《蓝桥杯CT107D单片机竞赛板》：数码管模块
数码管模块
- 实验简介
- 实验原理图
- 实验原理
- 实验程序
- 静态显示
- 奇数位数码管静态显示'1'
- 奇数位数码管静态显示'-.'
- 奇数位数码管静态显示'P'
- 奇数位数码管静态显示'9.'
- 动态显示
- 数码管从左往右依次显示数字
- 8个数码管同时显示不同的数字
- 8位数码管显示输入的内容
实验简介
软件控制，实现数码的静态和动态显示效果
实验原理图
实验原理
数码管介绍：LED数码管为单片机中的显示器之一，有共阳和共阴数码管，CT107D单片机中所用的为共阳数码管， 即7段数码管(a,b,c,d,e,f,g)和一个小数点(dp)的共8个管脚有一端共同接到VCC上。CT107D单片机上有两个多位数码管（4位一体）,两个4位一体的多位数码管内部的公共端（com）是独立的，公共端又叫做“位选线”，而负责显示什么数字的段线(a,b,c,d,e,f,g)和小数点(dp)全部是连在一起的，独立的公共端控制哪一位数码管亮（选择哪一位亮的过程我们称之为“位选”），而显示亮什么内容（亮什么内容这个过程我们称之为“段选”）
基本原理：数码管显示有两种显示方式，静态显示方式和动态显示方式。静态显示的主要特征为：每个数码管的段选必须接一个8位数据线来保持显示的字形码。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。因此我们也就知道了静态显示的显示弊端所在，要么只显示一位数码管，否则多位数码管同时显示时，必须显示相同内容。而动态显示，则是一定程度上弥补了静态显示的显示弊端。
实现须知：动态显示，利用减少段选线，分开位选线，利用位选线不同时选择通断，改变段选数据来实现的。利用人眼的视觉暂留现象，即光对视网膜所产生的视觉在光停止作用后，仍保留一段时间的现象，正常情况人眼只能分辨变化超过 24ms 间隔的运动。根据锁存器的芯片手册,锁存端LE得为高电平，即得控制Y7C，Y6C为高电平，下图知Y7C，受Y7控制，Y6C，受Y6控制，WR输入固定为低电平（0），了解数字电路中或非门知识，我们得使得Y6，Y7输出低电平，才能使的Y6C，Y7C输出高电平，而Y6，Y7为74HC138芯片（38译码器）的两个个管脚，查阅对应芯片手册可知，其真值表满足C = 1，B = 1，A = 0（Y6），C = 1，B = 1，A = 1（Y7）（对应管脚P27，P26，P25），使得Y6，Y7输出低电平，同时我们得保证管脚P2的其他的管脚（0~4）保持原来的状态。
实验程序
静态显示
奇数位数码管静态显示’1’
//config.h--用于声明头文件，声明函数，声明一些经常使用的变量或难书写的语句#ifndef _CONFIG_H#define _CONFIG_H#include <STC15F2K60S2.H>//对应芯片函数头文件，定义了一些特殊功能寄存器//typedef unsigned char uchar;#define uchar unsigned char#endif
//main.c文件
#include "config.h"//共阳数码管0~9的段选码
uchar smgduan[] = {0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90};void led_init()//LED初始化为全部不亮
{P2 = (P2 & 0x1f) | 0x80;//初始化锁存器的Y4CP0 = 0xff;
}void closeBeep()
{P2 = (P2 & 0x1f) | 0xa0; //开启译码器的Y6端口，同时不改变其他管脚状态P0 &= 0xaf;//1010 1111//关闭蜂鸣器和继电器，P06和P04端口分贝输入，输出低电平P2 &= 0x1f;//关闭译码器
}void digDisplay()
{//Y6C输入高电平，选中位选，使得1，3，5，7个数码管亮，给对应管脚高电平即可P2 = (P2 & 0x1f) | 0xc0;P0 = 0x55; //0101 0101//Y7C输入高电平，选中段选，使得1，3，5，7数码管输出4 个 1,1的共阳数码管码值为0xf9P2 = (P2 & 0x1f) | 0xe0;P0 = 0xf9;//1111 1001
}void main()
{closeBeep();led_init(); digDisplay(); while(1);
}
奇数位数码管静态显示’-.’
