰極接 低電平一般接地,其它管腳接段驅(qū)動(dòng)電路輸出端.當(dāng)某段驅(qū)動(dòng)電路的輸出端為高電平時(shí),那么該端所連接的字段導(dǎo)通并點(diǎn)亮,根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符.此時(shí),要求段驅(qū)動(dòng)電路能提供額定的段導(dǎo)通電流,還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來確定相應(yīng)的限流電阻.3. 數(shù)碼管字形編碼要使數(shù)碼管顯示出相應(yīng)的數(shù)字或字符,必須使段數(shù)據(jù)口輸出相應(yīng)的字形編碼.字型碼各位定義為：數(shù)據(jù)線 D0與a字段對應(yīng),D1與b字段對應(yīng),依此類推.如使用共陽極數(shù)碼管,數(shù)據(jù)為0表示對

4、應(yīng)字段亮,數(shù)據(jù)為 1表示對應(yīng)字段暗；如使用共陰極數(shù)碼管,數(shù)據(jù)為 0 表示對應(yīng)字段暗,數(shù)據(jù)為1表示對應(yīng)字段亮.如要顯示“ 0,共陽極數(shù)碼管的字型編碼應(yīng)為：11000000B 即C03 ;共陰極數(shù)碼管的字型編碼應(yīng)為：00111111B 即3FH.依此類推.以下圖為LED顯示器的結(jié)構(gòu)原理圖. N個(gè)LED顯示塊有N位位選線和8X N根段碼線.段碼線限制顯示的字型,位選線限制該顯示位的亮或暗.靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種顯示方式.位選線圖6-2 LED顯示器的結(jié)構(gòu)原理圖二、靜態(tài)顯示接口靜態(tài)顯示是指數(shù)碼管顯示某一字符時(shí),相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定導(dǎo)通或恒定截止.這種顯示方式的各位數(shù)碼管相互獨(dú)立,公共端恒定接地共陰極或

5、接正電源共陽極.每個(gè)數(shù)碼管的8個(gè)字段分別與一個(gè) 8位I/O 口地址相連,I/O 口只要有段碼輸出,相應(yīng)字符即顯示 出來,并保持不變,直到I/O 口輸出新的段碼. 采用靜態(tài)顯示方式, 較小的電流即可獲得較 高的亮度,且占用 CPU時(shí)間少,編程簡單,顯示便于監(jiān)測和限制,但其占用的口線多,硬件 電路復(fù)雜,本錢高,只適合于顯示位數(shù)較少的場合.1/0 口 I/O 口2 1/01-131/014.JLMO+5 V/GND圖6-3 4位靜態(tài)數(shù)碼顯示電路上圖中各位的公共端連接在一起接地或+5V.每位的段碼線adp分別與一個(gè)8位的鎖存器輸出相連. 顯示字符一確定,相應(yīng)鎖存器的段碼輸出將維持不變,直到送入另一個(gè)段

6、碼為止.顯示的亮度高.該電路各位可獨(dú)立顯示.三、動(dòng)態(tài)顯示接口動(dòng)態(tài)顯示是一位一位地輪流點(diǎn)亮各位數(shù)碼管,這種逐位點(diǎn)亮顯示器的方式稱為位掃描.通常,各位數(shù)碼管的段選線相應(yīng)并聯(lián)在一起,由一個(gè)8位的I/O 口限制；各位的位選線 (公共陰極或陽極)由另外的I/O 口線限制.動(dòng)態(tài)方式顯示時(shí),各數(shù)碼管分時(shí)輪流選通, 要使其穩(wěn)定顯示,必須采用掃描方式, 即在某一時(shí)刻只選通一位數(shù)碼管,并送出相應(yīng)的段碼, 在另一時(shí)刻選通另一位數(shù)碼管,并送出相應(yīng)的段碼.依此規(guī)律循環(huán),即可使各位數(shù)碼管顯示將要 顯示的字符.雖然這些字符是在不同的時(shí)刻分別顯示,但由于人眼存在視覺暫留效應(yīng),只要每位顯示間隔足夠短就可以給人以同時(shí)顯示的感覺.

7、段碼線8 位 1/0(1)位選線4位10(2)圖6-4 4位動(dòng)態(tài)數(shù)碼顯示電路上圖所有位的段碼線相應(yīng)段并在一起,由一個(gè)8位I/O 口限制,形成段碼線的多路復(fù)用,各位的公共端分別由相應(yīng)的I/O線限制,形成各位的分時(shí)選通.圖6-4為4位8段LED動(dòng)態(tài)顯示電路.其中段碼線占用一個(gè) 8位I/O 口,而位選線占用 一個(gè) 4 位 I/O 口.采用動(dòng)態(tài)顯示方式比較節(jié)省I/O 口,硬件電路也較靜態(tài)顯示方式簡單,但其亮度不如靜態(tài)顯示方式,而且在顯示位數(shù)較多時(shí),CPl依次掃描,占用 CPU較多的時(shí)間.四、定時(shí)/計(jì)數(shù)器應(yīng)用程序舉例1. 在四位一體數(shù)碼管個(gè)位上上顯示數(shù)字1.(1)硬件原理圖本教材配套開發(fā)板中,數(shù)碼管的段

