51单片机入门 - 驱动多位数码管

news2024/9/28 7:20:51

我使用的是普中51单片机开发板A2套件（2022），驱动数码管可能需要参考电路原理图。开发环境的搭建教程在本专栏的 51单片机开发环境搭建 - VS Code 从编写到烧录 有过介绍。

关于我的软硬件环境信息：

Windows 10
STC89C52RC
SDCC （构建HEX文件）
stcgal 1.6 （向STC单片机烧录）

点亮 1 位数码管

写个 python 脚本把驱动数字段选转换成 16 进制：

d = ["abcdef", "bc", "abged", "abcdg", "fgbc", "afgcd", "afedcg", "abc", "abcdefg", "abcdfg"] # 0-9

def solve(seg):
    ans = 0
    for i in seg:
        ans ^= (1 << (ord(i) - ord("a")))
    return ans

a = "{" + ", ".join([hex(solve(seg)) for seg in d]) + "}"
print(a)
# {0x3f, 0x6, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x7, 0x7f, 0x6f}

这样就得到了驱动一位数码管显示0-9的映射表：{0x3f, 0x6, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x7, 0x7f, 0x6f}，也就是给 P0 置 0x3f 时，数码管会显示数字 0 （段选）。

先选择一位数码管进行点亮（选择第 8 位数码管，显示数字 6）：

#include <8051.h>

#define decoder_in_1 P2_2 // 译码器的 3 位输入，用于位选
#define decoder_in_2 P2_3
#define decoder_in_3 P2_4
#define NUMBER P0

unsigned int LED_MAP[11] = {0x3f, 0x6, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x7, 0x7f, 0x6f};

void send_to_decoder(unsigned int position) {  // position: 1 ~ 8 
    position--;                          // position: 0 ~ 7 (000 ~ 111)
    decoder_in_1 = position & 1;         // low    bit of position (position & 001)
    decoder_in_2 = position & 2;         // middle bit of position (position & 010)
    decoder_in_3 = position & 4;         // high   bit of position (position & 100)
}

void main() {
    send_to_decoder(8);
    NUMBER = LED_MAP[6];
}

点亮多位数码管

由于位选是通过 38 译码器来让 3 个引脚来控制 8 个引脚（ $2^3=8$ ），所以同一时间只能亮起1位，但是单片机可以快速切换亮起的数码管，利用视觉暂留可以让其看起来像是同时亮起。

#include <8051.h>

#define decoder_in_1 P2_2 // 译码器的 3 位输入，用于位选
#define decoder_in_2 P2_3
#define decoder_in_3 P2_4
#define NUMBER P0

unsigned int LED_MAP[11] = {0x3f, 0x6, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x7, 0x7f, 0x6f};

void send_to_decoder(unsigned int position) {  // position: 1 ~ 8 
    position--;                          // position: 0 ~ 7 (000 ~ 111)
    decoder_in_1 = position & 1;         // low    bit of position (position & 001)
    decoder_in_2 = position & 2;         // middle bit of position (position & 010)
    decoder_in_3 = position & 4;         // high   bit of position (position & 100)
}

void main() {
    unsigned int i;
    while (1) {
        for (i = 0; i < 8; i++) {
            NUMBER = 0x00;
            send_to_decoder(8 - i);
            NUMBER = LED_MAP[i];
        }
    }
}