单片机数码管显示原理图和程序

动态显示1．掌握LED数码管显示及其一般电路结构；2．掌握LED动态显示程序的一般设计方法。

一、实验内容动态显示，也称为扫描显示。

显示器由6个共阴极LED数码管构成。

单片机的P0口输出显示段码，由一片74LS245输出给LED管；由P1口输出位码，经74LS04输出给LED显示。

二、实验步骤1、打开Proteus ISIS编辑环境，按下表所列的元件清单添加元件。

图1 动态显示实验电路原理图2、按实验要求在KeilC中创建项目，编辑、编译程序。

3、将编译生成的目标码文件（后缀为.Hex）传入Proteus的实验电路中。

4、在Proteus ISIS仿真环境中运行程序，观察实验运行结果并记录。

三、实验要求1.编写一显示程序显示201071；2.显示特殊字符good；3.调整软件延时子程序的循环初值，逐渐加大每一位LED点亮的时间，观察程序运行结果。

四、参考程序dbuf equ 30h ;置存储区首址temp equ 40h ;置缓冲区首址org 00hmov 30h,#2 ;存入数据mov 31h,#0mov 32h,#1mov 33h,#0mov 34h,#7mov 35h,#1mov r0,#dbufmov r1,#tempmov r2,#6 ;六位显示器mov dptr,#segtab ;段码表首地址dp00: mov a,@r0 ;取要显示的数据movc a,@a+dptr ;查表取段码mov @r1,a ;段码暂存inc r1inc r0djnz r2,dp00disp0: mov r0,#temp ;显示子程序mov r1,#6 ;扫描6次mov r2,#01h ;从第一位开始dp01: mov a,@r0mov p0,a ;段码输出mov a,r2 ;取位码mov p1,a ;位码输出acall delay ;调用延时mov a,r2rl amov r2,ainc r0djnz r1,dp01sjmp disp0segtab: db 3fh,06h,5bh,4fh,66hdb 6dh,7dh,07h,7fh,6fhdelay: mov r4,#03h ;延时子程序aa1: mov r5,0ffhaa: djnz r5,aadjnz r4,aa1retend实验原理MCS－51单片机内设置了两个可编程的16位定时器T0和T1，通过编程，可以设定为定时器和外部计数方式。

51单片机数码管显示0到99实验原理51单片机是一种常用的单片机微控制器，它可以用来完成各种控制任务，包括数码管显示。

数码管是一种显示器件，可以用来显示数字、字母或符号等。

在本实验中，我们将使用51单片机控制数码管显示从0到99的数字。

实验原理如下：1. 51单片机介绍：51单片机是一种基于Intel 8051架构的微控制器。

它是一种具有48KB的程序存储器和52个输入/输出引脚的芯片。

单片机通过内部时钟和逻辑电路来执行各种任务。

2.数码管介绍：数码管是一种由LED组成的显示器件。

一般用于显示数字，通过控制LED的亮灭来显示不同的数字。

常见的数码管有共阳极和共阴极两种类型。

3.共阳极数码管原理：共阳极数码管的原理是通过控制不同的引脚来点亮相应的LED。

在显示数字0到9时，需要同时点亮特定的LED。

通过控制引脚为高电平来点亮对应的LED，其他引脚保持低电平。

4.共阴极数码管原理：共阴极数码管的原理与共阳极相反，需要使引脚为低电平来点亮相应的LED。

其他引脚保持高电平。

5. 51单片机控制数码管原理：通过设置51单片机的输出引脚和电平，可以控制数码管的显示。

首先需要将数码管的引脚连接到51单片机的输出引脚上，并设置相应的输出模式和电平。

然后通过程序来控制输出引脚的电平，从而控制数码管的亮灭。

实验步骤如下：1.连接电路：首先将51单片机与数码管进行连接。

根据具体的实验条件，选择合适的数码管和电路图。

2.编写程序：使用51单片机的编程软件（如Keil C等），编写控制数码管的程序。

程序应该包括初始化引脚、设置输出模式和控制引脚电平等内容。

3.烧录程序：将编写好的程序烧录到51单片机的程序存储器中。

通过编程软件将程序下载到单片机中。

4.检查电路：验证电路连接是否正确。

可以通过使用示波器或万用表等工具来检查引脚的电平和波形。

5.运行实验：将电路通电，观察数码管的显示效果。

通过控制程序中的循环和延时等参数，可以实现数字的滚动显示、闪烁显示等效果。

实验二数码管显示本实验的目的是掌握数码管的工作原理与使用，实现数码管的静、动态显示。

静态数码管我们先看看什么是数码管，上图就是各种长相各种样子的数码管了，肯定很眼熟了吧。

不管将几位数码管连在一起，数码管的显示原理都是一样的，都是靠点亮内部的发光二极管来发光，下面就来我们讲解一个数码管是如何亮起来的。

数码管内部电路如下图所示，从右图可看出，一位数码管的引脚是10个，显示一个8字需要7个小段，另外还有一个小数点，所以其内部一共有8个小的发光二极管，最后还有一个公共端，生产商为了封装统一，单位数码管都封装10个引脚，其中第3和第8引脚是连接在一起的。

