【51单片机】数码管的静态与动态显示（含消影）

news2024/12/23 9:08:30

数码管在现实生活里是非常常见的设备，例如在这里插入图片描述
这些数字的显示都是数码管的应用。

静态数码管：

器件介绍：

在这里插入图片描述
注意：数码管有共阴和共阳的区分。

在自己设计电路时，应当选用一种数码管时需要选用相应的译码器（共阴配共阴，共阳同理）

数码管的使用：

数码管其实就是一段一段LED构成的，51单片机使用的是共阴数码管，即图中的上侧表示，其中的标号怎样理解呢？
在这里插入图片描述
3和8为一个端子引出去的两个引脚，都是接地，
其余引脚的虽然右图看似杂乱无章，实则有点就近原则的意思，一个引脚控制一段LED，从上侧左图就可以看出。

但是这是一个数码管，51单片基中的数码管是下图这样的
看着复杂，无非就是多了7个共阴端，这时我们就需要译码器来进行选择哪个管子亮，这个过程叫做位选
在这里插入图片描述
在学习数电时，会接触到译码器，其中最经典的就是138译码器

译码器的使用：

大概说一下它的功能，
使能端让译码器正常工作情况下（51单片机的译码器可以看到三个使能端已经达到此效果），我们通过输入端A B C来进行控制Y端子的输出，每次输出一位有效，有效的会输出0，
正好符合我们共阴的配置，一次可以选择一个数码管的亮灭1 在这里插入图片描述

缓冲器：

选择完管子，就轮到每个管子应该输出什么数字了，
这个过程叫做段选
回到这张图片，我们发现每个管子的数字是通过P0端来实现显示数字
74HC245的作用主要是缓冲，增加电流，让灯更亮，
电阻的作用是限流，防止烧坏
在这里插入图片描述

实现原理：

元器件的使用知道了，现在就可以操作了
现在梳理一下流程

通过译码器控制指定的管子亮灭
控制P0寄存器控制显示的数字

技巧：

在需要一个实现固定功能的代码情况下，可以将其封装成一个函数，使用时更方便，便捷

我们这里就选择将控制第几个灯亮，显示什么数字的功能封装成一个函数

注意：

赋值时应当注意译码器的高低位等器件的高低位，防止最后的结果不符合预期

#include <REGX52.H>
//延时函数
void Delay(unsigned char xms)		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j;
	
	while(xms--)
	{
		i = 2;
		j = 199;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
	}
}

char arr[] = { 0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F };

//loc代表选择灯亮的位置，num代表你要显示的数字
void NixieTube(unsigned char loc, num)
{
	switch(loc)
	{
		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;
	}
	//数字的显示通过数组，我们再控制LED灯时普遍喜欢用数组实现
	P0 = arr[num];
}

完整代码：

#include <REGX52.H>

void Delay(unsigned char xms)		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j;
	
	while(xms--)
	{
		i = 2;
		j = 199;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
	}
}

char arr[] = { 0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F };

void NixieTube(unsigned char loc, num)
{
	switch(loc)
	{
		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 = arr[num];
}

void main()
{
	NixieTube(1, 1);
	
	while(1)
	{	
	}
}

动态数码管：

先来科普一下：

动态数码管不是动态的显示数字（表面理解），而是一次显示多个数字

有了以上的基础，动态数码管可谓是信手拈来
我们将封装好的函数放在while（1）循环中，在循环中放入你想控制的位置与数字

消影：

运行后发现会有重影的现象在这里插入图片描述
产生原因：
我们静态显示一个数码管时是位选–>段选，最后死循环完成的，
但是动态的显示的顺序是位选 -->段选–>位选–>段选–>位选这样循环，而问题就出现在段选–>位选这里，因单片机的速度非常快，导致上一次的段选与下一次的位选相结合，造成了重影

消影方法：
对封装好的函数进行一点改进，
将现状态稳定1ms，在次状态开始前进行清0的操作

void NixieTube(unsigned char loc, num)
{
	switch(loc)
	{
		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 = arr[num];
	Delay(1);
	P0 = 0x00;
}

完整代码：

#include <REGX52.H>

void Delay(unsigned char xms)		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j;
	
	while(xms--)
	{
		i = 2;
		j = 199;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
	}
}

char arr[] = { 0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F };

void NixieTube(unsigned char loc, num)
{
	switch(loc)
	{
		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 = arr[num];
	Delay(1);
	P0 = 0x00;
}

void main()
{
	while(1)
	{	
		NixieTube(1, 1);
		NixieTube(2, 2);
		NixieTube(3, 3);
	}
}