数码管驱动与程序设计

实验二LED数码管驱动显示程序实验一、实验目的1、初步学习和了解VHDL语言编程方式2、学习和掌握七段数码显示译码器的设计方法3、学习和掌握VHDL的多层设计方法二、实验要求1、根据硬件设计的思维方式，编制LED七段码的显示程序2、要求是一位LED以定位方式显示3、完成LED七段码波形分析的显示功能4、在EDA实验箱上按要求显示三、实验设备1、计算机一台2、EDA——Ⅳ实验箱一台四、实验原理1、七段码是用一种纯组合的逻辑电路，通常是用小型专用的IC门电路组成，数字输入与输出表达均未16进制，处理一般较复杂，而用FPGA/CPLD来实现较为简单。

2、七段码输入与输出的原理与真值表关系。

（a）输入：七段码输入为四个输入信号，用来表示为“0000”到“1111”，即表示为十六进制的“0”到“F”。

（b）输出：七段码输出为七个输出信号，分别用“A、B、C、D、E、F、G”七个符号来表示。

一般规定，输出信号为“1”时，它所控制的发光二极管为点亮状态，输出信号为“0”时，它所控制的发光二极管为熄灭状。

本实验使用的七段数码管为共阴极组，其电路如图2.1所示。

图2.1 共阴极数码管及其电路（c）输入与输关系为四位二进制代码组成十六进制代码，将其代码显示，其对应关系如表2.1所示。

（d）显示方式是通过选位的方式进行，是将FPGA/CPLD的三位二进制的信号输出，通过外部三——八译码器硬件电路，选中一路LED信号为输出，故选择一位LED数码管显示，本实验是采取选相应的一个指定位置进行LED显示。

3、输入是通过外部的四个按键操作而组成一位十六进制。

其连接到FPGA/CPLD的对应的引脚上，需进行引脚分配。

4、编写译码程序，生成底层组件，组合成底层文件。

表2－1 七段字符显示真值表五、实验步骤1、 在D 盘建立自己的文件目录，D: \ EX \ Z04** \ you*\ex*；2、 在Max+Pluse Ⅱ的界面下，自己的文件目录下，建立项目文件 File \ Project \ 文件名A ；3、 在自己的文件目录下，建立文本文件 File \ New \ 文件名B.vhd ；4、 保存此文件并划归到项目文件内， File \ Project \ Set Project current File ，其中文本文件名B 必须和实体名一致；5、 输入程序，保存文件“文件名B.vhd ”，File \ Save As “文件名B.vhd ”(注意后缀，如保存默认文件名时，其后缀通常为“*.tdf ”文件，必须删除后缀为“*.tdf ”文件名；6、 单击编译器快捷方式按钮，对文本文件进行编译，观察是否有原则错误；7、 如有修改则修改程序中错误，若无错误则可做以下工作； 8、 建立底层器件的封装，File \ Create Default Symbol ；9、 建立图形文件，File \ New \ 文件名C.gdf 并化归到项目内。

