第四章數(shù)碼管的掃描原理及其編程

1數(shù)碼顯示器的工作原理2數(shù)組（復(fù)習(xí)）3數(shù)碼管的單片機(jī)接口編程主要內(nèi)容：本章教學(xué)計劃：

理論+實踐教學(xué)12學(xué)時本章教學(xué)重點(diǎn)：掌握數(shù)碼顯示器的工作原理掌握數(shù)碼管的單片機(jī)接口編程1、數(shù)碼顯示器的工作原理

LED（LightEmittingDiode）數(shù)碼顯示器是一種由LED發(fā)光二極管組合顯示字符的顯示器件。它使用了8個LED發(fā)光二極管,其中7個用于顯示字符,1個用于顯示小數(shù)點(diǎn),故通常稱之為7段(也有稱作8段)發(fā)光二極管數(shù)碼顯示器。在單片機(jī)中的應(yīng)用非常普遍。1、數(shù)碼顯示器的工作原理1、數(shù)碼顯示器的工作原理

LED數(shù)碼顯示器有兩種連接方法：(1)共陽極接法把發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu)成公共陽極，使用時公共陽極接+5V，這樣陰極端輸入低電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入高電平的則不亮。(2)共陰極接法把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極，使用時公共陰極接地，這樣陽極段輸入高電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通，而輸入低電平的則不亮。2、數(shù)碼管的單片機(jī)接口編程

LED數(shù)碼顯示器的顯示段碼為了顯示字符,要為LED顯示器提供顯示段碼(或稱字形代碼)，組成一個“8”字形字符的7段,再加上1個小數(shù)點(diǎn)位,共計8段,因此提供給LED顯示器的顯示段碼為1個字節(jié)。各段碼位的對應(yīng)關(guān)系如下：段碼位D7D6D5D4D3D2D1D0顯示段dpgfedcba2、數(shù)碼管的單片機(jī)接口編程

十六進(jìn)制數(shù)及空白字符與P的顯示段碼：8EH數(shù)組的聲明和初始化數(shù)組是一組變量，這組變量需要滿足三個條件：1、具有相同的數(shù)據(jù)類型2、具有相同的名字3、在存儲器中是被連續(xù)存放的2、數(shù)組（復(fù)習(xí)）

數(shù)組類型數(shù)組名[數(shù)組長度]數(shù)組類型數(shù)組名[數(shù)組長度]={初值列表};數(shù)組的使用和賦值注意事項1、區(qū)分?jǐn)?shù)組下標(biāo)(0-15)和數(shù)組元素個數(shù)(16)的概念2、數(shù)組元素下標(biāo)可以是常量或變量或表達(dá)式，初始化必須是常量3、數(shù)組整體賦值只能在初始化進(jìn)行，程序只能單個元素賦值

eg:unsignedcharLedCode[16]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E};switch語句的用法switch(表達(dá)式){case常量表達(dá)式1：語句1;case常量表達(dá)式2：語句2;......case常量表達(dá)式n：語句n;default：語句n+1;}switch(表達(dá)式){case常量表達(dá)式1：語句1;break;case常量表達(dá)式2：語句2;break;......case常量表達(dá)式n：語句n;break;default：語句n+1;break;}3、數(shù)碼管的單片機(jī)接口編程

LED數(shù)碼顯示器的接口方法單片機(jī)與LED數(shù)碼顯示器有以硬件為主和以軟件為主的兩種接口方法。2、數(shù)碼管的單片機(jī)接口編程

以軟件為主的接口方法這種接口方法是以軟件查表代替硬件譯碼,不但省去了譯碼器,而且還能顯示更多的字符。但是驅(qū)動器是必不可少的,因為僅靠接口提供不了較大的電流供LED顯示器使用。2、數(shù)碼管的單片機(jī)接口編程

LED數(shù)碼顯示器的接口電路

實際使用的LED數(shù)碼顯示器位數(shù)較多,為了簡化線路、降低成本,大多采用以軟件為主的接口方法。對于多位LED數(shù)碼顯示器,通常采用動態(tài)掃描顯示方法,即逐個循環(huán)點(diǎn)亮各位顯示器。這樣雖然在任一時刻只有一位顯示器被點(diǎn)亮,但是由于人眼具有視覺殘留效應(yīng),看起來與全部顯示器持續(xù)點(diǎn)亮的效果基本一樣(在亮度上要有差別)。

