二、数码管显示原理及应用实现

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数码管显示原理及应用实现

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对应课程：P11-P12

数码管显示原理

我们先看一下一个数码管是如何亮起来的。数码管内部电路如图所示：

为了封装统一，生产商为单位数码管都封装了10个引脚，其中第3个和第8个引脚是连接在一起的。显示一个8字需要七个小段，另外还有一个小数点，所以其内部共有8个小的发光二极管，最后还有一个公共端。

公共端可分为共阳极和共阴极，其内部原理图如图所示：

对于共阴极数码而言，其8个发光二极管的阴极在数码管内部全部连接在一起，所以称为”共阴“，它们的阳极是独立的。当我们给数码管的任一个阳极加上一个高电平时，对应的发光二极管就点亮了。

例如如果想让数码管显示”0“，只需要让”g“"dp"引脚送入低电平，而其余引脚全部输入高电平。

共阳极数码同理，其8个发光二极管的阳极在数码管内部全部连接在一起，所以称为”共阳“，它们的阴极是独立的。当我们给数码管的任一个阴极加上一个低电平时，对应的发光二极管就点亮了。

数码管内部发光二极管要想点亮，需要5mA以上的电流，但电流也不可过大，否则会烧毁发光二极管。由于单片机的I/O口送不出如此大的电流，所以数码管与单片机连接时需要加上驱动电路。
多位一体数码管

以四位一体的数码管为例，其内部原理图如图所示：

它们内部的公共端是独立的，而负责显示什么数字的段线全部是连接在一起的，独立的公共端可以控制多位一体中的哪一位数码管点亮，而连接在一起的段线可知控制这个能点亮数码管亮什么数字。

通常我们把公共端叫做位选线

连接在一起的段线叫做段选线

有了这两个线，通过单片机及外部电路就可以控制任意的数码管显示任意的数字了。

数码管静态显示

先来看巫妖王V2版数码管原理图：

二、数码管显示原理及应用实现

本实验板使用的数码管为共阴极，COM为公共端，若想让LED6亮，则赋LED6为0其余为1，此为”选中“，若想LED6显示1，则要给阳码：0110 0000 （1是亮 0是灭）

74LS138(38译码器)

LED1—LED8连接38译码器的输出端，即通过38译码器可实现P22、P23、P24这三个I/O口来控制LED1—LED8的输出。
74HC573（锁存器）

OE（使能端，低电平有效）

LE连接VCC（跳帽连接）

这样锁存器的输入端连接单片机的P0口，实现D0-D7的数据原封不动的送入Q0-Q7.

代码

先介绍C51数组

数组：把相同类型的一系列数据统一编制到某一个组别中，可以通过数组名+索引号简单快捷的操作大量数据

定义和引用：

int x[3];	//定义一组变量（3个）
int x[]={1,2,3};//定义一组变量并初始化

x[0] 		//引用数组的第0个变量
x[1] 		//引用数组的第1个变量
x[2]		//引用数组的第2个变量
引用x[3]时，数组越界，读出的数值不确定，应避免这种操作

Switch语句

switch(变量)
{
	case 常量1：语句体1；break;
	case 常量2：语句体2；break;
	case 常量3：语句体3；break;
	case 常量4：语句体4；break;
	...
	default:语句体x；break;
}

将变量与case后的各个常量对比，若有相等，则执行相应的语句体。若没有一个相等，则执行default后的语句体(default可以不写)

完整代码如下：

#include <REGX52.H>    //和#include <REG52.H>的区别

//段位表（共阴极数码管编码，对于的符号为0，1，2，3，4，5，7，8，9）
unsigned char NixieTable[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};

//数码管显示子函数
void Nixie(unsigned char Location,Number)
{
	switch(Location)		//位码输出，通过38译码器进而实现数码管的选中
	{
		case 1:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=1;break;
		case 2:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=0;break;
		case 3:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=1;break;
		case 4:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=0;break;
		case 5:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=1;break;
		case 6:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=0;break;
		case 7:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=1;break;
		case 8:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=0;break;
	}
	P0=NixieTable[Number];	//段码输出          
}												
                                                
void main()
{
	while(1)
	{
		Nixie(3,0); //在第3个数码管位置显示0
	}
}	
/*
当P0等于0x3f，换算成2进制为 0011 1111
P0.0是低位，P0.7是高位，则P0.0-P0.7：1111 1100
由于是共阴极连接，1是亮，0是灭，则g,dp不亮，其余亮，显示为数字0
*/

数码管动态显示

数码管驱动方式通常有两种：

单片机直接扫描：硬件设备简单，但会耗费大量的单片机CPU时间
专用驱动芯片：内部自带显存、扫描电路，单片机只需告诉它显示什么即可

数码管动态扫描，其实是轮流向各个数码管送出字形码和相应的位选，利用发光管的余晖和人眼视觉暂留作用，使得人的感觉好像数码管同时都在显示，实际上多位数码管是一位一位轮流显示的，只是轮流的速度非常快，人眼无法分辨出来。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-450263.html

#include <REGX52.H>    //和#include <REG52.H>的区别

//段位表（共阴极数码管编码，对于的符号为0，1，2，3，4，5，7，8，9）
unsigned char NixieTable[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};
//延时子函数
void Delay1ms(unsigned int xms)		//@12.000MHz
{
	while(xms--)
	{
		unsigned char i, j;
		i = 2;
		j = 239;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
	}	
}
//数码管显示子函数
void Nixie(unsigned char Location,Number)
{
	switch(Location)		//位码输出，通过38译码器进而实现数码管的选中
	{
		case 1:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=1;break;
		case 2:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=0;break;
		case 3:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=1;break;
		case 4:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=0;break;
		case 5:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=1;break;
		case 6:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=0;break;
		case 7:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=1;break;
		case 8:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=0;break;
	}
	P0=NixieTable[Number];	//段码输出 
	Delay1ms(1);    //
	P0=0x00;        //消影
}												
                                                
void main()
{
	while(1)
	{
		Nixie(1,0); //八个数码管依次显示为01234567
		Nixie(2,1); 
		Nixie(3,2); 
		Nixie(4,3); 
		Nixie(5,4);
		Nixie(6,5);
		Nixie(7,6); 
		Nixie(8,7); 
	}
}