第11集
一、數(shù)碼管工作原理
數(shù)碼管顯示亮度高，響應(yīng)速度快，可以在一些比較差的環(huán)境中使用。有1位、2位、4位、8位連體等。。。也有專用于顯示時(shí)間的數(shù)碼管。
如圖，一位數(shù)碼管由8個(gè)二極管構(gòu)成，7個(gè)構(gòu)成“日”字型，１個(gè)是小圓點(diǎn)。分共陰和共陽(yáng)。 共陰：所有二極管的負(fù)極連接在一起，接到電源負(fù)極。共陽(yáng)：所有二極管的正極連接在一起，接到電源正極。（圖（a）引腳畫(huà)錯(cuò)了。）
驅(qū)動(dòng)的原理都很簡(jiǎn)單，如共陽(yáng)型數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)。圖（b）右邊的電路圖可以看出，所有的二極管正極都接在電源正極，a、b、c、d、e、f、g、dp都接在單片機(jī)的IO口上，在《51單片機(jī)復(fù)習(xí)筆記1》：http://www.zg4o1577.cn/mcu/2111.html 中介紹過(guò)驅(qū)動(dòng)二極管的原理，所以這里只需要在相應(yīng)的二極管負(fù)極給低電平即可讓相應(yīng)的二極管發(fā)光。
這里補(bǔ)充一下，為什么給高電平二極管就不亮，給低電平就亮呢。因?yàn)閱纹瑱C(jī)是TTL電平，也就是說(shuō)高電平即輸出5V，低電平就不輸出電壓0V，二極管的正極接在電源的正極那就是5V，那么二極管的負(fù)極如果也給高電平的話，那么就相當(dāng)于在二極管的負(fù)極也接到了5V，二極管兩端都是5V 沒(méi)有電勢(shì)差，就相當(dāng)于沒(méi)有通電一樣，自然不會(huì)發(fā)光。給低電平即0V，那么二極管就有一個(gè)5V的電勢(shì)差且是正向偏置，二極管自然就發(fā)光了，共陰型恰好相反。
看下圖（設(shè)共陽(yáng)型），假如我們要讓數(shù)碼管顯示‘1’，那么只需要給b、c段的二極管低電平，其他為高電平即可讓數(shù)碼管顯示‘1’。假如我們要讓數(shù)碼管顯示‘2’，那么只給a、b、g、e、d低電平即可讓數(shù)碼管顯示‘2’。要顯示什么，只給相應(yīng)的發(fā)光二極管低電平即可。
那么在實(shí)際編程中應(yīng)該怎么寫(xiě)程序呢。
我們將a、b、c、d、e、f、g、dp八個(gè)引腳接到單片機(jī)的P1口，P1^0←a、P1^1←b.....P1^7←dp。畫(huà)紅框的是低四位。那么如果要顯示2。
P1^0 = a =0、P1^1 = b = 0、P1^6 = g = 0、P1^4 = e = 0、P1^3 = d = 0
剩余的為1那么就是：1010 0100 = 0xA4
程序代碼中將0xA4賦值給P1即可，如 P1 = 0xA4; 看圖。
由于數(shù)碼管需要占用單片機(jī)的IO口很多，所以一般會(huì)搭配74HC573芯片來(lái)擴(kuò)展IO口。《51單片機(jī)復(fù)習(xí)筆記1》有介紹該芯片的使用方法。驅(qū)動(dòng)原理一樣。
數(shù)碼管顯示方式有兩種：
靜態(tài)顯示：其實(shí)和上面一樣，如P1=0xA4; 那么P1一直維持0xA4那么數(shù)碼管的每一段二極管的狀態(tài)都會(huì)保持字形不變。變動(dòng)P1的電平狀態(tài)才會(huì)改變新字形。優(yōu)點(diǎn)是占用CPU時(shí)間少。缺點(diǎn)是占用IO口多硬件設(shè)計(jì)復(fù)雜，特別是控制多位數(shù)碼管時(shí)尤為占用IO口，成本較高。
動(dòng)態(tài)顯示：動(dòng)態(tài)其實(shí)就是利用發(fā)光二極管的余暉和人眼視覺(jué)暫留作用。控制多位數(shù)碼管時(shí)，將所有數(shù)碼管的段選并聯(lián)在一起，由位選線控制是哪位數(shù)碼管接受段選編碼。如下圖一樣。
例如：
P0組是并聯(lián)所有數(shù)碼管的段選。P2^6、P2^7選擇哪位數(shù)碼管。我要顯示520，那么 首先選中第一位數(shù)碼管，然后送數(shù)字5的段編碼控制段選的P0口。
然后再選中第二位數(shù)碼管，再送數(shù)字2的段選編碼給P0，這時(shí)候第一位數(shù)碼管雖然斷電，但是二極管并沒(méi)有瞬間熄滅，所以還有余暉保持字形。
繼續(xù)再選中第三位數(shù)碼管送數(shù)字0的段選編碼給P0，這時(shí)候第一、第二位數(shù)碼管雖然都斷電，但由于切換速度太快，余暉仍沒(méi)有完全熄滅就造成三位數(shù)碼管同時(shí)顯示不同的數(shù)字字型的假象。
上圖是六位共陰型數(shù)碼管搭配兩片74HC573芯片的電路圖。L2是控制數(shù)碼管的a、b、c、d、e、f、g、dp，L3是選擇要顯示的數(shù)碼管。
下圖是74HC573芯片接在單片機(jī)上的10個(gè)IO口。（完美詮釋74HC573的實(shí)用性，哈哈~）
下圖是編碼列表
利用數(shù)碼管顯示秒表程序源碼：
/*****************************************
* 說(shuō)明：動(dòng)態(tài)顯示方式控制數(shù)碼管。秒表源碼
* 設(shè)計(jì)者：L、QQ：1007566569
* 開(kāi)發(fā)板：DB-51 Ver2.1