2、數(shù)碼管的單片機(jī)接口編程

LED數(shù)碼顯示器的顯示方法

由于各位數(shù)碼管的顯示段碼是互相并聯(lián)的,因此在同一時刻只能顯示同一種字符。對于這種接口電路來說,其顯示方法有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種。1.靜態(tài)顯示

所謂靜態(tài)顯示，就是在同一時刻只顯示一種字符,或者說被顯示的字符在同一時刻是穩(wěn)定不變的。其顯示方法比較簡單，只要將顯示段碼送至段碼口，并把位控字送至位控口即可。2、數(shù)碼管的單片機(jī)接口編程2.動態(tài)顯示

利用人眼對視覺的殘留效應(yīng)，采用動態(tài)掃描顯示的方法，逐個地循環(huán)點(diǎn)亮各位數(shù)碼管，每位顯示1ms左右，看起來就好象在同時顯示不同的字符一樣。

在進(jìn)行動態(tài)掃描顯示時，往往事先并不知道應(yīng)顯示什么內(nèi)容，這樣也就無從選擇被顯示字符的顯示段碼。為此，一般采用查表的方法，由待顯示的字符通過查表得到其對應(yīng)的顯示段碼。2、數(shù)碼管的單片機(jī)接口編程單個數(shù)碼管靜態(tài)顯示下面程序的功能是完成單個數(shù)碼管循環(huán)顯示0，1，2，。。。，F(xiàn)共16個十六進(jìn)制數(shù)，每個字符顯示后延時大約1秒后，再顯示下一個字符。方法1：（查詢方式，軟件延時）/*****************************************************************/#include<reg51.h>#defineLedDisplayP0#defineucharunsignedcharvoiddelay(uchar);//函數(shù)聲明//sbitEnable=P2^0;//*****數(shù)碼管選通位ucharcodeLedCode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};//共陰極各段碼的值/****************************************************************/voidmain(void){uchark=0;while(1){LedDisplay=LedCode[k];//給LED顯示端口賦值//Enable=0;//*******共陰極數(shù)碼管，數(shù)碼管選通位為低電平時點(diǎn)亮數(shù)碼管delay(250);delay(250);delay(250);delay(250);//延時k++;if(k==16)k=0;//讓LED從0顯示到F}}/****************************************************/voiddelay(unsignedcharx)//延時程序{unsignedchari;while(x--)for(i=0;i<125;i++);}/*****************************************************/#include<reg51.h>#defineLedDisplayP0#defineucharunsignedcharucharcodeLedCode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};//共陰極各段碼的值voidTimer0(void);//中斷函數(shù)聲明ucharTimes=0;uchark=0;sbitEnable=P2^0;//*****數(shù)碼管選通位ucharLedTemp;//全局變量的聲明voidmain(void){TMOD=0x01;//定時器0工作在方式1TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;//定時器初值設(shè)置EA=1;ET0=1;//打開CPU中斷和定時器0中斷TR0=1;//啟動定時器0

方法2：定時器中斷方式while(1){LedDisplay=LedCode[k];//初始值Enable=0;//*******共陰極數(shù)碼管，數(shù)碼管選通位為低電平時點(diǎn)亮數(shù)碼管}}voidTimer0(void)interrupt1//定時器0中斷體{TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;//初值重載Times++;//計數(shù)次數(shù)加1if(Times==20){k++; if(k==16)k=0;//循環(huán)左移Times=0;//中斷次數(shù)清0}}單個數(shù)碼管顯示獨(dú)立按鍵編號（與第三章按鍵結(jié)合）#include<reg52.h>//定義特殊功能寄存器庫#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint//#defineLedDiplayP2voiddelay(uchar);//函數(shù)聲明ucharKeyScan(void);//鍵盤掃描函數(shù)ucharTempValue;sbitBEEP=P3^0;voidmain(void){ucharKeyValue;while(1){KeyValue=KeyScan();//調(diào)用函數(shù)，讀取鍵值

