單片機實例之數(shù)碼管

1、課題三（實例）課題三（實例） 之數(shù)碼管顯示之數(shù)碼管顯示n任務一 單個單個LED數(shù)碼管的靜態(tài)控制顯示方式數(shù)碼管的靜態(tài)控制顯示方式n任務二 多個多個LED數(shù)碼管的動態(tài)控制顯示方式數(shù)碼管的動態(tài)控制顯示方式n任務三 099999999加法計數(shù)器加法計數(shù)器n課題目標課題目標 本課題的任務是用單片機實現(xiàn)簡易數(shù)字本課題的任務是用單片機實現(xiàn)簡易數(shù)字顯示，演示效果如圖顯示，演示效果如圖4-1所示。通過編程，所示。通過編程，學會在單片機上實現(xiàn)一位數(shù)字和多位數(shù)字學會在單片機上實現(xiàn)一位數(shù)字和多位數(shù)字的靜態(tài)和動態(tài)顯示控制方法，以及不同進的靜態(tài)和動態(tài)顯示控制方法，以及不同進制計數(shù)的程序編寫方法。制計數(shù)的程序編寫方法。任務

2、一任務一 LED數(shù)碼管的靜態(tài)顯示數(shù)碼管的靜態(tài)顯示 本任務就是將單片機與數(shù)碼管接成圖4-2所示靜態(tài)顯示方式，編程實現(xiàn)數(shù)碼管每隔0.2s的0-9數(shù)字顯示。圖4-2 數(shù)碼管顯示電路圖一、任務分析一、任務分析 所謂靜態(tài)顯示，就是當單片機某一端口輸出一組顯示數(shù)據(jù)之后，該端口一直保持該數(shù)據(jù)輸出，維持數(shù)碼管的顯示數(shù)字，直到端口數(shù)據(jù)改變，又保持顯示下一數(shù)據(jù)的顯示方式。 在具體電路連接上，將單片機一個端口的八個端子接在一只數(shù)碼管的八個引腳上（h端為小數(shù)點），控制數(shù)碼管的七段LED的亮或熄，顯示器出數(shù)字，這種顯示控制方式就是靜態(tài)顯示。靜態(tài)顯示電路連接特點是單片機端口的每一位與數(shù)碼管的一個端相連接，相當于單片機的一

3、個引腳外接一只發(fā)光二極管。二、LED數(shù)碼管的結構和工作原理。圖4-3 數(shù)碼管結構圖 數(shù)碼管實際上是由7個發(fā)光管組成“8”字形構成的，加上小數(shù)點就是8個。這些段分別由字母a、b、c、d、e、f、g、dp來表示。當數(shù)碼管特定的段加上電壓后，這些特定的段就會發(fā)亮，以形成我們眼睛看到的字樣。例如：顯示一個“3”字，那么應當是a亮、b亮、c亮、d亮、e不亮、f不亮、g亮、dp不亮。數(shù)碼管的內部結構如圖2.4所示，其中COM引腳為公共端，用來控制數(shù)碼管顯示的打開或關閉，即起到“使能”作用。 根據(jù)公共端接法的不同，數(shù)碼管又分為共陰極和共陽極兩種結構，分別如圖2.4(b)和圖 2.4(c)所示。 共陽極就是將

4、8個LED的陽極連接到一起組成公共端COM，接正極，當相應字段為低電平“0”時，可以點亮該字段；當相應字段為高電平“1”時，該字段不亮。 共陰極就是將8個LED的陰極連接到一起組成公共端COM，接負極，當相應字段為高電平“1”時，可以點亮該字段；當相應字段為低電平“0”時，該字段不亮。數(shù)碼管段碼 表4-1 共陰數(shù)碼管顯示數(shù)字的段碼表數(shù)碼管段碼 表4-2 共陽數(shù)碼管顯示數(shù)字的段碼表四、程序設計 要實現(xiàn)09的顯示，設計方法與前面彩燈花樣顯示類似，首先寫出09的顯示數(shù)據(jù)（表4-1中的字型碼數(shù)據(jù)，注意電路中選用的是共陰或共陽數(shù)碼管一致），這些數(shù)據(jù)在程序中作數(shù)組元素。程序中將數(shù)組元素依次讀出送到端口，使

