ARM嵌入基础应用 12

第7章

数码管动态显示作者：黄克亚2025年5月本章概要CONTENTS数码管工作原理数码管动态显示时间项目实施数码管编码方式数码管动态显示学号项目实施数码管显示方式7.1数码管显示接口在单片机应用系统中，LED过于简单，LCD驱动相对复杂，数码管显示清晰，成本低廉，配置灵活,且单片机接口简单，编程容易。,如果需要显示的内容只有数字和某些字母,使用数码管是一种较好的选择。7.1数码管显示接口7.1.1数码管工作原理7.1数码管显示接口7.1.2数码管编码方式当LED数码管与微控制器相连时，一般将LED数码管的各笔段引脚a、b、…、g、dp按某一顺序接到MCU某一个并行I/O口D0、D1、……D7，当该I/O口输出某一特定数据时，就能使LED数码管显示出某个字符。

例如，要使共阳极LED数码管显示“0”:LED数码管的编码方式有多种：（1）按小数点计否可分为七段码和八段码；（2）按公共端连接方式可分为共阴字段码和共阳字段码，计小数点的共阴字段码与共阳字段码互为反码；（3）按a、b、…、g、dp编码顺序是高位在前，还是低位在前，又可分为顺序字段码和逆序字段码7.1数码管显示接口7.1.2数码管编码方式显示码的确定dpgfedcbaabcdefgdp共阴极型:a~g、Dp各笔段接控制端，接高电平时发光，低电平时不发光，控制某几段笔段发光，就能显示出某个数码或字符。共阳极型:是将各段发光二极管的正极连在一起，作为公共端COM，接低电平时发光，高电平时不发光，7.1数码管显示接口7.1.2数码管编码方式abcdefgdpdp1g1f0e0d0c0b0a00xC07.1数码管显示接口7.1.2数码管编码方式abcdefgdpdp1g1f1e1d1c0b0a10xF97.1数码管显示接口7.1.2数码管编码方式abcdefgdpdp1g0f1e0d0c1b0a00xA47.1数码管显示接口7.1.2数码管编码方式abcdefgdpdp1g0f1e1d0c0b0a00xB07.1数码管显示接口7.1.2数码管编码方式abcdefgdpdp1g0f0e1d1c0b0a10x997.1数码管显示接口7.1.2数码管编码方式abcdefgdpdp1g0f0e1d0c0b1a00x927.1数码管显示接口7.1.2数码管编码方式abcdefgdpdp1g0f0e0d0c0b1a00x827.1数码管显示接口7.1.2数码管编码方式abcdefgdpdp1g1f1e1d1c0b0a00xF87.1数码管显示接口7.1.2数码管编码方式abcdefgdpdp1g0f0e0d0c0b0a00x807.1数码管显示接口7.1.2数码管编码方式abcdefgdpdp1g0f0e1d0c0b0a00x907.1数码管显示接口7.1.2数码管编码方式显示数字共阴顺序小数点暗共阳顺序小数点亮共阳顺序小数点暗dpgfedcba16进制0001111110x3F0x400xC01000001100x060x790xF92010110110x5B0x240xA43010011110x4F0x300xB04011001100x660x190x995011011010x6D0x120x926011111010x7D0x020x827000001110x070x780xF88011111110x7F0x000x809011011110x6F0x100x90共阴和共阳LED数码管八段编码表7.1数码管显示接口7.1.3数码管显示方式LED数码管显示电路在嵌入式应用系统中可分为静态显示和动态显示两种。每一位显示器的字段需要一个8位I/O口控制，显示时，每一位字段码分别从I/O控制口输出，保持不变直至CPU刷新显示为止。静态显示7.1数码管显示接口7.1.3数码管显示方式将显示各位的所有相同字段线连在一起，由一个8位I/O口控制，而每一位的公共端由另一个I/O口控制。每一位要想显示不同的内容，必须要采取轮流显示的方式。动态显示7.1数码管显示接口7.1.3数码管显示方式数码管动态显示动画演示7.2项目分析本节进行数码管动态显示学号项目分析。7.2项目分析项目分析—目标是在六位数码管上显示每位同学的学号选中数码管1PE15=0送显示码PE=0x7FFFPG=0x00F9数码管DS1DS2DS3位选码0x7FFF0xBFFF0xDFFF数码管DS4DS5DS6位选码0xEFFF0xF7FF0xFBFF数码管位选码表7.3项目实施对项目实施过程进行详细展示。7.3项目实施第一步：复制第6章创建工程模板文件夹到桌面，并将文件夹改名为“5DsgShow”,将原工程模板编译一下，直到没有错误和警告为止。项目实施4BeepKey5DsgShow第二步：点击“File/New”新建两个文件，将其改名为dsgshow.c和dsgshow.h并保存到工程模板下的APP文件夹中。并将dsgshow.c文件添加到APP项目组下。7.3项目实施第三步：在dsgshow.c文件中输入如下源程序，在程序中首先包含dsgshow.h头文件，然后创建2个函数，分别为DsgShowInit()函数和DsgShowNum()函数。项目实施#include"dsgshow.h“voidDsgShowInit(){GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;//打开GPIOE和GPIOG时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE|RCC_APB2Periph_GPIOG,ENABLE);//配置GPIOE为输出推挽模式,为避免后续中断产生误动作,只初始化高8位

