02数码管模块.doc

AVR单片机入门学习 上海市金山中学 葛华峰硬件模块02： 数码管一、 原理和电路图：图1 外观形态图2图1中，a h描述了数码管的低位至高位，可用图2进行类比，低位至高位（D0 D7）。图3 内部电路图图3 为数码管内部电路图，采用共阳极的设计。因为是共阳极，若要点亮数码管中的灯，需要给其低电平，故置“0”点亮！若 PORTA的信号控制数码管中灯的亮灭，以下语句将显示数字3PORTA = 0b10110000或 PORTA = 0xB0 控制数码管与控制发光二极管原理类似，主要区别为：1. 亮灭信号不一样，正好相反。2. 数码管有四组，流水灯只有一组。3. 每组八个灯的位置不一样，流水灯在一行上，数码管逆时针排列。 数码管硬件连线：（参考） 每组数码管显示控制 数码管组选择控制假设实验中按如下连线：（自己可根据情况灵活接插）1. C1C4 接在PORTC的0 3 号针脚上，用以控制选择哪组数码管。 2. a dp 接在PORTA上，用以控制数码管的显示。二、 实验任务：在最右边的数码管中，反复显示数字0 9， 数字变化间隔为500 ms 。三、 算法分析：1. 如何让最右边的数码管亮呢？ 最右边的数码管对应的是C1针脚，只要该针脚上给高电平，就可使其数码管处于开通状态。故可用如下语句实现：PORTC = 0b00000001； /端口值 初始化 接C1的PORTC0针脚置 1 DDRC = 0b11111111； /端口方向 初始化 针脚全部定义为信号输出2. 最右边的数码管可以点亮的情况下，如何按要求显示数字09 呢？步骤1 ： 显示 数字0 PORTA = 0b11000000；步骤2 ： 显示 数字1 PORTA = 0b11111001； 步骤3 ： 显示 数字2 PORTA = 0b10100100； 按此顺序，直至数字9为止，并且反复循环。 关键点：找到所要显示数字字形的电平对应序列。切记：亮 0 ， 暗 1 。推荐用二进制或十六进制表示。四、 程序实现：在最右边的数码管中，反复显示数字0 9， 数字变化间隔为500 ms 。示例程序1： #include #include void main(void) PORTC = 0b00000001; /端口C的值初始化 选择数码管组 DDRC = 0b11111111; /端口C的方向初始化 信号输出 PORTA = 0b11111111; /端口A的值初始化 全暗 DDRA = 0b11111111; /端口A的方向初始化 信号输出while (1)PORTA = 0b11000000; /显示数字 0delay_ms(500);PORTA = 0b11111001; /显示数字 1delay_ms(500);PORTA = 0b10100100; /显示数字 2delay_ms(500);PORTA = 0b10110000; /显示数字 3delay_ms(500);PORTA = 0b10011001; /显示数字 4delay_ms(500);PORTA = 0b10010010; /显示数字 5delay_ms(500);PORTA = 0b10000010; /显示数字 6delay_ms(500);PORTA = 0b11111000; /显示数字 7delay_ms(500);PORTA = 0b10000000; /显示数字 8delay_ms(500);PORTA = 0b10010000; /显示数字 9delay_ms(500); 五、 课堂实践：1请完成上述一位数码管控制的实验任务。2修改上述程序，分别使第二组、第三组、第四组数码管反复显示数字0 9（以右侧为基准）。六、 深入学习：1完成了上述课堂实践任务后，请再仔细体会一下。不知你是否感觉“循环显示数字0 9 ”的代码有些繁琐冗长，希望用一种更加巧妙的方法让其能够更精简一些。用位运算符的左移或右移能实现我们的愿望吗？回答：不能！因为要显示的数字转换后的电平信号二进制是不连续、无规则的，所以只能另想办法。此处将用C语言中的 数组 来使程序代码更加精简。 知识点链接： 数组的定义 例： unsigned char num10 = 1，2，3， ; 数据类型 数组名及大小 具体数据说明： 数据类型有很多，此处选用的是无符号字符型，表示值范围：【0,255】 C语言中数组下标从0开始，所以规模为10的数组，下标范围： 0, 9 数组中要存放的数据直接在 中给出，用逗号分隔。