任务3.1 单个数码管的显示

1、 简易数字钟的设计（1）“简易数字种的设计”是本书第一个项目教学实例，提出项目任务要求，分解任务和知识点，逐个突破，最后再完成整个项目设计，达到学以致用的目的，这是项目教学的精髓。本单元是“简易数字钟”的第一部分，介绍各模块的基本知识点。【任务要求】（1）在6位数码管上分别显示时、分、秒，分与秒、小时与分之间用小数点间隔开。（2）通过单片机内部定时器控制走时，走时准确。（3）系统有四个按键，功能分别是调整，加，减，确定。在按下调整键时候，显示“时”的两位数码管以1Hz频率闪烁。如果再次按下调整键，则“分”开始闪烁，“时”恢复正常显示，依次循环，直到按下确定键，恢复正常的显示。在数码管闪烁的时候

2、，按下加或者减键可以调整相应的显示内容。【内容安排】单位数码管的显示多位动态数码管的显示独立按键检测原理及实现中断的原理及应用定时器的原理及应用单个数码管的显示任务要求本单元“简易数字钟的设计”使用6位数码管作为时间显示器件，要掌握6位数码管的驱动方法，先从单个数码管入手。本节的任务要求：在掌握单个数码管原理的基础上，在开发板的单个数码管上依次显示0、1、2.”9、A、b、C、d、E、F16个数字或字母，间隔时间1s。知识准备1、数码管的特点和外观数码管能显示数字和有限个数的字母，由于它具有显示清晰、亮度高、寿命长、价格低廉等特点，因此在电子产品中经常使用，图3.1.1是市面上常见到的数码管外

3、观。数码管按位数来区分，有单个位的，也有2位、3位和4位一体的。按大小分，有0.28寸、0.36寸、0.56寸和0.8寸等。按发光颜色分，有红色、绿色和蓝色等。mm，3位数码营4位数在管2mm，3位数码营4位数在管2位数码钟1位数码管图3.1.1数码管外形图片2、单个数码管的显示原理我们小时候玩过的“火柴棒游戏”，几根火柴组合起来，可以拼成各种各样的图形，数码管实际上就是利用这个原理做成的。单个数码管由8个发光二极管组成，其中7个长条形的发光二极管排列成一个“日”字形，另1个圆点形的发光二极管在数码管的右下角作为小数点用。这些发光二极管，我们称之为“段”，每个段有一个名字，从中上的段开始按顺时

4、针分别为：a之为“段”，每个段有一个名字，从中上的段开始按顺时针分别为：a、b、c、d、e、f、g，小数点对应段的名字为dp。小数点对应段的名字为dp。数码管显示不同的数字或字符，点亮对应的发光二极管就可以了，如图3.1.2所示。3.1.2数码管显示数字或字母3.1.2数码管显示数字或字母图3.1.3是单个数码管的段标号以及外接引脚排列图。从图中可以看出，单个数码管共有10个引脚，上排和下排各5个。其中8个引脚分别与数码管的段相连，另外3脚和8脚的标号为“COM”。“COM”是什么意思呢？在数码管内部，8个发光二极管的一端与数码管的8个引脚连接接，另外一端连接在一起，称之为公共端（COM）。8

5、个发光二极管的阴极连接在一起，称之为“共阴数码管”，点亮数码管，段（阳极）接高电平，公共端（阴极）接低电平。相反，8个发光二极管的阳极接在一起，称之为“共阳数码管”，点亮数码管，段（阳极）接高电平，公共端（阴极）接低电平。图3.1.4分别是共阴数码管和共阳数码管内部原理图。图3.1.3共阴数码光和共阳数码管内部结构图图3.1.3共阴数码光和共阳数码管内部结构图3.1.3引脚标号2、数码管的字型表掌握了数码管显示原理，单片机驱动数码管的方法就变得简单了。以单片机通过I/O口控制数码管显示数字0为例：数码管显示数字0,a、b、c、d、e、f段需要被点亮，而g和dp段则不被点亮，我们用单片机的一组I