8、選限制信號由連接器J15分別接到單片機(jī)P0.0P0.7,位選限制信號由連接器 J16分別接到單片機(jī) P2.0P2.3o四個(gè)三極管對位選信號進(jìn)行驅(qū)動(dòng), 位選限制信號為低電平時(shí),相應(yīng)的數(shù)碼管被選中.具體的原理圖如圖6-5所示.R304.7k圖6-5四位一體數(shù)碼管原理圖(2)程序流程圖具體程序流程圖見圖 6-6所示.(3)軟件代碼#include<reg52.h> void main() (P2=0xfe; / 選中個(gè)位P0=0xf9;/1while(1);2. 在四位一體數(shù)碼管各位依次顯示0F,間隔時(shí)間為1秒.(1)硬件原理圖 具體原理圖參見圖6-5 .(2)程序流程圖具體程序流程圖見

9、圖 6-7所示.(3)軟件代碼#include<reg52.h> #define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar data Smg=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e;void delay(uint t) /0.2ms * t 供參考 uchar time;dotime=100;while(-time);while(-t);void cycle()uchar i;P2=0xfe;while(1

10、)for(i=0;i<16;i+)P0=smgi;delay(5000);void main()cycle();3. 在四位一體數(shù)碼管上動(dòng)態(tài)顯示8952.(1) 硬件原理圖具體原理圖參見圖 6-5.(2) 程序流程圖具體程序流程圖見圖6-8所示.(3)軟件代碼#include<reg52.h> #define uchar unsigned charuchar data smgd=0x80,0x90,0x92,0xa4;/8952uchar data smgw=0xf7,0xfb,0xfd,0xfe;/ 位void delay(uchar t)/0.2ms * t 供參考 uc

11、har time; do time=100; while(-time); while(-t); void show() uchar i;while(1)for(i=0;i<4;i+)P0=0xff;/ 消影P2=smgwi;/ 位P0=smgdi;/ 段delay(21); void main()show();五、實(shí)訓(xùn)1. 實(shí)訓(xùn)目的進(jìn)一步了解掌握四位一體數(shù)碼管顯示的靜態(tài)顯示方式,掌握編程方法,能夠熟練編寫相關(guān)限制程序.2. 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容0時(shí)觸發(fā)蜂鳴(1) 定時(shí)器報(bào)警器設(shè)計(jì)(定時(shí)器 T1定時(shí),數(shù)碼管顯示 20秒倒計(jì)時(shí),時(shí)間為 器鳴叫).(2) 四位一體數(shù)碼管四個(gè)位同時(shí)顯示0F,時(shí)間間隔為1秒,

12、利用定時(shí)器定時(shí).(3) 四位顯示(分+秒)的數(shù)字時(shí)鐘.3. 實(shí)訓(xùn)步驟1) 用Keil51編寫代碼,調(diào)試、編譯后生成.hex文件.2) 將開發(fā)板上連接器J3、J15、J16用跳線帽連接.3) 利用STC-ISP下載軟件,將.hex文件下載到單片機(jī)ROMK4. 軟件代碼實(shí)訓(xùn)(1)軟件代碼： #include<reg52.h>#define uchar unsigned charsbit P21=P2a1; sbit P20=P2A0；sbit wave=P3A4;#define thr (P0=0xff;P21=0;P20=1;/宏定義函數(shù)#define fou (P0=0xff;P2

13、1=1;P20=0; ucharx=20; uchar t=0;uchar data smg10=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;void delay(uchar t)/ t * 0.2 ms參考 uchar time; do time=100; while(-time); while(-t);void init()/初始化 TMOD=0x01; TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; EA=1;ET0=1;TR0=1;void show()/顯示( if(x/10)/高位滅

14、零( thr P0=smgx/10; delay(21); fou P0=smgx%10; delay(21); void fire()/報(bào)警程序( wave=0; while(1);/程序終止void cycle() (while(1) ( if(t/20)/ 1s( t=0; x-; if(x=0) ( P0=0xc0;/ 顯示 0fire();/20秒到了,調(diào)用報(bào)警程序 show(); void main()(init();cycle();void zd()interrupt 1(t+；TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;實(shí)訓(xùn)(2)軟件

15、代碼：#include<reg52.h>#define uchar unsigned charucharx=0;uchar data Smg16=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83, 0xc6,0xa1,0x86,0x8e;void init()TMOD=0x10;TH1=(65536-50000)/256;TL1=(65536-50000)%256;EA=1;ET1=1;TR1=1;void wx()/四位同時(shí)顯示P2=0xf0;void cycle()uchar i=0;while(1)if(x

16、/20)/ 定時(shí)到達(dá)1sP0=smgi;x=0;i+;if(i=16)i=0;void main()(init();wx();cycle(); void zd()interrupt 3 ( x+; TH1=(65536-50000)/256; TL1=(65536-50000)%256;實(shí)訓(xùn)(3)軟件代碼： #include<reg52.h>#define uchar unsigned charsbit P23=P2A3;sbit P22=P2A2;sbit P21=P2A1;sbit P20=P2A0;#define one P0=0xff;P23=0;P22=1;P21=1;P

17、20=1;/宏定義函數(shù)#define two P0=0xff;P23=1;P22=0;P21=1;P20=1;#define thr P0=0xff;P23=1;P22=1;P21=0;P20=1; #define fou P0=0xff;P23=1;P22=1;P21=1;P20=0;uchar m=0,s=0,x=0;/初值為零uchar data smg10=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;void delay(uchar t)/0.2ms * t 參考 uchar time; do time=100;while(-time);while(-t);void init()/ 初始化( TMOD=0x01; TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; EA=1; ET0=1; TR0=1; void show()/ 顯示( oneP0=smgm/10;delay(21); twoP0=smgm%10;delay(21); thrP0=smgs/10;delay(21); f