51单片机数码管0到99循环程序代码1. 概述在嵌入式系统的开发中，数码管是一种常见的输出设备，可以用于显示数字、字符等信息。

而51单片机是一种广泛应用的微控制器，其结合了强大的功能和灵活的应用，能够很好地驱动数码管。

本文将介绍如何使用51单片机编写一个循环显示0到99的程序，通过数码管输出这些数字。

2. 电路连接我们需要连接51单片机和数码管。

通常我们使用的是共阴数码管，其连接方式如下：- VCC连接到5V电源- GND连接到GND- DIO（数据输入/输出）连接到51单片机的IO口3. 程序设计下面是一个简单的C语言程序设计，用于控制数码管显示0到99的数字。

```c#include <reg51.h>sbit DIO = P2^0; // 数码管数据输入/输出sbit CL = P2^1; // 数码管片选信号unsigned char code numCode[10] = { 0xc0, // 00xf9, // 10xa4, // 20xb0, // 30x99, // 40x92, // 50x82, // 60xf8, // 70x80, // 80x90 // 9};//延时函数void delay(unsigned int i) {unsigned int j,k;for (j=i;j>0;j--)for(k=110;k>0;k--);}void display(unsigned char num) { CL = 1; //关闭片选DIO = numCode[num / 10]; //十位 delay(2);CL = 0;DIO = 0xff; //消隐delay(2);CL = 1; //关闭片选DIO = numCode[num 10]; //个位 delay(2);CL = 0;DIO = 0xff; //消隐delay(2);}void m本人n() {unsigned char i,j;while(1) {for(i=0;i<10;i++) {for(j=0;j<10;j++) {display(i * 10 + j);}}}}```4. 程序说明- 首先定义了数码管的连接引脚，以及0~9的显示编码。

02实验二数码管动态显示程序设计数码管是一种常见的数字显示器件，通常由七段LED组成。

通过控制不同的LED亮灭状态，可以显示出0到9的数字和一些字母。

数码管通常被广泛应用于计时器、温度显示器等设备中，用于显示数字和一些特定的符号。

数码管的动态显示是指通过快速切换数码管显示的内容，从而实现多个数码管连续显示不同的数字。

这种显示方式使得数字的显示看起来像是连续变化的，给人一种流动的感觉。

在进行数码管动态显示的程序设计时，需要考虑以下几个方面：1.数码管的接口：数码管通常使用共阴极或共阳极的接口方式，需要根据实际的硬件接口进行相应的程序设计。

2.显示内容的切换：数码管需要显示不同的数字，需要通过程序控制数码管的显示内容。

可以通过数组或者其他数据结构来存储需要显示的数字，并通过循环，依次将不同的数字输出到数码管上。

3.显示周期的控制：数码管动态显示的关键是控制显示的刷新速度。

数码管的刷新速度通常以帧率进行表示，即每秒显示的帧数。

常见的数码管帧率为50Hz或60Hz，即每秒刷新50次或60次。

程序需要根据帧率来控制数码管显示的频率。

4.数码管的亮度控制：数码管的亮度通常通过PWM（脉宽调制）来控制，即快速开关数码管的亮灭状态，通过调整开关的占空比来控制数码管的亮度。

程序需要实现相应的PWM控制函数，可以通过改变PWM的占空比来控制数码管的亮度。

下面是一个简单的数码管动态显示的程序设计示例：```c++#include <arduino.h>//数码管引脚定义const int digitPins[] = {2, 3, 4, 5};const int segmentPins[] = {6, 7, 8, 9, 10, 11, 12}; //数码管显示的数字const int numbers[] =// abcdefg};//数码管显示的当前数字int currentNumber = 0;// 数码管显示的刷新速度，单位为msconst int refreshRate = 10;void setu//设置数码管引脚的模式for (int i = 0; i < 4; ++i)pinMode(digitPins[i], OUTPUT);}for (int i = 0; i < 7; ++i)pinMode(segmentPins[i], OUTPUT);}void loo//刷新数码管显示refreshDisplay(;//数码管显示的数字切换currentNumber = (currentNumber + 1) % 10; //延时delay(refreshRate);//刷新数码管显示的函数void refreshDispla//显示当前数字for (int i = 0; i < 4; ++i)digitalWrite(digitPins[i], LOW); setSegments(numbers[currentNumber]); delayMicroseconds(500);digitalWrite(digitPins[i], HIGH);}//设置数码管的段void setSegments(int segments)for (int i = 0; i < 7; ++i)digitalWrite(segmentPins[i], (segments >> i) & 1);}```该程序通过设置数码管引脚的模式来控制数码管的显示。

七段数码管驱动电路设计说起这七段数码管驱动电路设计，咱们得先来聊聊它是个啥宝贝。

想象一下，那些电子钟、计算器上闪烁的数字，还有咱们游戏机上计分用的那些酷炫数字，它们背后可都离不开这七段数码管的默默付出。

今儿个，咱们就来手把手，用大白话聊聊怎么给这七段数码管搭个温馨的小窝，让它能在咱的电路世界里大放异彩。

一、初探七段数码管首先，咱们得认识这位主角——七段数码管。

它呀，就像是个简约版的霓虹灯，由七条线段（a到g）和一个小数点组成，通过不同的组合，能显示出0到9这十个数字，外加一些简单的字符。

想象一下，这七条线段就像是小朋友手里的画笔，一笔一划地勾勒出数字的模样，多有趣！1.1 挑选合适的数码管挑数码管，得看看它是共阳极的还是共阴极的。

这就像选房子，有的房子阳台朝南采光好（共阳极），有的则朝北凉爽些（共阴极）。

选对了，后续设计才省心。

1.2 理解工作原理数码管工作的秘密在于电流。

咱们通过控制哪些线段通电，哪些不通电，来“画”出不同的数字。

这就像是在玩灯光秀，开灯关灯之间，数字就活灵活现地出现了。

二、设计驱动电路接下来，就是给数码管找个好搭档——驱动电路。

这就像是给数码管找了个司机，告诉它啥时候该亮，啥时候该暗。

2.1 选择驱动芯片市面上有好多驱动芯片，比如74HC595、TM1637等，它们就像是不同类型的汽车，有的省油（功耗低），有的跑得快（驱动能力强）。

咱们得根据实际需求，挑个最合适的。

2.2 搭建电路框架搭电路就像搭积木，把电源、驱动芯片、数码管还有必要的电阻电容按规矩摆好。

电源是心脏，驱动芯片是大脑，数码管是显示屏，电阻电容则是调节器，保证电路稳定运行。

2.3 编程控制电路搭好了，还得给它编个程序，告诉它怎么工作。

这就像是在教小朋友跳舞，一步步指导它怎么迈步、转身。

编程时，咱们得设定好每个数字对应的线段组合，让数码管能按咱们的意愿显示。

三、调试与优化电路搭完，程序编好，接下来就是见证奇迹的时刻了。

52单片机驱动1位共阳数码管52单片机是一种常用的单片机型号，其具有丰富的外设资源和强大的功能。

在实际应用中，驱动数码管是一项常见且重要的任务。

本文将介绍使用52单片机驱动1位共阳数码管的原理、步骤以及相关注意事项。

1.数码管的工作原理数码管是一种能够显示数字和一些特定字符的显示器件。

常见的数码管有共阳（共阳极）和共阴（共阴极）两种类型。

共阳数码管的工作原理是，在特定的引脚上施加高电平时，对应的数码管段会被点亮，从而显示相应的数字或字符。

2.硬件连接开始之前，我们需要将数码管与52单片机正确地连接起来。

共阳数码管一般有7段，分别对应a、b、c、d、e、f、g。

此外，还有一个引脚用于控制小数点。

在连接时，需要将各个段引脚与52单片机的IO 口相连接，小数点引脚则与GND（地）相连接。

此外，还需要为数码管接上限流电阻。

3.编写程序接下来，我们需要编写程序来实现对数码管的驱动。

以C语言为例，以下是一个简单的程序示例：```#include <reg52.h>#include <intrins.h>sbit SDA = P1^0;sbit SCL = P1^1;void delay(){unsigned char i;for(i=0; i<100; i++);}void start()SCL = 1; SDA = 1; delay(); SDA = 0; delay(); SCL = 0;}void stop() {SDA = 0; SCL = 1; delay(); SDA = 1;void writeByte(unsigned char byte) {unsigned char i;for(i=0; i<8; i++){SDA = (byte&(0x80>>i)) ? 