項目二鍵盤與顯示系統(tǒng)設計任務2.2數(shù)碼管顯示器設計“十四五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材單片機應用技術(shù)項目教程/learn/NTVU-1206695819?tid=1474236512#/learn/content項目導讀目前家用電器已不斷向智能化、多功能化方向發(fā)展，例如微波爐，通過按鍵和顯示器就可很簡單地進行操作，實現(xiàn)各種功能。那么你了解的顯示技術(shù)有哪些？這些顯示技術(shù)分別在哪些領(lǐng)域應用？單片機又是如何和按鍵、顯示器進行連接并實現(xiàn)人機對話的？學海領(lǐng)航[自主創(chuàng)新科技報國]在國家的支持下，我國企業(yè)通過幾十年持之以恒的努力，憑借堅韌不拔的意志以及對自主創(chuàng)新持續(xù)不斷的追求與實踐，成功實現(xiàn)了LCD產(chǎn)業(yè)從高度依賴進口到自主生產(chǎn)的蛻變，并最終在總產(chǎn)能上躍居全球首位連接并實現(xiàn)人機對話的？任務內(nèi)容組裝一個城市交通信號燈模擬系統(tǒng)，由單片機外接12個發(fā)光二極管，分別代表東、南、西、北4個路口的紅色、綠色、黃色信號燈，紅燈亮9s，黃燈亮2s，綠燈亮7s，黃燈亮期間閃爍5次。同時外接1位數(shù)碼管，用于倒計時/previewIndex/1060476學習目標素養(yǎng)目標:激發(fā)核心技術(shù)自主創(chuàng)新意識和學習熱情，培養(yǎng)科技報國的家國情懷.知識目標：掌握數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)及數(shù)碼管結(jié)構(gòu)電路的設計；理解數(shù)碼管靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示原理掌握C51數(shù)組的使用方法;

技能目標：學會單片機控制數(shù)碼管顯示器的電路設計和編程。知識點知識1

數(shù)碼管顯示器結(jié)構(gòu)及段選碼知識2C51語言中的一維數(shù)組知識3

數(shù)碼管顯示方式LED數(shù)碼管顯示器按用途可分為通用型和專用型顯示器，分別如下圖所示。（a）

通用7段LED數(shù)碼管（b）

專用LED數(shù)碼管1.數(shù)碼管顯示器的外觀知識1

數(shù)碼管結(jié)構(gòu)及段選碼/previewIndex/10604792.內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)碼管由8個LED(發(fā)光二極管)a、b、c、d、e、f、g和小數(shù)點dp構(gòu)成，按結(jié)構(gòu)分為共陰極和共陽極兩種。知識1

數(shù)碼管結(jié)構(gòu)及段選碼當某發(fā)光二極管要點亮時，只需COM端接地，并在陽極加高電平即可。（1）共陰極數(shù)碼管

知識1

數(shù)碼管結(jié)構(gòu)及段選碼當某發(fā)光二極管要點亮時，只需COM端接高電平，并在陰極加低電平即可。（與共陰極相反）（2）共陽極數(shù)碼管

知識1

數(shù)碼管結(jié)構(gòu)及段選碼COM端：共陰數(shù)碼管接地；共陽數(shù)碼管接電源數(shù)據(jù)口a~dp：通過單片機的IO口接電阻或驅(qū)動電路連接。（3）單個數(shù)碼管接口電路知識1

數(shù)碼管結(jié)構(gòu)及段選碼（1）根據(jù)電路連接，列出碼字的數(shù)據(jù)格式

例：（4）LED數(shù)碼管碼字設計（2）根據(jù)待顯示字符，列出各字形碼表

例：共陰極LED數(shù)碼管字形碼表字形碼3F065B4F666D7D077F6F顯示字符0123456789想一想：帶小數(shù)點的顯示，字型碼是多少？共陽的呢？知識1

數(shù)碼管結(jié)構(gòu)及段選碼

C語言具有使用戶定義一組有序數(shù)據(jù)項的能力，這組有序的數(shù)據(jù)即數(shù)組。數(shù)組是一組具有固定和相同類型數(shù)據(jù)成員的有序集合，數(shù)據(jù)成員的類型為該數(shù)組的基本類型，各數(shù)據(jù)成員稱為數(shù)組元素。數(shù)組數(shù)據(jù)是用同一個名字的不同下標訪問的，數(shù)組的下標放在方括號中，是從0開始（0,1,2,3……,n）的一組有序整數(shù)。數(shù)組有一維、二維、三維和多維數(shù)組之分。C51中常用的有一維、二維和字符數(shù)組。知識2

C51語言中的一維數(shù)組/previewIndex/10604781．一維數(shù)組的定義定義格式：

類型說明符數(shù)組名

[整型表達式]例如：unsignedcharch[10]，定義了一個無符號字符型數(shù)組，有10個元素，每個元素由不同的下標表示，分別是ch[0],ch[1],ch[2]……,ch[9]。