- 上图示，标记出来对于一个数码管中的8个LED灯的排列顺序，为了显示’-.‘，对于CT107D上的共阳极数码管我们需要将段选线g 和 小数点位dp置为低电平（0），对应的十六进制与二进制表示为0x3f = (0011 1111)
主要代码改动部分为下（仅在main.c中改变即可）
//共阳数码管0~9的段选码 + 加上显示 “-.’’ 和 P
uchar smgduan[] = {0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90, 0x3f, 0x8c};void digDisplay()
{//Y6C输入高电平，选中位选，使得1，3，5，7个数码管亮，给对应管脚高电平即可P2 = (P2 & 0x1f) | 0xc0;P0 = 0x55; //0101 0101//Y7C输入高电平，选中段选，使得1，3，5，7数码管输出4 个 -.,-.的共阳数码管码值为0x3fP2 = (P2 & 0x1f) | 0xe0;P0 = smgduan[10];//0x3f = 0011 1111
}奇数位数码管静态显示’P’
- 上图示，标记出来对于一个数码管中的8个LED灯的排列顺序，为了显示’P‘，对于CT107D上的共阳极数码管我们需要将段选线a,b,e,f,g置为低电平（0），对应的十六进制与二进制表示为0x8c= (1000 1100)
主要代码改动部分为下（仅在main.c中改变即可）
//共阳数码管0~9的段选码 + 加上显示 “-.’’ 和 P
uchar smgduan[] = {0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90, 0x3f, 0x8c};void digDisplay()
{//Y6C输入高电平，选中位选，使得1，3，5，7个数码管亮，给对应管脚高电平即可P2 = (P2 & 0x1f) | 0xc0;P0 = 0x55; //0101 0101//Y7C输入高电平，选中段选，使得1，3，5，7数码管输出4 个 P,P的共阳数码管码值为0x8cP2 = (P2 & 0x1f) | 0xe0;P0 = smgduan[11];//0x8c == 1000 1100
}
奇数位数码管静态显示’9.’
- 为了不改变段码表过多次，我们可以使用位运算，来得到一个新的段码
主要代码改动部分为下（仅在main.c中改变即可）
//奇数位的位选P2 = (P2 & 0x1f) | 0xc0;P0 = 0x55;//在原来段选表的基础之上利用位运算构造出'9.'P2 = (P2 & 0x1f) | 0xe0;P0 = smgduan[9] & 0x7f;
动态显示
数码管从左往右依次显示数字
//config.h--用于声明头文件，声明函数，声明一些经常使用的变量或难书写的语句
#ifndef _CONFIG_H
#define _CONFIG_H
#include <STC15F2K60S2.H>//对应芯片函数头文件，定义了一些特殊功能寄存器
#include<intrins.h>//使用_nop_()函数所需的头文件
//typedef unsigned char uchar;
#define uchar unsigned charvoid Delay300ms(); //@12.000MHz#endif
//main.c文件--8个数码管从左往右依次显示，0~7八个数字
#include "config.h"//共阳数码管0~9的段选码
uchar smgduan[] = {0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90};//共阳数码管1 ~ 8的位选码
uchar smgwei[] = {0x01, 0x02, 0x04, 0x08, 0x10, 0x20, 0x40, 0x80};void led_init()//LED初始化为全部不亮
{P2 = (P2 & 0x1f) | 0x80;P0 = 0xff;
}void closeBeep()
{P2 = (P2 & 0x1f) | 0xa0; //开启译码器的Y6端口，同时不改变其他管脚状态P0 &= 0xaf;//1010 1111//关闭蜂鸣器和继电器，P06和P04端口分贝输入，输出低电平P2 &= 0x1f;//关闭译码器
}void digDisplay()
{uchar i;for (i = 0; i < 8; i++){//位选，单次选中一个数码管P2 = (P2 & 0x1f) | 0xc0;P0 = smgwei[i];//段选P2 = (P2 & 0x1f) | 0xe0;P0 = smgduan[i];//消隐，给足显示的时间Delay300ms();//初始化P2 = P2 & 0x1f;P0 = 0x00;}
}void main()
{led_init(); closeBeep();while(1){digDisplay(); }
