單片機(jī)實(shí)例之?dāng)?shù)碼管

課題三（實(shí)例）之?dāng)?shù)碼管顯示任務(wù)一單個LED數(shù)碼管的靜態(tài)控制顯示方式任務(wù)二多個LED數(shù)碼管的動態(tài)控制顯示方式任務(wù)三0～99999999加法計數(shù)器

課題目標(biāo)本課題的任務(wù)是用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)簡易數(shù)字顯示，演示效果如圖4-1所示。通過編程，學(xué)會在單片機(jī)上實(shí)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(jìn)制計數(shù)的程序編寫方法。任務(wù)一LED數(shù)碼管的靜態(tài)顯示本任務(wù)就是將單片機(jī)與數(shù)碼管接成圖4-2所示靜態(tài)顯示方式，編程實(shí)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(wù)分析所謂靜態(tài)顯示，就是當(dāng)單片機(jī)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?jǐn)?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(jī)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(diǎn)），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(diǎn)是單片機(jī)端口的每一位與數(shù)碼管的一個端相連接，相當(dāng)于單片機(jī)的一個引腳外接一只發(fā)光二極管。二、LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)和工作原理。圖4-3數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖

數(shù)碼管實(shí)際上是由7個發(fā)光管組成“8”字形構(gòu)成的，加上小數(shù)點(diǎn)就是8個。這些段分別由字母a、b、c、d、e、f、g、dp來表示。當(dāng)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(yīng)當(dāng)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(nèi)部結(jié)構(gòu)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(guān)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(jié)構(gòu)，分別如圖2.4(b)和圖2.4(c)所示。共陽極就是將8個LED的陽極連接到一起組成公共端COM，接正極，當(dāng)相應(yīng)字段為低電平“0”時，可以點(diǎn)亮該字段；當(dāng)相應(yīng)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(fù)極，當(dāng)相應(yīng)字段為高電平“1”時，可以點(diǎn)亮該字段；當(dāng)相應(yīng)字段為低電平“0”時，該字段不亮。數(shù)碼管段碼段名稱dpGFEDCBA對應(yīng)段碼對應(yīng)引腳P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0數(shù)字0001111113FH數(shù)字10000011006H數(shù)字2010110115BH數(shù)字3010011114FH數(shù)字40110011066H數(shù)字5011011016DH數(shù)字6011111017DH數(shù)字70000011107H數(shù)字8011111117FH數(shù)字9011011116FH

表4-1共陰數(shù)碼管顯示數(shù)字的段碼表數(shù)碼管段碼段名稱dpGFEDCBA對應(yīng)段碼對應(yīng)引腳P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0數(shù)字011000000C0H數(shù)字111111001F9H數(shù)字210100100A4H數(shù)字310110000B0H數(shù)字41001100199H數(shù)字51001001092H數(shù)字61000001082H數(shù)字711111000F8H數(shù)字81000000080H數(shù)字91001000090H

表4-2共陽數(shù)碼管顯示數(shù)字的段碼表四、程序設(shè)計要實(shí)現(xiàn)0～9的顯示，設(shè)計方法與前面彩燈花樣顯示類似，首先寫出0～9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，使數(shù)碼管顯示出對應(yīng)的數(shù)字。程序的設(shè)計框圖見圖4-5。圖4-51、C語言程序：#include<reg51.h>#defineucharunsignedcharunsignedcharcodetable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};unsignedchardispcount;voiddelay02s(){unsignedchari,j,k; for(i=10;i>0;i--) for(j=200;j>0;j--) for(k=248;k>0;k--);}voidmain(void){while(1){ for(dispcount=0;dispcount<10;dispcount++){ P1=table[dispcount]; delay02s(); } }}2、匯編語言程序：org00haa: movr0,#00h movdptr,#tabsd: mova,r0 movca,@a+dptr movp1,a lcalldelay incr0 cjner0,#10,sd sjmpaadelay: movr6,#5SS: MOVR7,#200LOOP:MOVR5,#249 DJNZR5,$ DJNZR7,LOOP DJNZR6,SS rettab: db3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh end任務(wù)二LED數(shù)碼管的動態(tài)顯示本任務(wù)就是當(dāng)單片機(jī)與數(shù)碼管接成動態(tài)顯示方式，編程實(shí)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，本課題中所選用的電路如圖4-6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a～h分別連接在一起，再將兩只四位數(shù)碼管的a～h連接在一起，即將八只數(shù)碼管八段顯示的段碼控制線連接在一起，作為整個數(shù)碼管的段碼控制。單片機(jī)端口驅(qū)動能力不足，在段碼上使用74LS373提高數(shù)碼管亮度。對每只數(shù)碼管的公共端進(jìn)行控制，使每只數(shù)碼管可以單獨(dú)顯示。電路中，將每個數(shù)碼管的COM端接位選信號dig，該引腳為低電平即接通顯示，實(shí)現(xiàn)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(dāng)一個選通端（G1）為高電平，另兩個選通端（/(G2A)和/(G2B)）為低電平時，可將地址端（A、B、C）的二進(jìn)制編碼在一個對應(yīng)的輸出端以低電平譯出。圖4-474LS138引腳圖真值表：

