掌上实验室V8系列教程（三）数码管动态显示

1 项目功能

2 电路原理

3 动态显示原理

4 示例代码

6 扩展功能

7 参考资源

1 项目功能

4位数码管动态显示

2 电路原理

3 动态显示原理

一位八段式数码管内部有8个LED，习惯上称为a,b,c,d,e,f,g,dp，排列顺序如上图所示。根据公共端的接法不同，分为共阳极数码管和共阴极数码管两类。如果要显示3，就要点亮对应的a,b,c,d,g等5个LED。

数码管的8个LED刚好对应一个字节。为了编程方便，我们把显示的字形对应的字形码列表如下，表中h对应dp。

如果需要多位数码管，有两种形式，一种是采用4个单独的数码管，每个数码管需要8根IO线来控制，4个数码管共需要32个IO口线。这种方式每个数码管都是独立控制，称为静态显示电路。优点是编程比较方便，但缺点也很明显，需要占用比较多的口线。另外一种方式是把4个数码管的字形控制引脚并联连接，比如掌上实验室V8采用4位共阳数码管的内部电路如下图所示。

这种电路优点是所需IO口线少，4根位控线+8根段控线，总共只需12根IO口线；由于4个数码管共用8根段控线，所以不能同时显示4个不同的内容。这时候需动态扫描显示。

例如我们想显示1234，由于不能同时显示，就采用扫描的办法。先在第1位显示1，然后在第2位上显示2，接着在第3位上显示3，最后在第4位上显示4。然后就动画一样循环显示。

由于人眼视觉暂留效应，当循环速度很快时，实际人眼看到的是如下图所示，亮度变成了平均亮度，会感觉变暗。

这种显示方式需要一直刷新，所以程序设计和静态显示比会稍微复杂一些。

刷新流程如下：

4 示例代码

#include "at32f403a_407_conf.h"//端口初始化
void gpio_pins_init(void)
{//打开GPIO时钟crm_periph_clock_enable(CRM_GPIOE_PERIPH_CLOCK, TRUE);crm_periph_clock_enable(CRM_GPIOD_PERIPH_CLOCK, TRUE);//配置PD2~PD5, PE0~PE7为输出gpio_init_type gpio_init_struct;gpio_init_struct.gpio_pins  = GPIO_PINS_0 | GPIO_PINS_1 | GPIO_PINS_2 | GPIO_PINS_3 | GPIO_PINS_4 | GPIO_PINS_5 | GPIO_PINS_6 | GPIO_PINS_7;gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_OUTPUT;gpio_init_struct.gpio_out_type = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;gpio_init_struct.gpio_pull = GPIO_PULL_NONE;gpio_init_struct.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;gpio_init(GPIOE, &gpio_init_struct);gpio_init_struct.gpio_pins  = GPIO_PINS_2 | GPIO_PINS_3 | GPIO_PINS_4 | GPIO_PINS_5;gpio_init(GPIOD, &gpio_init_struct);
}//显示缓冲区定义
uint8_t disp_buf[4];//显示整数
void display_dec_int(int num)
{static uint8_t tab[] = {0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e};disp_buf[0] = tab[num/1000%10];disp_buf[1] = tab[num/100%10];disp_buf[2] = tab[num/10%10];disp_buf[3] = tab[num%10];
}//扫描刷新
void display_scan()
{static int cur_digit = 0;//全关gpio_bits_set(GPIOD, GPIO_PINS_2 | GPIO_PINS_3 | GPIO_PINS_4 | GPIO_PINS_5); //输出字形码gpio_bits_reset(GPIOE, 0xff); //PE0~PE7 = 0gpio_bits_set(GPIOE, disp_buf[cur_digit]); //打开对应位开关gpio_bits_reset(GPIOD, GPIO_PINS_2 << cur_digit);//更新cur_digit, 准备下一次扫描cur_digit = (cur_digit + 1) % 4;
}int main(void)
{gpio_pins_init();display_dec_int(1234);for(;;){display_scan();}
}

6 扩展功能

我们根据上述原理，增加一个16进制显示的函数和关闭显示的函数

void display_hex_int(int num)
{static uint8_t tab[] = {0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e};disp_buf[0] = tab[num/0x1000%16];disp_buf[1] = tab[num/0x100%16];disp_buf[2] = tab[num/0x10%16];disp_buf[3] = tab[num%16];
}void display_off(void)
{disp_buf[0] = 0xff;disp_buf[1] = 0xff;disp_buf[2] = 0xff;disp_buf[3] = 0xff;
}

7 参考资源

《掌上实验室V8》原理图

AT32F403A AT32F407 固件库2.0.2 应用说明