因为数组的下标是连续的，所以先将数据存放在数组中，然后通过循环结构控制下标变化，读取相应的数据，通过该方法可使代码更加精简。 具体如下所示：示例程序2：#include #include void main(void) unsigned char num10=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90; /* 定义数组，存放数字 09 ，此处用十六进制表示 */ unsigned char i; /控制循环的变量 PORTC = 0b00000001; /端口C的值初始化 选择数码管组DDRC = 0b00000001; /端口C的方向初始化 PORTC0针脚信号输出 PORTA = 0b11111111; /端口A的值初始化 全暗DDRA = 0b11111111; /端口A的方向初始化 所有针脚信号输出 while (1) for (i=0;i10;i+) /控制数组下标变化 PORTA = numi; /读取相应数组下标中的值赋给端口A delay_ms(500); /延时500毫秒 实践提高： 完成上述示例程序2，体会其中设计特点，掌握数组的应用。 利用数组与循环结构完成以下任务：从数字9至0进行倒计时，最终显示字母H停止。 2之前介绍了一位数码管的控制，现要控制后两位数码管（以右基准）显示数字00 99，每1秒跳动一次，该如何实现呢？算法分析：虽然肉眼感觉两位数同时出现在眼前，但单片机在实际处理时还是有先后交替的过程，只要交替的过程频率足够快，肉眼就感觉是静止状态。可用如下伪代码描述： 开通C1组数码管，关闭C2组数码管，显示数字。 延时10ms 开通C2组数码管，关闭C1组数码管，显示数字。 延时10ms 为了让肉眼看清显示的数字，并符合1秒跳动一次的要求，重复上述步骤50次。 为什么？ 因为这两步共延时20ms，执行50次，正好是1秒。具体如下所示：示例程序3：#include #include void main(void) unsigned char num10 = 0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90; /上述语句，定义数组，并存放数字09 unsigned char i; /控制低位 unsigned char j; /控制高位 unsigned char c; /计数器，控制进位 DDRC = 0b00000011; PORTA = 0b11111111;DDRA = 0b11111111; while (1) for (j=0;j10;j+) /高位取值的范围 for (i=0;i10;i+) /低位取值的范围 for (c=0;c50;c+) /此循环控制数码管数字跳动为1秒 /低位10ms, 高位10ms, 50次 共1000ms PORTC = 0b00000001; /先选择最右边一组数码管（低位） PORTA = numi; /得到数据 delay_ms(10); PORTC = 0b00000010; /再选择右边第二组数码管（高位） PORTA = numj; /得到数据 delay_ms(10); 实践提高： 完成上述示例程序3，体会其中设计特点，掌握两位数码管的控制方法。 设计程序完成以下任务：从数字00至25进行计数，每隔1秒数字变化，最终显示字母H停止。 设计程序，控制四位数码管进行数字计数。（选做）七、 模块小结：1掌握点亮控制数码管的基本原理。（先选中数码管组，再控制）2掌握C语言中数组的应用3掌握两位数码管静态图像显示的实质。（快速刷新）附：历届上海市单片机竞赛数码管项目 赛题1 在D口从1计数并显示到9，然后倒计数到0结束。最后显示字母“F”。计数速度为1秒钟加1或减1。2 在B口动态显示，从35倒计数到1结束，结束后显示字母“H”。计数速度为1秒钟减1。3 在B口从20倒计数到1结束，结束后显示字母“E”。计数速度为1秒钟减1。4 在D口用数码管的个位按次序轮流显示A、B、C、D、E、F笔划段。再按次序轮流显示F、E、D、C、B、A笔划段，速度