表4-274LS138功能表圖4-6數(shù)碼管原理圖1、C語言程序：#include<reg51.h>#defineucharunsignedcharsbita=P0^5;sbitb=P0^6;sbitc=P0^7;ucharcodetable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};uchardispcount;voiddelay02s(void){unsignedchari,j,k; for(i=10;i>0;i--) for(j=200;j>0;j--) for(k=248;k>0;k--);}voidmain(void){while(1){ for(dispcount=0;dispcount<10;dispcount++){ a=0; b=0; c=0; P1=table[dispcount]; delay02s(); } }}2、匯編語言程序：org00haa:movr0,#00hmovdptr,#tabclrp0.5clrp0.6clrp0.7sd:mova,r0movca,@a+dptrlcalldelaymovp1,aincr0cjner0,#10,sdsjmpaadelay:movr6,#5SS:MOVR7,#200LOOP:MOVR5,#249DJNZR5,$DJNZR7,LOOPDJNZR6,SSrettab:db3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fhend

如圖4-6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(jī)同一個端口的八位上，而用單片機(jī)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(diǎn)亮。在程序的控制下，快速地依次輸出要顯示各個數(shù)，并同時控制對應(yīng)數(shù)碼管工作，這就是數(shù)碼管的動態(tài)顯示方式。

宏觀看同時點(diǎn)亮，微觀看依次點(diǎn)亮圖4-6數(shù)碼管原理圖

動態(tài)顯示達(dá)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(nèi)容如同靜態(tài)顯示一樣，不會產(chǎn)生閃爍。所以，對動態(tài)掃描的頻率有一定的要求，頻率太低，LED數(shù)碼管將出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象。如頻率太高，由于每個LED數(shù)碼管點(diǎn)亮的時間太短，LED數(shù)碼管的亮度太低，無法看清。所以，顯示時間一般取幾個ms左右為宜。在編寫程序時，常采用調(diào)用延時子程序來達(dá)到要求的保持時間。程序工作時，使電路選通某一位數(shù)碼管后，該數(shù)碼管被點(diǎn)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8個數(shù)字（0～7）為例，編寫動態(tài)顯示程序。程序中將要顯示的八個數(shù)字放在一個數(shù)組中（該數(shù)組取名為display_data）。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(shí)質(zhì)和靜態(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)碼對應(yīng)位輸出1，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。將這兩個程序結(jié)合起來，就是動態(tài)顯示程序，流程圖如圖4-7所示。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

i<8No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<reg51.h>#defineucharunsignedcharucharcodetabledu[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};ucharcodetablewe[]={0x1f,0x3f,0x5f,0x7f,0x9f,0xbf,0xdf,0xff};unsignedchardispcount;voiddelaynms(unsignedcharn){unsignedchari,j; for(i=n;i>0;i--) for(j=250;j>0;j--);}voidmain(void){while(1){ for(dispcount=0;dispcount<8;dispcount++){ P1=tabledu[dispcount]; P0=tablewe[dispcount]; delaynms(20);//10ms,12MHz } }}2、匯編語言：org00haa:movr0,#00hsd:movdptr,#tab2mova,r0movca,@a+dptrmovp0,amova,r0movdptr,#tab1movca,@a+dptrmovp1,alcalldelayincr0cjner0,#8,sdsjmpaadelay:movr6,#5SS:MOVR7,#200LOOP:MOVR5,#249DJNZR5,$DJNZR7,LOOPDJNZR6,SSrettab1:db3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07htab2:db1fh,3fh,5fh,7fh,9fh,0bfh,0dfh,0ffhend思考1.若位控制不是由74Ls138控制，而是由P0口直接控制，程序應(yīng)該做如何修改？2.兩種位控制方式，各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？任務(wù)三0～99999999加法計數(shù)器本任務(wù)是實(shí)現(xiàn)0～99999999的加1計數(shù)顯示。程序設(shè)計分析1.需要定義一個變量，記錄加1后的結(jié)果，該變量初值為0，問該變量定義為何種類型？

unsignedcharx[8]={0};2.對x加13.將x送顯，4.延時5.跳轉(zhuǎn)到2.#include<reg51.h>unsignedcharcodetabledu[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};unsignedcharcodetablewe[]={0x1f,0x3f,0x5f,0x7f,0x9f,0xbf,0xdf,0xff};voiddelay02s(void){unsignedchari,j,k; for(i=10;i>0;i--) for(j=200;j>0;j--) for(k=248;k>0;k--);}voidmain(void){ unsignedchari; unsignedcharx[8]={0}; while(1){ //2.對x加1 for(i=0;i<8;i++){ x[i]++; if(x[i]>=10){ x[i]=0; } else break; } //3.將x送顯,先送x[i]的段碼，再送x[i]的位碼 for(i=0;i<8;i++){ P1=tabledu[x[i]]; P0=tablewe[i]; //4.延時 delay02s(); } }}任務(wù)四24進(jìn)制計數(shù)器本任務(wù)實(shí)現(xiàn)24進(jìn)制計數(shù)器，計數(shù)范圍為0~23。程序設(shè)計分析1.24進(jìn)制計數(shù)和前面的十進(jìn)制計數(shù)不同的是，當(dāng)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(jié)果，該變量初值為0，問該變量定義為何種類型？

unsignedcharx=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(zhuǎn)到2.#include<reg51.h>unsignedcharcodetabledu[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};unsignedcharcodetablewe[]={0x1f,0x3f,0x5f,0x7f,0x9f,0xbf,0xdf,0xff};voiddelay02s(void){unsignedchari,j,k; for(i=10;i>0;i--) for(j=200;j>0;j--) for(k=248;k>0;k--);}voidmain(void){ unsignedchardispcount,i; unsignedcharx=0,a,b; while(1){ //2.對x加1 x++; if(x==24)x=0; //3.將x送顯,求個位a,十位b， a=x%10; P1=tabledu[a]; P0=tablewe[0]; //4.延時 delay02s(); b=x%10; P1=tabledu[b]; P0=tablewe[1]; //4.延時 delay02s(); }}任務(wù)五簡易數(shù)字鐘要求利用