//鍵值得應(yīng)用

switch(KeyValue) { case0x0e:P2=0x06;BEEP=0;break; case0x0d:P2=0x5b;BEEP=0;break; case0x0b:P2=0x4f;BEEP=0;break; case0x07:P2=0x66;BEEP=0;break; }}}ucharKeyScan(void){TempValue=P1;//讀端口到變量TempValue&=0x0f;//將高四位置0if(TempValue!=0x0f){ //判斷是delay(10);//延時后再判斷，為什么？后介紹TempValue=P1;//讀端口到變量TempValue&=0x0f;//將高四位置0if(TempValue!=0x0f)//判斷是否有鍵按下{returnTempValue;//有鍵時的鍵值}}return0;//無鍵按下時，函數(shù)返回值為0}voiddelay(ucharx)//延時函數(shù){uchark;while(x--)for(k=0;k<125;k++);}多個數(shù)碼管動態(tài)顯示單片機(jī)與四個數(shù)碼管連接，如果直接采用單片機(jī)和四個單獨(dú)的數(shù)碼管，則單片機(jī)的四個口P0-P3分別各連接一個數(shù)碼管，現(xiàn)在采用下圖的連接方式，可以節(jié)省I/O口，但是軟件相對來講要復(fù)雜許多，是利用軟件來節(jié)省單片機(jī)的I/O口。任務(wù)一：四個數(shù)碼管同時依次顯示0，1，2，。。。，F(xiàn)共16個十六進(jìn)制數(shù)/*************************************************************************/#include<reg52.h>

#defineucharunsignedchar#defineLedDisplayP0

voiddelay(uchar);//函數(shù)聲明

ucharcodeLedCode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};共陰極數(shù)碼管段碼/*************************************************************************/voidmain(void){uchark=0;P1=0x0f;//打開數(shù)碼管的公共端

while(1){LedDisplay=LedCode[k];//送數(shù)據(jù)到P0口顯示

k++;if(k==16)k=0;//顯示16個后，從頭開始

delay(255);delay(255);delay(255);}}/*************************************************************************//*************************************************************************/voiddelay(unsignedcharx){unsignedchari;//延時程序while(x--)for(i=0;i<125;i++);}/*************************************************************************/任務(wù)二：四個數(shù)碼管分別顯示0123，即第一個數(shù)碼管顯示0，第二個數(shù)碼管顯示1，第三個數(shù)碼管顯示2，第四個數(shù)碼管顯示3。提示：利用數(shù)碼管的動態(tài)掃描原理，即利用人眼的視覺殘留來完成動態(tài)顯示。原理：首先將四個數(shù)碼管關(guān)閉，將希望在第一個數(shù)碼管顯示的內(nèi)容送到P0口，再打開第一個數(shù)碼管，延時大約1~2ms后，關(guān)閉第一個數(shù)碼管，接著送第二個數(shù)碼管要顯示的內(nèi)容到P0口，打開第二個數(shù)碼管，延時大約1~2ms后，關(guān)閉第二個數(shù)碼管，后面兩個數(shù)碼管的原理依次類推，即可完成四個數(shù)碼管的動態(tài)掃描。注意：一定要送完數(shù)據(jù)到端口后，再打開需要顯示的數(shù)碼管，否則，在數(shù)碼管上顯示不該顯示的內(nèi)容，請讀者仔細(xì)想想。動態(tài)掃描的函數(shù)如下：voidLedScan(void){P0=LedCode[0];Led0=0;delay(1);Led0=1;P0=LedCode[1];Led1=0;delay(1);Led1=1;P0=LedCode[2];Led2=0;delay(1);Led2=1;P0=LedCode[3];Led3=0;delay(1);Led3=1;}Led0，Led1，Led2，Led3需要定義，定義如下：sbitLed0=P1^4;sbitLed1=P1^5;sbitLed2=P1^6;sbitLed3=P1^7;完整程序：/*************************************************************************/#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineLedDisplayP0sbitLed0=P1^4;sbitLed1=P1^5;sbitLed2=P1^6;sbitLed3=P1^7;voiddelay(uchar);//函數(shù)聲明ucharcodeLedCode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f};//共陰極段碼/*************************************************************************/voidmain(void){uchark=0;

while(1){LedDisplay=LedCode[0];Led0=0;delay(1);Led0=1;LedDisplay=LedCode[1];Led1=0;delay(1);Led1=1;LedDisplay=LedCode[2];Led2=0;delay(1);Led2=1;LedDisplay=LedCode[3];Led3=0;delay(1);Led3=1;}}/*************************************************************************//*************************************************************************/voiddelay(unsignedcharx){unsignedchari;//延時程序while(x--)for(i=0;i<125;i++);}/*************************************************************************/任務(wù)三：四個數(shù)碼管先顯示0123，延時一段一定的時間后，顯示1234，再顯示2345……,依次顯示CDEF,DEF0,EF01,F012,最后再回到0123，再循環(huán)顯示。提示：利用數(shù)碼管的動態(tài)掃描原理，即利用人眼的視覺殘留來完成動態(tài)顯示。#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineLedDisplayP0sbitLed0=P2^4;sbitLed1=P2^5;sbitLed2=P2^6;sbitLed3=P2^7;voiddelay(uchar);