}void Delay300ms() //@12.000MHz
{unsigned char i, j, k;_nop_();_nop_();i = 14;j = 174;k = 224;do{do{while (--k);} while (--j);} while (--i);
}8个数码管同时显示不同的数字
//在上面的基础上，主要改动的代码部分，config.h文件里面对延时3000u函数进行声明一下即可
void digDisplay()
{uchar i;for (i = 0; i < 8; i++){//位选，单次选中一个数码管P2 = (P2 & 0x1f) | 0xc0;P0 = smgwei[i];//段选P2 = (P2 & 0x1f) | 0xe0;P0 = smgduan[i];//给足显示的时间Delay3000us();//端口初始化，不弄也可以，下次进入循环时也会自动改变P2 = P2 & 0x1f;P0 = 0x00;}
}void main()
{led_init(); closeBeep();while(1){digDisplay(); }
}void Delay3000us() //@12.000MHz
{unsigned char i, j;i = 36;j = 1;do{while (--j);} while (--i);
}8位数码管显示输入的内容
- config.h文件不变
//main.c文件--8个数码管显示输入的内容
#include "config.h"//共阴数码管段选码
uchar smgduan[] ={ //标准字库
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71,
//black - H J K L N o P U t G Q r M y0x00,0x40,0x76,0x1E,0x70,0x38,0x37,0x5C,0x73,0x3E,0x78,0x3d,0x67,0x50,0x37,0x6e,0xBF,0x86,0xDB,0xCF,0xE6,0xED,0xFD,0x87,0xFF,0xEF,0x46}; //0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. -1//共阳数码管1 ~ 8的位选码
uchar smgwei[] = {0x01, 0x02, 0x04, 0x08, 0x10, 0x20, 0x40, 0x80};uchar tab[8];//全局变量存储即将要显示的内容void led_init()//LED初始化为全部不亮
{P2 = (P2 & 0x1f) | 0x80;P0 = 0xff;
}void closeBeep()
{P2 = (P2 & 0x1f) | 0xa0; //开启译码器的Y6端口，同时不改变其他管脚状态P0 &= 0xaf;//1010 1111//关闭蜂鸣器和继电器，P06和P04端口分别输入，输出低电平P2 &= 0x1f;//关闭译码器
}void digDisplay(uchar pos, letter)//数码管的哪一位，显示什么字母(letter)
{//Y6C输入高电平，选中一个位选，给对应管脚高电平即可P2 = (P2 & 0x1f) | 0xc0;P0 = smgwei[pos - 1];//Y7C输入高电平，选中段选，注意共阳数码管使用共阴数码管的码值需要加个取反符号P2 = (P2 & 0x1f) | 0xe0;P0 = ~smgduan[letter];//消隐Delay3000us();P2 &= 0x1f;//P27 ~ P25清零P0 = 0xff;
}void display()
{uchar i;for (i = 0; i < 8; i++){digDisplay(i + 1, tab[i]);}
}void display_ds(uchar p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7, p8)
{tab[0] = p1;tab[1] = p2;tab[2] = p3;tab[3] = p4;tab[4] = p5;tab[5] = p6;tab[6] = p7;tab[7] = p8;
}void main()
{led_init(); closeBeep();while(1) {display();//显示进行初始化display_ds(2, 0, 2, 2, 0, 1, 2, 0);//显示：2022年01月20号}
}void Delay3000us() //@12.000MHz
{unsigned char i, j;i = 36;j = 1;do{while (--j);} while (--i);
}
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