多個數碼管顯示數字的時候,我們實際上是輪流點亮數碼管(一個時刻內只有一個數碼管是亮的),利用人眼的視覺暫留現象(也叫余輝效應),就可以做到看起來是所有數碼管都同時亮了,這就是動態顯示,也叫做動態掃描。
例如:有 2 個數碼管,我們要顯示“12”這個數字,先讓高位的位選三極管導通,然后控制段選讓其顯示“1”,延時一定時間后再讓低位的位選三極管導通,然后控制段選讓其顯示“2”。把這個流程以一定的速度循環運行就可以讓數碼管顯示出“12”,由于交替速度非常快,人眼識別到的就是“12”這兩位數字同時亮了。
那么一個數碼管需要點亮多長時間呢?也就是說要多長時間完成一次全部數碼管的掃描呢(很明顯:整體掃描時間=單個數碼管點亮時間*數碼管個數)?答案是:10ms 以內。當電視機和顯示器還處在 CRT(電子顯像管)時代的時候,有一句很流行的廣告語——“100Hz無閃爍”,沒錯,只要刷新率大于 100Hz,即刷新時間小于 10ms,就可以做到無閃爍,這也就是我們的動態掃描的硬性指標。那么你也許會問,有最小值的限制嗎?理論上沒有,但實際上做到更快的刷新卻沒有任何進步的意義了,因為已經無閃爍了,再快也還是無閃爍,只是徒然增加 CPU 的負荷而已(因為 1 秒內要執行更多次的掃描程序)。所以,通常我們設計
程序的時候,都是取一個接近 10ms,又比較規整的值就行了。我們開發板上有 6 個數碼管,那么我們現在就來著手寫一個數碼管動態掃描的程序,實現兼驗證上面講的動態顯示原理。
我們的目標還是實現秒表功能,只不過這次有 6 個位了,最大可以計到 999999 秒。那么現在要實現的這個程序相對于前幾章的例程來說就要復雜的多了,既要處理秒表計數,又要處理動態掃描。在編寫這類稍復雜的程序時,建議初學者們先用程序流程圖來把程序的整個流程理清,在動手寫程序之前先把整個程序的結構框架搭好,把每一個環節要實現的功能先細化出來,然后再用程序代碼一步一步的去實現出來。這樣就可以避免無處下筆的迷茫感了。如圖 6-1 就是本例的程序流程圖,大家先根據流程圖把程序的執行經過在大腦里走一遍,然后再看接下來的程序代碼,體會一下流程圖的作用,看是不是能幫助你更順暢的理清程序流程。
圖 6-1 數碼管動態顯示秒表程序流程圖
#include
sbit ADDR0 = P1^0;
sbit ADDR1 = P1^1;
sbit ADDR2 = P1^2;
sbit ADDR3 = P1^3;
sbit ENLED = P1^4;
unsigned char code LedChar[] = { //數碼管顯示字符轉換表
0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8,
0x80, 0x90, 0x88, 0x83, 0xC6, 0xA1, 0x86, 0x8E
};
unsigned char LedBuff[6] = { //數碼管顯示緩沖區,初值 0xFF 確保啟動時都不亮
0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF
};
void main(){
unsigned char i = 0; //動態掃描的索引
unsigned int cnt = 0; //記錄 T0 中斷次數
unsigned long sec = 0; //記錄經過的秒數
ENLED = 0; //使能 U3,選擇控制數碼管
ADDR3 = 1; //因為需要動態改變 ADDR0-2 的值,所以不需要再初始化了
TMOD = 0x01; //設置 T0 為模式 1
TH0 = 0xFC; //為 T0 賦初值 0xFC67,定時 1ms
TL0 = 0x67;
TR0 = 1; //啟動 T0
while (1){
if (TF0 == 1){ //判斷 T0 是否溢出
TF0 = 0; //T0 溢出后,清零中斷標志
TH0 = 0xFC; //并重新賦初值
TL0 = 0x67;
cnt++; //計數值自加 1
if (cnt >= 1000){ //判斷 T0 溢出是否達到 1000 次
cnt = 0; //達到 1000 次后計數值清零
sec++; //秒計數自加 1
//以下代碼將 sec 按十進制位從低到高依次提取并轉為數碼管顯示字符
LedBuff[0] = LedChar[sec%10];
LedBuff[1] = LedChar[sec/10%10];
LedBuff[2] = LedChar[sec/100%10];
LedBuff[3] = LedChar[sec/1000%10];
LedBuff[4] = LedChar[sec/10000%10];
LedBuff[5] = LedChar[sec/100000%10];
}
//以下代碼完成數碼管動態掃描刷新
if (i == 0)
{ ADDR2=0; ADDR1=0; ADDR0=0; i++; P0=LedBuff[0]; }
else if (i == 1)
{ ADDR2=0; ADDR1=0; ADDR0=1; i++; P0=LedBuff[1]; }
else if (i == 2)
{ ADDR2=0; ADDR1=1; ADDR0=0; i++; P0=LedBuff[2]; }
else if (i == 3)
{ ADDR2=0; ADDR1=1; ADDR0=1; i++; P0=LedBuff[3]; }
else if (i == 4)