1 : 0; delay();SCL = 1;delay();SCL = 0;}}void display(unsigned char num)unsigned char NumSegCode[] ={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90 };start();writeByte(0x44);stop();start();writeByte(0xC4);writeByte(NumSegCode[num]);stop();}void main()unsigned char number = 5;while(1){display(number);}}```在程序中，首先定义了数据和时钟引脚的控制位。

74HC595驱动数码管设计2009年09月18日星期五 10:111.1 LED数码管简介发光二极管LED是能将电信号转换成光信号的发光器件，7段LED数码管则是在一定形状的绝缘材料上，利用单只LED组合排列成的“8”字型，分别引出它们的电极，点亮相应的笔段来显示出0-9的数字。

1.1.1 LED数码管的结构与特性LED数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，了解这些特性，对编程是很重要的，不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。

共阴和共阳极数码管的外形及内部电路如图1.1所示，它们的发光原理是一样的，只是电源极性不同。

图1.1 数码管外形和内部电路将多只LED的阴极连在一起即为共阴式，而将多只LED的阳极连在一起即为共阳式。

以共阴式为例，若把阴极接地，在相应段的阳极接上正电源，该段即会发光。

LED数码管的主要特点如下：l）能在低电压、小电流条件下驱动发光，能与CMOS、TTL电路兼容；2）发光响应时间极短(<0.1μs)，高频特性好，单色性好，亮度高；3）体积小，重量轻，抗冲击性能好；4）寿命长，使用寿命在10万小时以上，甚至可达100万小时，成本低。

LED数码管被广泛用作数字仪器仪表、数控装置、计算机的数显器件。

1.1.2 LED数码管原理说明LED数码管中各段发光二极管的伏安特性和普通二极管类似，只是正向压降较大，正向电阻也较大。

在一定范围内，其正向电流与发光亮度成正比。

由于常规的数码管用电电流只有1～2 mA，最大极限电流也只有10～30 mA，所以它的输入端在5 V电源或高于TTL高电平(3.5 V)的电路信号相接时，一定要串加限流电阻，以免损坏器件。

1.2 74HC595简介74HC595是具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。

移位寄存器和存储器是分别的时钟。

数据在SHCP的上升沿输入，在STCP的上升沿进入到存储寄存器中去。

如果两个时钟连在一起，则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。

单片机指令编程实例数码管显示程序设计在单片机的开发中，数码管是一种常见的输出设备。

通过编程控制数码管的显示，我们可以实现各种功能，如计时、计数、温度显示等。

本文将介绍一个简单的单片机指令编程实例，用于设计一个数码管显示程序。

一、概述数码管是一种由七段LED组成的显示器件，每个数码管可以显示0-9的数字。

通过合理的控制，可以将多个数码管连接起来并显示多位数值。

在这个实例中，我们将使用AT89C51单片机和共阳数码管进行程序设计。

二、硬件连接将数码管的七段LED引脚依次连接到单片机的GPIO引脚，并将共阳极引脚连接到单片机的VCC。

为了方便控制，可以利用74HC595芯片实现数码管的级联连接，这样只需要使用三个IO口即可控制多个数码管。

三、程序设计程序设计的主要逻辑是通过编写一系列的指令来控制数码管的显示。

以下是一个简单的实例程序：```#include <reg51.h>sbit SDA = P1^0; // 74HC595芯片的串行数据引脚sbit SCK = P1^1; // 74HC595芯片的时钟引脚sbit RCK = P1^2; // 74HC595芯片的输出使能引脚unsigned char code num[10] = {0xC0, // 数字0的显示码0xF9, // 数字1的显示码0xA4, // 数字2的显示码0xB0, // 数字3的显示码0x99, // 数字4的显示码0x92, // 数字5的显示码0x82, // 数字6的显示码0xF8, // 数字7的显示码0x80, // 数字8的显示码0x90 // 数字9的显示码};void delay(unsigned int t) {unsigned int i;while (t--) {for (i = 0; i < 1000; i++);}}void writeByte(unsigned char dat) {unsigned char i;for (i = 0; i < 8; i++) {SDA = (dat & 0x80) ? 