6、/O口（假设为P1口，8个位叫数码管的8个段相连。对于共阴数码管，公共端（COM）接地，向P1口输出0600111111（十六进制0 x3FD；对于共阳数码管，公共端（COM）接高电平（5V），向P1口输出0bn0000000 xC0（十六进制0 xC0）。将显示的数字和字母的值按顺序排列，形成一张表，这张表被称为“段码表”，表3.1.1是从0到F共16位数字和字母的段码表，表中的各段的1和0代表该段被点亮和不被点亮。表3.1.1数码管字型编码表字型dpgfedcba共阴极共阳极0001111113FHC0H10000011006HF9H2010110115BHA4H3010011114FHB

7、0H40110011066H99H5011011016DH92H6011111017DH82H70000011107HF8H8011111117FH80H9011011116FH90HA0110111177H88Hb011101007CH83HC0011100139HC6Hd010111105EHA1HE0111100179H86HF011100017EH8EH3、数码管段驱动芯片（74HC245）开发板上的数码管是3位一体共阳型数码管，没有单个数码管。我们可以从多位数码管中拆出一位来作为单个数码管来使用。具体做法：在开发板上标有位选的接口一共有6个，把其中的一个位选接低电平就可以了（下一节介

8、绍位选接低电平的原因），然后段选接P1口就可以了。在上一单元中我们已经介绍过，51单片机I/O驱动能力比较弱，在驱动大功率器件叫码管、蜂鸣器、继电器、点阵）时，通常借助一些中间器件来完成大功率器件的驱动。这些中间的器件的特点是输入电流小，输出电流大，输入端可以直接和单片机I/O口连接，输出端和大功率器件连接。这些器件有三极管、MOS管和数字IC等。数字IC输入电流小，可以直接和单片机相接，而输出电流又相对大一些，所以在单片机电路中，经常见到用74HC04、74HC573D74HC373）、74HC245（74HC244）等数字IC作为功率驱动，来提高单片机的带负载能力。开发板上用了一片74HC

9、245来连接单片机P1口和数码管的段,用以增加数码管段的驱动能力。74HC24574HC245是一种三口输出、8路信号收发器,主要应用于显示屏及其它产品中增加驱动。图3.1.4是其引脚图和逻辑图。dirTAOg川区A2T1A4T砧R地区幻区G卜dirTAOg川区A2T1A4T砧R地区幻区G卜从4HC245的逻辑图(1)引脚图PDDD*1nJllrNnoCOBB药司Finw引dirDnkuBBCO回输出口能输出控制工作口态OEDIRLLBnDO,An输出LHAnDO,BnDOH口高口口(2)逻辑功能图3.1.374HC235的引脚及逻辑图我们可以得到该芯片的使用方法，19引脚OE为使能引脚，1引

10、脚DIR为方向控制端，则BnD输入端，数据从Bn到An。高电平，L1引脚DIR为方向控制端，则BnD输入端，数据从Bn到An。DIR高电平，An为输入端，数据从An到Bn；DIRDODO,在开发板上，OE端接地，DIR端接高电平,数据从An到Bn。从74HC245的datasheet上我们还可以到芯片的单个I/O口输出的拉电流和灌电流最大8550型号的PNP值为35mA,总电流为8550型号的PNP三极管,作为位驱动,具体用法在一下节介绍。3.1.3任务实施将开发板上数码管的位选引脚(D0DOODOD0V),P1口和数码管段选引脚相连。然后编写程序,下载观察。程序如下：include#defi

11、neucharunsignedchar#defineuintunsignedint/开发板的数码管为共阳数码管/code是KeilC51关键字，表示数组中的值存放到FlashROM中。ucharcodeSeg7Code口:0 xC0,0 xF9,0 xA4,0 xB0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xF8,0 x80,0 x90,0 x88,0 x83,0 xC6,0 xA1,0 x86,0 x8E;ms级延时函数voidDelayMs(uintxms)uintijfor(i=0;ixms;i+)for(j=0;j122;j+);主函数voidmain(void)uchari=0;whilefor(i=0;i16;i+)P1=Seg7Codei;/向P1口口段码1S，,一位程序解释：Seg7Code中，在数码管P1口就可以了，Seg7Code中，在数码管P1口就可以了，code”,code是K