5、數(shù)碼管顯示出對應的數(shù)字。程序的設計框圖見圖4-5。圖4-51、C語言程序：#include #define uchar unsigned charunsigned char code table=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;unsigned char dispcount;void delay02s() unsigned char i,j,k;for(i=10;i0;i-)for(j=200;j0;j-)for(k=248;k0;k-);void main(void) while(1) for(dispc

6、ount=0;dispcount10;dispcount+) P1=tabledispcount; delay02s();2、匯編語言程序：org 00haa:mov r0,#00hmov dptr,#tabsd:mov a,r0movc a,a+dptrmov p1,alcall delayinc r0cjne r0,#10,sdsjmp aadelay:mov r6,#5SS:MOV R7, #200LOOP:MOV R5, #249DJNZ R5, $DJNZ R7,LOOPDJNZ R6,SSrettab:db 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6

7、fh end任務二任務二 LED數(shù)碼管的動態(tài)顯示數(shù)碼管的動態(tài)顯示 本任務就是當單片機與數(shù)碼管接成動態(tài)顯示方式，編程實現(xiàn)數(shù)碼管的0-7數(shù)字顯示。 一、電路原理 動態(tài)顯示的電路有很多，本課題中所選用的動態(tài)顯示的電路有很多，本課題中所選用的電路如圖電路如圖4-6所示。圖中用的是兩只四位數(shù)碼管。所示。圖中用的是兩只四位數(shù)碼管。每只已將所有數(shù)碼管的每只已將所有數(shù)碼管的ah分別連接在一起，再分別連接在一起，再將兩只四位數(shù)碼管的將兩只四位數(shù)碼管的ah連接在一起，即將八只連接在一起，即將八只數(shù)碼管八段顯示的數(shù)碼管八段顯示的段碼控制線連接段碼控制線連接在一起，作為在一起，作為整個數(shù)碼管的段碼控制。單片機端口驅動

8、能力不整個數(shù)碼管的段碼控制。單片機端口驅動能力不足，在段碼上使用足，在段碼上使用74LS373提高數(shù)碼管亮度。對提高數(shù)碼管亮度。對每只數(shù)碼管的公共端進行控制，使每只數(shù)碼管的公共端進行控制，使每只數(shù)碼管可每只數(shù)碼管可以單獨顯示以單獨顯示。電路中，將每個數(shù)碼管的。電路中，將每個數(shù)碼管的COM端接端接位選信號位選信號dig，該引腳為低電平即接通顯示，實現(xiàn)，該引腳為低電平即接通顯示，實現(xiàn)數(shù)碼管的位控制。數(shù)碼管的位控制。圖4-6 數(shù)碼管原理圖三、74LS138譯碼器： 74LS138 為3 線8 線譯碼器，其工作原理如下： 當一個選通端（G1）為高電平，另兩個選通端（/(G2A)和/(G2B)）為低電平

9、時，可將地址端（A、B、C）的二進制編碼在一個對應的輸出端以低電平譯出。 圖4-4 74LS138引腳圖n真值表： 表4-2 74LS138功能表圖4-6 數(shù)碼管原理圖1、C語言程序：#include #define uchar unsigned charsbit a=P05;sbit b=P06;sbit c=P07;uchar code table=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;uchar dispcount;void delay02s(void) unsigned char i,j,k;for(i=

10、10;i0;i-)for(j=200;j0;j-)for(k=248;k0;k-);void main(void) while(1) for(dispcount=0;dispcount10;dispcount+) a=0; b=0; c=0; P1=tabledispcount; delay02s(); 2、匯編語言程序：org 00haa:mov r0,#00hmov dptr,#tabclr p0.5clr p0.6clr p0.7sd:mov a,r0movc a,a+dptrlcall delaymov p1,ainc r0cjne r0,#10,sdsjmp aadelay:mov

11、r6,#5SS:MOV R7, #200LOOP:MOV R5, #249DJNZ R5, $DJNZ R7,LOOPDJNZ R6,SSrettab:db 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh end 如圖如圖4-6所示電路，在電路連接上將所有要顯所示電路，在電路連接上將所有要顯示的數(shù)碼管的八個端并接在單片機同一個端口的示的數(shù)碼管的八個端并接在單片機同一個端口的八位上，而用單片機的另一個端口的各個位分別八位上，而用單片機的另一個端口的各個位分別控制各數(shù)碼管的公共端，控制數(shù)碼管是否點亮。控制各數(shù)碼管的公共端，控制數(shù)碼管是否點亮。在程序的控制下，在程序的

