嵌入式技术与应用开发 STM32 数码管显示设计与实现共38页

《嵌入式系统原理及应用综合设计》(一)总体设计思路及算法描述1）概述本交通灯控制系统利用单片机STM32F103C6作为核心元件，实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。

从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。

系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点，有广泛的应用前景。

2）软件设计软件流程图1、功能需求图 2 系统原理框图图3系统总体电路图其中：1、单片机模块2、指示灯模块3、倒计时显示模块4、数码管显示模块任务分配：设计原理开机上电便处于正常运行状态，南北方向通行9秒后变为东西方向通行12秒，如此循环一次，使得东西方向和南北方向交替通行。

显示系统则显示到下一次改变通行方向所剩的时间，利于司机调整车辆状况。

每到通行方向转换时，正在通行的方向绿灯熄灭，变为黄灯常亮，提醒司机注意通行方向的改变，避免不必要的危险。

延时方法可以有两种，一种是利用内部定时器才生溢出中断来确定1秒的时间，另一种是采用软延时的方法。

本程序的倒计时采用软件延时。

系统硬件设计主控芯片采用STM32F103C6单片机，其管脚图下图所示。

STM32F103C6引脚图STM32F103C6是STM32系列单片机的典型产品，STM32单片机有很多个系列，其中包括基本型、USB基本型、增强型以及互联型几大系列，这写系列的STM32单片机都是具有性能高、功耗低、成本低等特点。

其内部结构图如错误!未找到引用源。

.2所示：STM32内部结构图本课题采用的是STM32F103C6单片机芯片，这是是一款ARM M3内核的增强型微控制器，这款内核的工作频率是能够达到72MHz的，它拥有着128K字节的闪存和极其丰富的外设，如GPIO口，串口，定时器，中断，数模转换，实时时钟，看门狗，SPI，IIC，CAN总线等部分组成。

STM32F103系列单片机的性能在同一个类别的产品中是最高的，它能够在-40°C -85°C温度下正常地进行工作，工作的电压范围为2V-3.6V，具有低功耗的节能工作模式，闪存存储器的容量为64K字节。

⑺ 采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，具有极 好的检错效果。
⑻ CAN的每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，保 证了数据出错率极低。
⑼ CAN的通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤，选 择灵活。
⑽ CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功 能，以使总线上其他节点的操作不受影响。
12.2 STM32的CAN总线概述
第12章 STM32 CAN应用系 统设计
本章讲述了STM32 CAN总线系统设计，包括CAN的特 点、STM32的CAN总线概述、bxCAN工作模式、测试模式 、bxCAN工作模式、STM32的CAN总线操作和CAN通信应 用实例。
12.1 CAN的特点
20世纪80年代初，德国的BOSCH公司提出了用CAN（ Controller Area Network）控制器局域网络来解决汽车内部 的复杂硬信号接线。目前，其应用范围已不再局限于汽车工 业，而向过程控制、纺织机械、农用机械、机器人、数控机 床、医疗器械及传感器等领域发展。CAN总线以其独特的设 计，低成本、高可靠性、实时性、抗干扰能力强等特点得到 了广泛的应用。
5）管理 中断可屏蔽； 邮箱占用单独1块地址空间，便于提高软件效率。
6）双CAN CAN1：是主bxCAN，它负责管理在从bxCAN和512字节
的SRAM存储器之间的通信； CAN2：是从bxCAN，它不能直接访问SRAM存储器； 这2个bxCAN模块共享512字节的SRAM存储器。
CAN网络拓扑结构如图12-1所示。 bxCAN模块可以完全自动地接收和发送CAN报文，且完 全支持标准标识符（11位）和扩展标识符（29位）。控制、 状态和配置寄存器应用程序通过这些寄存器，可以：
CAN总线通信协议主要是规定通信节点之间是如何传递 信息的，通过一个怎样的规则传递消息。

上海电力学院嵌入式软件开发基础实验报告题目：ARM 【实验4.6】数码管显示实验专业：电子科学与技术年级：姓名：学号：一、实验目的（1）通过实验掌握 LED 的显示控制方法；（2）巩固实验 4.1 中所掌握的对存储区进行访问的方法；二、实验设备硬件：Embest EduKit-III 实验平台，Embest ARM 标准/增强型仿真器套件，PC 机软件：Embest IDE Pro ARM 集成开发环境，Windows 98/2000/NT/XP三、实验内容编写程序使实验板上八段数码管循环显示 0 到 9 字符四、实验原理嵌入式系统中，经常使用八段数码管来显示数字或符号，由于它具有显示清晰、亮度高、使用电压低、寿命长的特点，因此使用非常广泛。

（1）结构八段数码管由八个发光二极管组成，其中七个长条形的发光管排列成“日”字形，右下角一个点形的发光管作为显示小数点用，八段数码管能显示所有数字及部份英文字母（2）工作原理以共阳极八段数码管为例，当控制某段发光二极管的信号为低电平时，对应的发光二极管点亮，当需要显示某字符时，就将该字符对应的所有二极管点亮；共阴极二极管则相反，控制信号为高电平时点亮。

电平信号按照dp，g，e…a 的顺序组合形成的数据字称为该字符对应的段码，常用字符的段码表（3）显示方式八段数码管的显示方式有两种，分别是静态显示和动态显示。

静态显示是指当八段数码管显示一个字符时，该字符对应段的发光二极管控制信号一直保持有效。

动态显示是指当八段数码管显示一个字符时，该字符对应段的发光二极管是轮流点亮的，即控制信号按一定周期有效，在轮流点亮的过程中，点亮时间是极为短暂的（约 1ms），由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，数码管的显示依然是非常稳定的。

五、实验步骤1. 准备实验环境使用 Embest 仿真器连接目标板，使用 Embest EduKit-III 实验板附带的串口线，连接实验板上的 UART0 和 PC 机的串口。

0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90 在程序中，若继续使用共阴极数码管的字型编码，可以通过对共阴极
字型编码取反来获得共阳极数码管的字型编码。
共阳极数码管静态显示代码见源程序。
共阳极数码管静态显示电路设计
U1
14 15 16 17 20 21 22 23 41 42 43 44 45 46 49 50
26 27 28 55 56 57 58 59 61 62 29 30 33 34 35 36
PA0-WKUP
NRST
PA1
2 A-H 3 B-H 4 C-H 5 D-H 6 E-H 7 F-H 8 G-H
9
18 17 16 15 14 13 12 11
B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7
A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7
CE AB/BA
74LS245
2 A-L 3 B-L 4 C-L 5 D-L 6 E-L 7 F-L 8 G-L 9
LED导通时，相应的线段或点发光，将这些LED排成一定图形， 常用来显示数字0~9、字符A~G，还可以显示H、L、P、R、U、 Y、符号“—”及小数点“.”等。
LED数码管可以分为共阴极和共阳极两种结构。
LED数码管引脚及内部结构
管脚排列
共阴极数码管
共阳极数码管
认识数码管
数码管的字型编码
要使数码管上显示某个字符，必须使它的8个位段上加上相应的电 平组合，即一个8位数据，这个数据就叫该字符的字型编码。
19 1
CE AB/BA
19 1
A-H B-H C-H
A-L B-L C-L
U2 74LS245