动态数码管显示实验

摘要

本实验采用了普中科技的51单片机开发板
本实验以静态数码管显示实验为基础
https://blog.csdn.net/weixin_41995541/article/details/89392804
通过动态扫描方式静态显示八个数据

实验器件简介

• 74HC573
  • 八进制三态非反转透明锁存器
  • 功能表
    
• 74HC138
  • 三通道输入、八通道输出的译码器，也称3-8译码器
  • 管脚说明
    
  • 真值表
    

实验原理

数码管静态显示：必须接一个8位数据线来保持显示的字形码。
动态显示的特点：

• 将所有的数码管的段选线并联在一起

• 由位选线控制是哪一位数码管被选中

• 选亮数码管采用动态扫描方式显示

  • 即轮流向各位数码管送出字形码和相应的位选线
  • 利用发光二极管的余晖效应和人眼的视觉暂留作用
  • 使人感觉好像所有数码管同时在显示

-动态数码管的亮度要比静态显示的亮度差一些，所以限流电阻要略小

硬件电路图

完整电路图查看资源分享中 4–开发板原理图

硬件电路连线

参照上面的原理图连接：

• MCU的JP10接74HC573的J12
• MCU的JP11接74HC138的J6
  
• 开发板已经用跳线帽连接好
  

实验代码

/**********************************************************/
//晶振频率	: 12.0MHz
//文件名		: main.c
//功能说明	: 七段LED动态数码管显示实验
//制作    	: https://blog.csdn.net/weixin_41995541
//技术支持	: QQ:2116447359
//变更记录	: 2019.04.19
//变更内容	: 
//说明		:
/**********************************************************/
#include <reg51.h>

#define	u8		unsigned char
#define LED_8	P0
void DelayMS(u8 i);

//编码前提条件：
//1.共阳极数码管
//2.各段数码管按顺时针排列
//3.a是高位，h（即dp）是低位
u8 code segmentCode[23]={0xFF,   						//无显示
	0x03,0x9F,0x25,0x0D,0x99,0x49,0x41,0x1F,0x01,0x09,  //0~9
	0x11,0xC1,0x63,0x85,0x61,0x71,  					//A~F
	0x91,0xE3,0x13,0x31,0x83,0xD1						//H，L，N，P，U,h
};  
//动态数码管采用共阴型七段数码管 所以编码需要按位取反
//加code把数组存放在Flash ROM中否则在RAM中

void main()
{
	u8 i;											
	while(1)
	{
		for(i=0;i<8;i++)
		{
			P2 = i;
			//共阴型数码管需要将共阳型数码管的编码按位取反
			LED_8 = ~segmentCode[i+1];  //按位取反
			DelayMS(1);   
			LED_8= 0x00;
		}
		//二次实验（ 只用了P0进行实验 ）所用代码
		//LED_8 = 0x60;
		//LED_8 = 0x71;
		//LED_8 = 0xE2;
		//LED_8 = 0xF3;
	}
}

void DelayMS(u8 i)
{
	//大约 1ms
	u8 j=100;
	while(i--)
	{
		while(j--);  
	}
}

实验结果

1. 一次实验
   //注释代码DelayMS（1）;
   实验1成功但亮度太低
   
   //注释代码LED_8 = 0x00;
   实验2成功
   
   //注释代码
   //DelayMS(1);
   //LED_8= 0x00;
   实验3失败
   
2. 二次实验
   只用了P0进行实验，让位选和段选同时进行；
   重新进行编码
   
   实验成功
   
   只用了P0进行实验，让位选和段选同时进行；
   重新进行编码
   
   实验失败，第一位有问题
   

思考以及注意事项

1. 注意接线，弄清楚高位和低位的对应位置
2. 重点：
   • 重影和消影问题
   • 因为位选P2口和段选P0口并不是在同一时间赋值导致存在时差，量的累积最后达到质变（看见重影）
   • 所以需要通过代码 P0=0x00; 将段选清零（无显示）
   • 从一次实验实验2结果可以看出实际上只要有代码DelayMS(1); 延时一毫秒
   • 实验就可以成功，亮度也很亮，但实际上这个位选和段选依然存在时差
   • 这个也有量的累积最后达到质变，但是相对于延时显示的1ms来说太短了，人眼无法捕捉
   • 所以没得重影
3. 动态扫描，最后显示出来的是静态画面。显然很耗费CPU，但是节约硬件资源，8个数码管只需要两个IO口
4. 如果是静态方式的话，需要8个IO口来保持显示的数据，很耗硬件资源
5. 可以用switch和case语句来专门指定每位数码管显示的字符

u8 i;
while(1)
{
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		switch(i)
		{
			case 0 :
				LED_8 = ~segmentCode[6]; //显示数字 5
				break;
			case 1 :
				LED_8 = ~segmentCode[10]; //显示数字 9
				break;
			case 2 :
				LED_8 = ~segmentCode[11]; //显示数字 A
				break;
			case 3 :
				LED_8 = ~segmentCode[14]; //显示数字 d
				break;
			case 4 :
				LED_8 = ~segmentCode[12]; //显示数字 b
				break;
			case 5 :
				LED_8 = ~segmentCode[13]; //显示数字 C
				break;
			case 6 :
				LED_8 = ~segmentCode[16]; //显示数字 F
				break;
			case 7 :
				LED_8 = ~segmentCode[15]; //显示数字 E
				break;
			case 8 :
				LED_8 = ~segmentCode[18]; //显示数字 H
				break;
		}
		//消影处理
		DelayMS(1);   
		LED_8= 0x00;
	}
}

实验视频教程

推荐视频：https://www.bilibili.com/video/av32132894/?p=25

资源分享

003-普中51单片机开发板教程+参考资料
链接：https://pan.baidu.com/s/1SHARpgOLFtkY0gQXOGLx7g 提取码：yqjq
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