12、控制下，快速地依次輸出要顯示各個數(shù)，快速地依次輸出要顯示各個數(shù)，并同時控制對應數(shù)碼管工作并同時控制對應數(shù)碼管工作，這就是數(shù)碼管的動，這就是數(shù)碼管的動態(tài)顯示方式。態(tài)顯示方式。 宏觀看同時點亮，微觀看依次點亮宏觀看同時點亮，微觀看依次點亮圖4-6 數(shù)碼管原理圖 動態(tài)顯示達到一定速度時，由于人眼的視覺暫動態(tài)顯示達到一定速度時，由于人眼的視覺暫留特性，在觀察時，數(shù)碼管所有內容如同靜態(tài)顯留特性，在觀察時，數(shù)碼管所有內容如同靜態(tài)顯示一樣，不會產(chǎn)生閃爍。所以，對動態(tài)掃描的頻示一樣，不會產(chǎn)生閃爍。所以，對動態(tài)掃描的頻率有一定的要求，率有一定的要求，LED數(shù)碼管將出現(xiàn)數(shù)碼管將出現(xiàn)現(xiàn)象。如現(xiàn)象。如，由于每個，由于

13、每個LED數(shù)碼管點數(shù)碼管點亮的時間太短，亮的時間太短，LED數(shù)碼管的亮度太低，數(shù)碼管的亮度太低，。所以，顯示時間一般取。所以，顯示時間一般取幾個幾個ms左右為宜。在左右為宜。在編寫程序時，常采用調用延時子程序來達到要求編寫程序時，常采用調用延時子程序來達到要求的保持時間。程序工作時，使電路的保持時間。程序工作時，使電路選通某一位數(shù)選通某一位數(shù)碼管后，該數(shù)碼管被點亮后并保持一定的時間碼管后，該數(shù)碼管被點亮后并保持一定的時間。 下面，以在數(shù)碼管上從左到右依次顯示出下面，以在數(shù)碼管上從左到右依次顯示出8 8個個數(shù)字（數(shù)字（0 07 7）為例，編寫動態(tài)顯示程序。程序中）為例，編寫動態(tài)顯示程序。程序中將

14、要顯示的八個數(shù)字放在一個數(shù)組中（該數(shù)組取將要顯示的八個數(shù)字放在一個數(shù)組中（該數(shù)組取名為名為display_datadisplay_data）。如果從段碼輸出端口來看，）。如果從段碼輸出端口來看，動態(tài)顯示程序的顯示段碼輸出的過程，其實質和動態(tài)顯示程序的顯示段碼輸出的過程，其實質和靜態(tài)顯示八個數(shù)字是一樣的，依次輸出各個段碼；靜態(tài)顯示八個數(shù)字是一樣的，依次輸出各個段碼；從位碼端口看，要哪只數(shù)碼管顯示，就在那只數(shù)從位碼端口看，要哪只數(shù)碼管顯示，就在那只數(shù)碼對應位輸出碼對應位輸出1 1，顯示一個數(shù)字后，則下一位輸出，顯示一個數(shù)字后，則下一位輸出高電平，這與跑馬燈的控制是一樣的。將這兩個高電平，這與跑馬燈

15、的控制是一樣的。將這兩個程序結合起來，就是動態(tài)顯示程序，流程圖如圖程序結合起來，就是動態(tài)顯示程序，流程圖如圖4-74-7所示。所示。二、程序分析二、程序分析圖4-7 動態(tài)顯示流程圖變量賦初值化將數(shù)組display_data中第i個元素送段碼端口等待一段時間Yes i8No變量指向下一個數(shù)據(jù)輸出位碼控制數(shù)據(jù)1、C語言程序：#include #define uchar unsigned charuchar code tabledu=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;uchar code tablewe=0 x1f

16、,0 x3f,0 x5f,0 x7f,0 x9f,0 xbf,0 xdf,0 xff;unsigned char dispcount;void delaynms(unsigned char n) unsigned char i,j;for(i=n;i0;i-)for(j=250;j0;j-);void main(void) while(1) for(dispcount=0;dispcount8;dispcount+) P1=tabledudispcount; P0=tablewedispcount; delaynms(20); /10ms,12MHz2、匯編語言：org 00haa:mov r

