原创 【博客大赛】MCU之心路分享--跳跃的数码管（三）

 

     总是在不经意间，时间就从我们的指缝中一点点流逝，成长的日子，撕了皮连着肉，来不及疼痛，来不及流泪，只因时光如流水般，无声地流着流着，，，，，，数码管那数字跳跃的旋律，或许能让我们感觉到时光流逝的疼痛！  

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本小节目录：

            3.1  数码管的分类和结构          

            3.2  数码管原理图分析

            3.3  数码管静态和动态显示程序的分析

 

3.1）数码管的分类和结构

数码管其实也就是：由若干个发光二极管按共阴极或者共阳极连接在一起的器件。                      

                                                       图 1

数码管分类：  

            按段数分： 七段数码管和八段数码管（比七段多一点（上图1 红圈内一点））

            按位数分： 如上 图 1，常见有1位，2位，3位，4位数码管    

            按极性分： 共阴极（所有二极管阴极连一起）和共阳极（同理）如下图2

                                                  图 2  数码管内部解剖图

 

数码管结构解释:  

       1) 内部由8个发光二极管组成，其中7个发光二极管（a,b,c,d,e,f,g）作为7段组成“8”字结构（又称7段LED数码管），剩下1发光二极管为h点（或dp），如上图3.1.2。

       2）内部8个发光二极管的全部负极连接一起，作为公共端COM，（故称为共阴极），而剩下8个正极分别作为独立引脚，其引脚名称分别用a，b，c，d，e，g，f，h（或dp）表示；而共阳极反之。

       3）从图3.1.2显然可以看出，共阴极数码管，只需给a到h端中的某段，给高电平“1”则亮，给“0”低电平则灭，反之共阳极某段，给高电平“1”，则灭，给“0”则亮。

       4）显然：对于共阴极数码管，若公共端给低电平“0”，给b，c高电平“1”，剩下a，d，e，f，g，h送低电平“0”则亮数字“1”，那么亮数字“8”呢？又显然给a，b，c，d，e，f高电平送“1”，剩下g，h给低电平“0”。同理想亮别的数字就很简单了呀！

 

3.2）数码管原理图分析   

                         图 3 麦光电子上两个4位共阴极数码管连接图         

  

                                        图 4 麦光电子 单片机原理图 

      

          对于初学者来说，数码管连接单片机的原理图是很不好看懂的，单单让初学者找相同的 物理标识 都要找很久，说不定还没有找到，本人当初看郭天祥的书时，就是深受原理图坑了很久才看懂。所以本人将图3，和图4相互连接的地方，全用同色笔圈出了。

 

      结合图3和图4 不难看出共阴极数码管连接单片机的原理图：

     （1）黑色圈圈：两个数码管的DU0—DU7都连接到图3右下方74HC573（U6）的DU0—DU7

     （2）红色圈圈：两个数码管的WE0—WE7连接到图3左下方74HC573(U5)的WE0—WE7

      (3)蓝色圈圈：两个74HC573的COM0—COM7都连接到图4的P0口（COM0—COM7）

      (4)图3中 1，2数字的WE#和DU#  和 图4中的1，2数字的WE#（P1^6）和DU#(P1^7)连接

      (5)为什么要用74HC573驱动数码管？

          因为单片机IO口的拉电流比较小（100~200uA）,灌电流也最多是25mA，显然直接用来驱动数码管是不行的，所以必须要扩流，而加573能启到扩流的作用，同时还能节约单片机的IO口。

      (6)关于74HC573芯片，初学者只需记住，

         1，只有当单片机给LE端送高电平“1”时，（即打开573）

             单片机P0口再给573的D0—D7哪个口送“1”，则对应Q0—Q7哪个口才为“1”；

             反之给D0-D7送“0”，对应Q0-Q7才为“0”

         2，而当单片机给LE端为低电平“0”时，（即关闭573）

            不论单片机P0口再给573送“0”或者“1”，D0-D7都不反应，即573没有起

            作用。（若有兴趣也可深究573数据手册（DataSheet）。）

          

      (7)什么是段选，位选？（务必要理解这里，否则后面程序没办法理解）

          段选就是亮哪段（例如亮0，就给a，b，c，d，e，f段送高电平“1”）

          位选是哪个亮（例如第1位数码管亮，还是第2位亮，还是第8个亮

       

       总的来说就是：往单片机里写程序，去控制两个74HC573，从而控制两个4位数码管的位选和段选，让其哪位亮，亮什么。

  

3.3）数码管静态和动态显示程序的分析

1，数码管静态显示：

    有了上面的原理图的7条分析后，不难理解，如果我们想让8个共阴极数码管都亮数字“1”，则8个位选应全给低电平“0”，即为 0000 0000；而段选的b，c给高电平“1”，剩下a，d，e，f，g，h给低电平“0”，则不就实现了吗？答案是肯定的。

 