注意，數(shù)組的第一個元素的下標是0而不是1，即第一個元素是ch[0]，而第十個元素是ch[9]。。知識2

C51語言中的一維數(shù)組2．數(shù)組的初始化

（1）在定義數(shù)組時對數(shù)組的全部元素賦值。例如，本任務中，數(shù)碼管的0~9的碼字表用一維數(shù)組定義并初始化：unsignedchartab[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};0~9的碼字被依次列入數(shù)組中，數(shù)組的下標（對應顯示字符）和數(shù)組元素（對應段選碼）之間建立一一對應的關(guān)系。例如，在P0口顯示字符2，則執(zhí)行代碼P0=tab[2]即可。知識2

C51語言中的一維數(shù)組通常，表格存放于ROM中，在數(shù)組定義的時候用code

指定ROM存儲區(qū)域：

unsignedcharcodetab[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};在程序編譯中，就把數(shù)組中的10個元素存儲到ROM中。（2）只對數(shù)組的部分元素初始化例如：inta[10]={0,1,2,3,4,5};該數(shù)組共10個元素，但括號中僅6個初值，則數(shù)組的前6個元素被賦初值，而后面的4個元素值為0。（3）若定義數(shù)組時，不對元素賦值，則數(shù)組的全部元素都被缺省地賦值為0。知識2

C51語言中的一維數(shù)組數(shù)碼管顯示器通常有靜態(tài)顯示與動態(tài)顯示兩種方式。知識3

數(shù)碼管顯示方式/previewIndex/10604771．靜態(tài)顯示方式靜態(tài)顯示是指數(shù)碼管顯示某一字符時，相應的LED恒定導通或恒定截止。靜態(tài)顯示時，各位數(shù)碼管相互獨立，公共端接固定電平（共陰極公共端接地，共陽極公共端接Vcc），各位的8根段碼線則分別與一個8位I/O口相連，只要保持各位對應的段碼線上電平不變，則該位顯示的字符就保持不變。知識3

數(shù)碼管顯示方式1．靜態(tài)顯示方式

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數(shù)碼管顯示方式1．靜態(tài)顯示方式直接采用并行I/O接口占用資源較多，靜態(tài)顯示可利用單片機的串口，與外接移位寄存器74LS164構(gòu)成顯示接口電路。

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數(shù)碼管顯示方式1．靜態(tài)顯示方式采用靜態(tài)顯示方式，較小的電流即可獲得較高的亮度，且占用CPU時間少，編程簡單，顯示便于監(jiān)測和控制，但其占用的口線多，且要求該口具有鎖存功能，硬件電路復雜，成本高，只適用于顯示位數(shù)較少的場合。

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數(shù)碼管顯示方式2．動態(tài)顯示方式動態(tài)顯示是一位一位地輪流點亮各位數(shù)碼管，這種逐位點亮顯示器的方式稱為位掃描，如圖所示。

各位數(shù)碼管的段選線相應并聯(lián)在一起，由一個8位的I/O口控制各位的位選線（公共陰極或陽極）由另外的I/O口控制。知識3

數(shù)碼管顯示方式2．動態(tài)顯示方式動態(tài)方式顯示時，各數(shù)碼管分時輪流選通，即在某一時刻只選通一位數(shù)碼管，并送出相應的段碼，在另一時刻選通另一位數(shù)碼管，并送出相應的段碼。依此規(guī)律循環(huán)，即可使各位數(shù)碼管顯示將要顯示的字符。雖然這些字符是在不同的時刻分別顯示的，但由于人眼存在視覺暫留效應，只要每位顯示間隔足夠短（通常選擇1-2ms），就可以給人以同時顯示的感覺。知識3

數(shù)碼管顯示方式2．動態(tài)顯示方式和靜態(tài)顯示方式相比，采用動態(tài)顯示方式比較節(jié)省I/O口資源，硬件電路簡單，但其亮度低，軟件復雜點，掃描占CPU資源多。

為了提高系統(tǒng)實時性響應能力，編寫動態(tài)掃描程序一般采用2mS中斷進行輪流掃描的辦法，具體以后介紹。

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數(shù)碼管顯示方式2．動態(tài)顯示方式例：顯示8952的流程及程序。

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數(shù)碼管顯示方式知識3

數(shù)碼管顯示方式voidmain(void){while(1){P1

=0x0;//熄顯示，數(shù)碼管不通電 P2=tab[8]; //送第一位數(shù)碼管待顯字符（8）的段碼 P1=0x80;//送位選，控制第一位的晶體管導通供電

delay(2); //延時2ms P1=0x0; P2=tab[9]; P1=0x40; delay(2); P1=0x0; P2=tab[5]; P1=0x20; delay(2);P1=0x0;

P2=tab[2]; P1=0x10; delay(2);} }

任務實施/previewIndex/1060475任務小結(jié)（1）掌握數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)及數(shù)碼管接口電路的設計。（2）掌握數(shù)碼管靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示原理并會設計原理圖。（3）掌握數(shù)碼管靜態(tài)顯示和動態(tài)掃描的程序編寫，其中動態(tài)掃描是利用人眼視覺暫留效應，采用2ms左右的時間依次對各數(shù)碼管進行刷新，