* 數(shù)碼管：六位共陰型
******************************************/
#include<reg52.h>
#include<intrins.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
sbit dual = P2^6;// 控制 L2的74HC573芯片是否鎖存
sbit weal = P2^7;// 控制 L3的74HC573芯片是否鎖存
uchar aa;
// 數(shù)碼管顯示數(shù)字的編碼 table[0] 就是顯示 0
uchar code table[]={
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
0x39,0x5e,0x79,0x71};
// 要顯示指定數(shù)字的數(shù)碼管
uchar code tablewe[]={
0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf};
#define Time 50000
#define YsTime 1
void ShowTime(uchar bai, uchar shi, uchar ge);
void delay(uint z);
/******** 主函數(shù) ********/
void main()
{
uchar b, s, g;
TMOD = 0x01;// 選擇定時(shí)器工作方式 1
TH0=(65536-Time)/256;// (65536 - (50000/(12*(1/12))))/256 ;
TL0=(65536-Time)%256;// (65536 - (50000/(12*(1/12))))%256 ;
EA=1; // 開(kāi)啟總中斷
ET0=1;// 開(kāi)啟定時(shí)器 0 中斷
TR0=1;// 啟動(dòng)定時(shí)器 0
while(1)
{
if(aa == 20)// 50ms*20 = 1000ms = 1s
{
aa = 0;
g ++; // 個(gè)位自增
if(g == 10)
{
s++; // 十位自增
g = 0;
}
if(s == 10)
{// 百位自增
b++;
s = g = 0;
}
if(b == 10)
b = s = g = 0;
}
ShowTime(table[b], table[s], table[g]);
}
}
/******** 數(shù)碼管顯示函數(shù) ********/
void ShowTime(uchar bai, uchar shi, uchar ge)
{
// 顯示百位
dual = 1;
P0 = bai;
dual = 0;
P0 = 0xff;
weal = 1;
P0 = 0xfe;
weal = 0;
delay(YsTime);
// 顯示十位
dual = 1;
P0 = shi;
dual = 0;
P0 = 0xff;
weal = 1;
P0 = 0xfd;
weal = 0;
delay(YsTime);
// 顯示個(gè)位
dual = 1;
P0 = ge;
dual = 0;
P0 = 0xff;
weal = 1;
P0 = 0xfb;
weal = 0;
delay(YsTime);
}
/******** 延時(shí)函數(shù) ********/
void delay(uint z)
{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--);
}
/******** 中斷函數(shù) 每50ms觸發(fā)一次 ********/
void timer0() interrupt 1
{
TH0=(65536-Time)/256;
TL0=(65536-Time)%256;
aa++;
}
也有采用BCD-7段譯碼芯片：共陽(yáng)型的74LS48、74LS49、CD4511。共陰的74LS46、74LS47、CD4513。
第十二集
霖鋒教程中的是兩個(gè)四位一體共陰型數(shù)碼管，通過(guò)一片74HC573芯片控制兩個(gè)四位數(shù)碼管的段選，通過(guò)一片74HC138芯片選擇位數(shù)碼管（即位選）。
74HC138的引腳說(shuō)明：
先把一些簡(jiǎn)單的引腳說(shuō)一下：
GND接地、VCC接電源正極。
E1、E2：低電平有效，如果其中一個(gè)為高電平則無(wú)法操控芯，Y0 — Y7 輸出全高電平。
E3：高電平有效，如果為低電平則無(wú)法操控芯片，Y0 — Y7 輸出全高電平。
如果要控制芯片首先是 VCC和GND接電源，E1、E2低電平或接低，E3高電平。
下面這三個(gè)引腳是比較重要的：
A組IO口是輸入，Y組端口是輸出。
A0、A1、A2是用來(lái)控制Y0 — Y7 輸出電平狀態(tài)，往里面輸入八進(jìn)制數(shù)即可指定Y0 — Y7中其中一個(gè)為低電平。例如想要 Y5 為低電平，那么5的八進(jìn)制為101，只需要給 A2 = 1、A1=0、A0=1，即可讓Y5為低電平。想要Y3為低電平，那么3的八進(jìn)制為011，只需要給A2 = 0、A1 = 1、A0 = 0 即可。
記住，A組IO只是控制Y組的某一IO輸出低電平而已，其余都為高電平。
教程中有八位數(shù)碼管，所有剛好Y組全部都用上。