17、0,#00hsd:mov dptr,#tab2mov a,r0movc a,a+dptrmov p0,amov a,r0mov dptr,#tab1movc a,a+dptrmov p1,alcall delayinc r0cjne r0,#8,sdsjmp aadelay:mov r6,#5SS:MOV R7,#200LOOP:MOV R5,#249DJNZ R5, $DJNZ R7,LOOPDJNZ R6,SSrettab1:db 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07htab2:db 1fh,3fh,5fh,7fh,9fh,0bfh,0dfh,0ffhend思考n1

18、.若位控制不是由74Ls138控制，而是由P0口直接控制，程序應該做如何修改？n2.兩種位控制方式，各有什么優(yōu)缺點？任務三任務三 099999999加法計數(shù)器加法計數(shù)器本任務是實現(xiàn)本任務是實現(xiàn)099999999的加的加1計數(shù)顯示。計數(shù)顯示。程序設計分析1.需要定義一個變量，記錄加1后的結果，該變量初值為0，問該變量定義為何種類型？unsigned char x8=0;2.對x加13.將x送顯，4.延時5.跳轉到2.#include unsigned char code tabledu=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0

19、 x6f;unsigned char code tablewe=0 x1f,0 x3f,0 x5f,0 x7f,0 x9f,0 xbf,0 xdf,0 xff;void delay02s(void) unsigned char i,j,k;for(i=10;i0;i-)for(j=200;j0;j-)for(k=248;k0;k-);void main(void) unsigned char i; unsigned char x8=0;while(1)/2.對對x加加1for(i=0;i=10)xi=0;elsebreak;/3.將將x送顯送顯,先送先送xi的段碼，再送的段碼，再送xi的位碼的

20、位碼for(i=0;i8;i+)P1=tableduxi;P0=tablewei;/4.延時延時delay02s(); 任務四任務四 24進制計數(shù)器進制計數(shù)器本任務實現(xiàn)本任務實現(xiàn)24進制計數(shù)器，計數(shù)范圍為進制計數(shù)器，計數(shù)范圍為023。程序設計分析1. 24進制計數(shù)和前面的十進制計數(shù)不同的是，當計數(shù)到24時，個位數(shù)要變?yōu)?，同時十位數(shù)也要變?yōu)?。需要定義一個變量，記錄加1后的結果，該變量初值為0，問該變量定義為何種類型？unsigned char x=0;2.對x加1,若x=24,則x=0;3.將x送顯，個位a=x%10, b=x/10;4.延時5.跳轉到2.#include unsigned

21、char code tabledu=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;unsigned char code tablewe=0 x1f,0 x3f,0 x5f,0 x7f,0 x9f,0 xbf,0 xdf,0 xff;void delay02s(void) unsigned char i,j,k;for(i=10;i0;i-)for(j=200;j0;j-)for(k=248;k0;k-);void main(void) unsigned char dispcount,i; unsigned char x=

22、0,a,b;while(1)/2.對對x加加1x+;if(x=24) x=0;/3.將將x送顯送顯,求個位求個位a,十位十位b，a=x%10;P1=tabledua;P0=tablewe0;/4.延時延時delay02s();b=x%10;P1=tabledub;P0=tablewe1;/4.延時延時delay02s();任務五任務五 簡易數(shù)字鐘簡易數(shù)字鐘要求利用單片機和要求利用單片機和 數(shù)碼管實現(xiàn)數(shù)字鐘。數(shù)碼管實現(xiàn)數(shù)字鐘。任務分析任務分析 數(shù)字鐘要完成的功能是顯示小時、分和秒和計數(shù)器。數(shù)字鐘要完成的功能是顯示小時、分和秒和計數(shù)器。其中秒和分為其中秒和分為60進制，小時為進制，小時為24進制（也可用進制（也可用12翻翻1）計）計數(shù)。數(shù)。 為了確定為了確定1秒，首先要確定動態(tài)顯示一次所需要的時秒，首先要確定動態(tài)顯示一次所需要的時間，如果每一只數(shù)碼管顯示的時間為間，如果每一只數(shù)碼管顯示的時間為0.5ms，則一次動態(tài)，則一次動態(tài)顯示