8个数码管全亮数字“1”程序：

#include 

sbit Wei_select = P1^6; // 位选的573的LE口连接单片机P1^6口

sbit Duan_select = P1^7;// 段选的573的LE口连接单片机P1^7口

void main(void)

{

     Wei_select = 1;  //单片机给U5的573送高电平，开启573，上3.2）中的（6）已讲

     P0 = 0x00;  //单片机给U5的573送位选数据0000 0000，全选8个数码管

     Wei_select = 0;  //单片机给573送低电平，关闭573，以上3.2）中的（6）已讲过

     Duan_select = 1; //单片机给U6的573送高电平，开启573，以上3.2）中的（6）已讲

    (10)P0 = 0x06;      //单片机给U6的573送段选数据0000 0110，给b，c高电平，

                                    // 其他   a,d,e,f,g,h给低电平

    Duan_select = 0;    //单片机给573送低电平，关闭573，以上3.2）中的（6）已讲过

    while(1);                    //程序停止到这里

} 

       图5     8个 数码管全显示数字“1”（由于手机像素的原因，效果不太好）

 

     或许程序（10）处的P0 = 0x06还有人疑问，（当初本人学的时候也很困惑）

     为什么a,b,c,d,e,f,g,h 按顺序不是给0110 0000才对嘛？而是给0000 0110呢？

解释：请细心看图3 和图4的原理图，

      很容易看出，数码管的a,b,c,d,e,f,g,h分别与573的DU0—DU7连接，然后通过573的COM0--COM7与单片机的P0.0(低位)--P0.7(高位)连接，而0x06（0000 0110）的高位在前，低位在后，所以送电平时要颠倒过来给。

       也就是说：给P0口送的电平对应的是h—a，而不是a—h，如下表

     数码管段选 ：    h       g          f          e         d         c         b         a

        P0口   ：      P0.7   P0.6   P0.5   P0.4   P0.3   P0.2   P0.1   P0.0

 分别对应：P0=    0         0         0         0         0         1         1         0     

 

2，数码管动态显示：

     数码管动态显示就是轮流向数码管送位码和相应的段码，利用人眼的视觉暂留现象使人感觉各位数码管是同时亮了，而实际是一位一位轮流亮的，只是轮流的时间太短，人眼无法分辨而已。（对于初学者来说，或许不好理解，但是只要有开发板，写程序下载，看过静态和动态显示现象的人，或许就明白什么是动态，什么是静态了，当然，本人当初学得时候也是没有理解的）

 

8个数码管从第一个数码管开始显示“1”，0.5s后，第二个数码管显示“2”，0.5后，，，，，，，，，，，一直到第八个数码管显示“8”的程序：

#include

#define Uchar8 unsigned char

#define Uint12 unsigned int

 

#define Date P0    // P0口宏定义

sbit Wei_select = P1^6;

sbit Duan_select = P1^7;

 

//共阴极第1个数码管到第8个数码管的位码值数组

Uchar8 code Wei_tab[] ={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};

 

//共阴极0—-7数字显示段码值

Uchar8 code Duan_tab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07}; 

/* ***************************************************** */

// 函数功能： 毫秒延时函数

// 入口参数： 延时毫秒数（xms）

// 出口参数:  无

/* ***************************************************** */

void Delayms(Uint12 xms)

{

    Uint12 i, j;

     for(i=xms; i>0; i--)

        for(j=121; j>0; j--);

}

void main(void)

{

    Uchar8 num;

    while(1)

   {

          for(num=0; num<8; num++)

   {

              Wei_select = 1; //段选打开

             Date = Wei_tab[num]; //送位选 数据

            Wei_select = 0; //段选关闭

             

            Duan_select = 1;     //位选打开

            Date = Duan_tab[num]; //送段选 数据

            Duan_select = 0; //位选关闭 

           Date = 0xff；            //消影

 

           Delayms(500); //约延时500毫秒

      }

   }

}

        1）#define  Date  P0中所谓宏定义：也就是用Date代替P0，在后面的程序中都用Date代替P0，这样的优点方便程序的修改和编写

        2）Date = 0xff；  为什么要消影？

        因为给P0口送完段选数据后，会一直会保持着，若不加0xff消影，使数码管段选完完全全取消，则下步送位选数据时，会直接影响在数码管的段选，也就会造成不让亮的数码管某段，隐隐约约的再发亮！这也就是一些书上所说的“鬼影”，所以加0xff是非常重要的。

        

        季节的围栏，毕竟还是锁不住斗转星移，时光流逝，如同那数码管跳动一般地消无声息，而你，又是否感受到了呢？学精数码管，为自己DIY一个数码管高精度时钟吧！

 

         本系列《MCU之心路分享》博文，本人尽自己微薄之力，以菜鸟的身份，写写初学者最详细，最具体的入门博客，本人自当也种是锻炼，仅仅如此简单容易，如有误之处，欢迎拍砖，本人不胜感激！

（说明：本人所用开发板为：麦光电子单片机开发板）

 

                                                                                                于2013年11月1日 夜