{ ADDR2=1; ADDR1=0; ADDR0=0; i++; P0=LedBuff[4]; }
else if (i == 5)
{ ADDR2=1; ADDR1=0; ADDR0=1; i=0; P0=LedBuff[5]; }
}
}
}
這段程序,大家自己抄到 Keil 中,然后邊抄邊結合程序流程圖來理解,最終下載到實驗板上看一下運行結果。其中下邊的 if...else 語句就是每 1ms 快速的刷新一個數碼管,這樣 6個數碼管整體刷新一遍的時間就是 6ms,視覺感官上就是 6 個數碼管同時亮起來了。
在 C 語言中, /”等同于數學里的除法運算,而“%”等同于我們小學學的求余數運算,這個前邊已有介紹。如果是 123456 這個數字,我們要正常顯示在數碼管上,個位顯示,就是直接對 10 取余數,這個“6”就出來了,十位數字就是先除以 10,然后再對 10 取余數,以此類推,就把 6 個數字全部顯示出來了。
對于多選一的動態刷新數碼管的方式,我們如果用 switch 會有更好的效果,大家來看一下我們用 switch 語句完成的情況。
#include
sbit ADDR0 = P1^0;
sbit ADDR1 = P1^1;
sbit ADDR2 = P1^2;
sbit ADDR3 = P1^3;
sbit ENLED = P1^4;
unsigned char code LedChar[] = { //數碼管顯示字符轉換表
0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8,
0x80, 0x90, 0x88, 0x83, 0xC6, 0xA1, 0x86, 0x8E
};
unsigned char LedBuff[6] = { //數碼管顯示緩沖區,初值 0xFF 確保啟動時都不亮
0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF
};
void main(){
unsigned char i = 0; //動態掃描的索引
unsigned int cnt = 0; //記錄 T0 中斷次數
unsigned long sec = 0; //記錄經過的秒數
ENLED = 0; //使能 U3,選擇控制數碼管
ADDR3 = 1; //因為需要動態改變 ADDR0-2 的值,所以不需要再初始化了
TMOD = 0x01; //設置 T0 為模式 1
TH0 = 0xFC; //為 T0 賦初值 0xFC67,定時 1ms
TL0 = 0x67;
TR0 = 1; //啟動 T0
while (1){
if (TF0 == 1){ //判斷 T0 是否溢出
TF0 = 0; //T0 溢出后,清零中斷標志
TH0 = 0xFC; //并重新賦初值
TL0 = 0x67;
cnt++; //計數值自加 1
if (cnt >= 1000){ //判斷 T0 溢出是否達到 1000 次
cnt = 0; //達到 1000 次后計數值清零
sec++; //秒計數自加 1
//以下代碼將 sec 按十進制位從低到高依次提取并轉為數碼管顯示字符
LedBuff[0] = LedChar[sec%10];
LedBuff[1] = LedChar[sec/10%10];
LedBuff[2] = LedChar[sec/100%10];
LedBuff[3] = LedChar[sec/1000%10];
LedBuff[4] = LedChar[sec/10000%10];
LedBuff[5] = LedChar[sec/100000%10];
}
//以下代碼完成數碼管動態掃描刷新
switch (i){
case 0: ADDR2=0; ADDR1=0; ADDR0=0; i++; P0=LedBuff[0]; break;
case 1: ADDR2=0; ADDR1=0; ADDR0=1; i++; P0=LedBuff[1]; break;
case 2: ADDR2=0; ADDR1=1; ADDR0=0; i++; P0=LedBuff[2]; break;
case 3: ADDR2=0; ADDR1=1; ADDR0=1; i++; P0=LedBuff[3]; break;
case 4: ADDR2=1; ADDR1=0; ADDR0=0; i++; P0=LedBuff[4]; break;
case 5: ADDR2=1; ADDR1=0; ADDR0=1; i=0; P0=LedBuff[5]; break;
default: break;
}
}
}
}
程序完成的功能是一模一樣的,但大家看一下,switch 語句是不是比 if...else 語句顯得要整齊清爽呢。
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原文標題:單片機數碼管動態顯示程序及原理講解
文章出處:【微信號:changxuemcu,微信公眾號:暢學單片機】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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數碼管動態掃描顯示01234567程序(三種方案)

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