1 : 0;dat <<= 1;SCK = 0;SCK = 1;}}void display(unsigned char n) {unsigned char i;for (i = 0; i < 8; i++) {writeByte(num[n]);RCK = 1;RCK = 0;delay(1); // 延时一段时间，使数码管显示出来}}void main() {unsigned char i;while (1) {for (i = 0; i < 10; i++) {display(i);delay(500); // 每个数字显示的时间间隔为500ms}}}```以上程序通过将各个数字的显示码存储在一个数组中，然后通过控制74HC595芯片的串行数据引脚、时钟引脚和输出使能引脚，来实现数码管的动态显示。

led数码管课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解LED数码管的基本结构、工作原理及其在数字显示中的应用；2. 掌握LED数码管的电路连接方式，能识别其引脚功能；3. 学会使用相关电子元件，如电阻、电容等，进行LED数码管的驱动设计；4. 掌握LED数码管显示数字的基本编程方法。

技能目标：1. 能够正确焊接LED数码管及其附属电路，并进行功能测试；2. 学会利用编程软件，如Arduino或Micro:bit，编写程序控制LED数码管显示；3. 能够分析并解决LED数码管显示过程中出现的问题；4. 提高学生的动手操作能力和团队协作能力。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术的兴趣，培养其创新意识和实践能力；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验安全，爱护实验器材；3. 引导学生关注科技发展，了解电子技术在现实生活中的应用，提高社会责任感；4. 培养学生团队合作精神，学会倾听、交流、分享和互助。

本课程针对中学生设计，结合学生好奇心强、动手能力强、喜欢探索新事物的特点，注重理论与实践相结合，旨在提高学生的电子技术知识和技能水平，培养学生的创新意识和实际操作能力。

通过本课程的学习，学生能够对LED数码管有更深入的了解，为后续学习电子技术相关知识打下坚实基础。

二、教学内容1. LED数码管基础知识：介绍LED数码管的结构、工作原理及其在数字显示中的应用，对应教材中“显示器件”章节。

- 结构与原理：LED数码管的组成、引脚功能及显示原理；- 应用案例：LED数码管在不同场景下的应用。

2. 电路连接与驱动设计：学习LED数码管的电路连接方式、驱动电路设计及编程方法，对应教材中“数字电路基础”和“编程基础”章节。

- 电路连接：LED数码管与微控制器、驱动电路的连接方法；- 驱动编程：利用Arduino或Micro:bit编写程序，实现LED数码管显示数字。

3. 实践操作：动手实践，完成LED数码管的焊接、电路搭建、程序编写及功能测试，对应教材中“实践操作”部分。

单片机驱动LED数码管电路及编程单片机I/O的应用最典型的是通过I/O口与7段LED数码管构成显示电路，我们从常用的LED显示原理开始，详尽讲解利用单片机驱动LED数码管的电路及编程原理，目的在于通过这一编程范例，让初学者了解I/O口的编程原理，意在起举一反三，抛砖引玉的作用。

左图为实验电路图，我们使用80C51单片机，电容C1、C2和CRY1组成时钟振荡电路，这部分基本无需调试，只要元件可靠即会正常起振。

C3和R1为单片机的复位电路，80C51的并行口P1.0-P1.7直接与LED数码管的a-f引脚相连，中间接上限流电阻R3-R10。

值得一提的是，80C51并行口的输出驱动电流并非很大，为使LED有足够的亮度，LED数码管应选用高亮度的器件。

此外，图中的80C51还可选用C51系列的其它单片机，只要它们的指令系统兼容C51即可正常运行，程序可直接移植，例如选用低价Flash型的AT89C1051或2051(详细技术手册)等，它们的ROM可反复擦写，非常适合作实验用途。