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_15|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_11|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_8;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_10MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStructure);//配置GPIOG为输出推挽模式GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_All;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_10MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_Init(GPIOG,&GPIO_InitStructure);}参考程序代码7.3项目实施项目实施voidDsgShowNum()//数码管显示六位学号{

u16i;

while(1)

{

GPIO_Write(GPIOE,0x7FFF); //选中第一个数码管

GPIO_Write(GPIOG,0xc0); //送第一数字的段码

for(i=0;i<400;i++); //延时比较短的时间

GPIO_Write(GPIOE,0xBFFF);

GPIO_Write(GPIOG,0xf9);

for(i=0;i<400;i++);

GPIO_Write(GPIOE,0xDFFF);

GPIO_Write(GPIOG,0xa4);

for(i=0;i<400;i++);

GPIO_Write(GPIOE,0xEFFF);

GPIO_Write(GPIOG,0xb0);

for(i=0;i<400;i++);

GPIO_Write(GPIOE,0xF7FF);

GPIO_Write(GPIOG,0x99);

for(i=0;i<400;i++);

GPIO_Write(GPIOE,0xFBFF);

GPIO_Write(GPIOG,0x92);

for(i=0;i<400;i++);

}}参考程序代码7.3项目实施第四步：在dsgshow.h文件中输入如下源程序，其中条件编译格式不变，只要更改一下预定义变量名称即可，需要将我们刚定义函数的声明加到头文件当中。项目实施参考代码如下:#ifndef_DSGSHOW_H#define_DSGSHOW_H#include"stm32f10x.h"voidDsgShowInit(void);voidDsgShowNum(void);#endif第五步：在main.h文件的中间部分“#include"dsgshow.h"”语句，即包含dsgshow.h头文件，任何时候程序中需要使用某一源文件中函数，必须先包含其头文件，否则编译是不能通过的。main.h文件的源代码如下所示。参考代码如下:#ifndef_MAIN_H#define_MAIN_H#include"stm32f10x.h"#include"LED.h"#include"beepkey.h"#include"dsgshow.h"#endif7.3项目实施第六步：在main.c文件中输入如下源程序，其中main函数就是二条语句，分别调用DsgShowInit()对GPIOE和GPIOG进行初始化，调用DsgShowNum()函数进行动态扫描，由于在DsgShowNum()函数已经包含死循环结构，此处不需要重复构建。第七步：编译工程，如没有错误，则会在MDK文件夹中Objects文件夹生成“Template.hex”文件，如有错误则修改源程序直至没有错误为止。第八步：将生成的目标文件通过ISP软件下载到开发板微控制器的FLASH存储器当中，复位运行，检查实验效果。参考代码如下:#include“main.h"intmain(){

DsgShowInit();

DsgShowNum(); }项目实施7.4项目拓展上一节中介绍的数码管动态显示程序编写其实是很不专业的，其通用性也比较差，主要目的是让大家能够快速熟悉数码管动态显示控制方法。7.2项目分析项目分析—数码管动态显示时间本节将介绍一个新的实例，其项目任务是主程序赋值的三个变量：“hour”、“minute”、“second”的值显示在六位数码管上，并在小时个位和分钟个位数字下面显示一个点。因为本例中涉及到不同文件之间共享同一变量，这是我们前面没有接触过的，这一点我们需要注意。因为此项目是上一项目的扩展，所以工程文件和上一项目是完全一样的，只是部分文件代码有所改变，改动涉及填加、修改和删除，现在改动之处一一列出，供大家参考。7.2项目分析项目分析—数码管动态显示时间改动1在main.c文件中定义三个外部变量，并在main()函数中对其赋初值。修改后的main.c文件程序如下：7.2项目分析项目分析—数码管动态显示时间改动2在dsgshow.c文件包含语句(#include"dsgshow.h")的下面，输入如下语句：externu8hour,minute,second;声