程序清单:01 START: ORG 0100H ;程序起始地址02 MAIN: MOV R0,#00H ;从“0”开始显示03 MOV DPTR,#TABLE ;表格地址送数据指针04 DISP: MOV A,R0 ;送显示05 MOVC A,@A+ADPTR ;指向表格地址06 MOV P1,A ;数据送LED07 ACALL DELAY ;延时08 INC R0 ;指向下一个字符09 CJNE R0,#0AH,DISP ;未显示完，继续10 AJMP MAIN ;下一个循环11 DELAY: MOV R1,#0FFH ;延时子程序，延时时间赋值12 LOOP0: MOV R2,#0FFH13 LOOP1: DJNZ R2,LOOP114 DJNZ R1,LOOP015 RET ;子程序返回16 TABLE: DB 0C0H ;字型码表17 DB 0F9H18 DB 0A4H19 DB 0B0H20 DB 99H21 DB 92H22 DB 82H23 DB 0F8H24 DB 80H25 DB 90H26 END ;程序结束。

PLC控制数码管显示程序设计PLC（可编程逻辑控制器）是一种使用数字计算机技术，基于程序控制思想、执行各种输入/输出、运算、逻辑、控制运动等功能的自动化设备。

数码管是一种最基本的数字显示装置，广泛应用于各种计数、记数、时间显示等场合。

本文介绍的是如何使用PLC控制数码管进行显示。

1. 硬件连接首先将数码管与PLC进行连接。

一般来说，数码管的连接方式一般是以共阴（共负）方式连接。

在该方式下，所有数码管的负极都通过一个引脚进行连接，而每个数码管的阳极则通过独立引脚进行连接。

因此，共阴型数码管比较适合在PLC中进行控制。

2. 程序设计PLC中的程序主要是使用指令进行编写。

在本程序中，我们使用LD指令（逻辑与指令）来控制数码管。

具体地，我们需要将LD指令的输出端连接到数码管的阳极引脚上，而输入端则通过一些条件进行控制。

下面是一个具体的程序：LD M100LD M101LD M102LD M103LD S1F0ANDOUT Y0在上面的程序中，M100到M103是我们预设的数字，每个数字分别对应数码管的不同段。

S1F0是我们自己设定的一个标志位，表示是否需要显示数字。

如果S1F0为0，那么数码管将不会显示任何数字。

如果S1F0为1，则LD指令将判断数字的每一段是否需要亮（1亮0灭），如果需要，则输出的值为1，否则为0。

最后，与指令将所有段的输出值进行与运算，如果全部为1，则数码管将显示出我们设定的数字。

该程序可以通过PLC的编程软件进行编写，并通过PLC进行下载。

需要注意的是，本程序只是一个简单的示例，实际使用中还需要根据具体的需求进行修改与完善。

3. 总结通过本文所介绍的方法，我们可以使用PLC轻松地控制数码管进行显示。

PLC编程是一种重要的自动化技术，具有广泛应用的前景。

在实际应用中，需要根据具体情况进行编程与设计，以达到理想的控制效果。

电子世界２００３年１１期35・・相约单片机图１图２现在驱动ＬＥＤ数码管流行采用单片机设计电路，但发现一些显示（ＬＥＤ数码管）电路设计复杂，没有充分利用单片机的电气特点、没有采用“硬件软化”的方法。

这里向大家介绍几种８９Ｃ２０５１驱动ＬＥＤ数码管的方法，并附软件，可直接移植到其它电路中使用。

１．直接驱动５位ＬＥＤ数码管（１）由于８９Ｃ２０５１的Ｉ／Ｏ脚吸入电流可达２０ｍＡ，故可直接驱动ＬＥＤ数码管，但ＬＥＤ数码管必须采用高亮、共阴型。

由Ｐ１口输出段码，Ｐ３口输出位选码。

Ｒ１～Ｒ８为ＬＥＤ数码管提供工作电流（电路见图１）。

（２）在８９Ｃ２０５１的ＲＡＭ中建一个５字节的数码管缓存区，将每一个数码管要显示的数字存入。

输出时采用查表法，将数字对应的段码值送到Ｐ１口；位选信号输出，采用直接位寻址方式（程序见本刊网站上的附１）。

２．驱动８位ＬＥＤ数码管（１）在电路中添加一片７４ＬＳ１６４串入并出的锁存器，用于锁存输出的段码，Ｒ１～Ｒ８是限流电阻（电路见图２）。

（２）此软件与附１（见本刊网站）基本相同，只是在段码输出时，要做一段模拟串口发送程序，将段码串行输入到７４ＬＳ１６４中（程序见本刊网站上的附２）。

８９Ｃ２０５１驱动ＬＥＤ数码管的方法・李 杰・３．驱动２４位ＬＥＤ数码管（１）电路使用了３片７４ＬＳ１６４（ＨＣ１６４）做位选码输出用，共可驱动８×３＝２４位，段码由Ｐ１口输出。

７４ＬＳ１６４的驱动电流可达２０ｍＡ，可直接驱动ＬＥＤ数码管（电路见图３）。

（２）此时８９Ｃ２０５１的绝大部分时间被扫描ＬＥＤ数码管的程序所占用，胜任其它费时的操作已不可能，否则ＬＥＤ数码管会闪烁。

要确保主程序的执行周期＜２０ｍｓ（程序见本刊网站上的附３）。

４．ＬＥＤ数码管的亮度控制ＬＥＤ数码管的亮度控制非常重要，它直接影响ＬＥＤ数码管的使用寿命。

如果采用硬件控制，则电路复杂。

可采用“硬件软化”的方法，由软件控制（程序见本刊网站上的附３）。