而它们的公共端又可分为共阳极和共阴极，中间图为共阴极内部原理图，右图为共阳极内部原理图。

上图展出了常用的两种数码管的引脚排列和内部结构。

总所周知，点亮发光二极管就是要给予它足够大的正向压降。

所以点亮数码管其实也就是给它内部相应的发光二极管正向压降。

如上图左（一共a、b、c、d、e、f、g、DP 八段），如果要显示“1”则要点亮b、c 两段LED；显示“A”则点亮a、b、c、e、f、g 这六段LED；我们还知道，既然LED 加载的是正向压降，它的两端电压必然会有高低之分：如果八段LED 电压高的一端为公共端，我们称之为共阳极数码管（如上图中）；如果八段LED 电压低的一段为公共端，则称之为共阴极数码管（上图右）。

所以，要点亮共阳极数码管，则要在公共端给予高于非公共端的电平；反之点亮共阴极数码管，则要在非公共端给予较高电平。

对共阴极数码来说，其8个发光二极管的阴极在数码管内部全部连接在一起，所以称“共阴”，而它们的阳极是独立的，通常在设计电路时一般把阴极接地。

当我们给数码管的任意一个阳极加一个高电平时，对应的这个发光二极管就点亮了。

如果想要显示出一个8字，并且把右下角的小数点也点亮的话，可以给8个阳极全部送高电平，如果想让它显示出一个0字，那么我们可以除了给第“g, dp”这两位送低电平外，其余引脚全部都送高电平，这样它就显示出0字了。

51单片机数码管显示及矩阵键盘扫描程序硬件实验十一八段数码管实验一、实验任务1、在静态数码管上轮流显示数字0-9。

2、在两个4位数码管上动态显示数字0-9二、流程图及程序静态显示：流程图：程序代码：#include#define uchar unsigned chucharcodevalue[10]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0X99,0x92,0x82,0xF8,0 x80,0x90};//0 -9数码管显示段码void delay(char x) //延时子程序{uchar i;for(i=0;i<200;i++);}main() //主函数{int i;while(1){for(i=0;i<10;i++) //显示0-9{P0=codevalue[i];delay(500); //延时1秒}}}动态显示：#include#includetab1[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7f,0x6f}; //数码管显示数字字段unsigned char tab2[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};//片选字段unsigned char i,k,j,x;void delay(x); //声明延时子函数void main() //主函数{while(1){for(i=0;i<8;i++) //显示0-7{ P1=tab1[i];P0=tab2[i];delay(5); //延时}P1=tab1[8]; P0=tab2[0]; delay(5); //显示8-9P1=tab1[9]; P0=tab2[1]; delay(5);}}void delay(x) //延时函数定义{do{for(j=0;j<250;j++)for(k=0;k<250;k++);}}硬件实验十二矩阵键盘扫描显示一、实验任务1、把矩阵键盘上的按键输入的键码在静态数码管上显示出来。

51单⽚机第四节数码管本笔记默认学习者已拥有：1.Keil5和stc 烧写⼯具 等各种软件、驱动、环境；2.有⼀个属于⾃⼰的 51单⽚机开发板及相关零件 ；3.认识C 语⾔的语法；本⼈使⽤的51开发板为 郭天祥C51 TX-1C 增强版开发板 ；本笔记根据B 站up 主：江科⼤⾃化协的教学视频 整理得到ヾ(•ω•)4-1 静态数码管显⽰上图为TX-1C 的 数码管及LED 模块 原理图138译码器和74HC245 都是⽤来控制 数码管显⽰ 的；单数码管1.上图为 ⼀位数码管，数码管有两种连接⽅式（对应 右边上下两幅图）；2.右上图的原理图，8个LED的阴极都连在⼀个引脚上，称为共阴极连接；3.右下图的原理图，8个LED的阳极都连在⼀个引脚上，称为共阳极连接；TX-1C 开发板的连接⽅式是 共阴极连接；4.左下⾓的 左边图⽚ ，定义了8个LED的名称；5.左下⾓的 右边图⽚ ，定义了引脚的名称，与右图的引脚名称⼀⼀对应假设数码管连接⽅式为 共阳极连接，观察可以发现，数码管中的 LED 的引脚引出，使⽤的是就近原则；假设数码管连接⽅式为 共阴极连接，如果上数码管显⽰ 数字6 ？1.要让数码管显⽰ 数字6，让要 LED-A、C、D、E、F、G亮起；2.共阴极的公共端 要接地（给数据‘0’，或者是低电平）;3.阳极（称为位选端）根据LED的亮灭需求给 数据0或1（1亮、0灭） ，称为 段码（阳码） (1011 1110 即为段码)；如果 共阳极连接，共阳极端 要接到 VCC （⾼电平），阴极给 数据0或1 （1灭，0亮），称为 段码（阴码），和共阴极正好是相反关系；共阳极连接→共阳极端接VCC 并选中→阴极（位选端）传递（阴码）段码（1亮、0灭）→数码管显⽰共阴极连接→共阴极端接GND 并选中→阳极（位选端）传递（阳码）段码（1灭、0亮）→数码管显⽰四位⼀体数码管开发板上即为 四位⼀体的数码管，且有两个，正好组成了 ⼋位数码管；⽽TX-1C 上 包含的是六位数码管，⽽⾮⼋位；1.四位数码管 也有 两种连接⽅式，即 共阴极连接 和 共阳极连接 ；{Processing math: 100%2.四位数码管，（每位的公共端 单独引出来，位选端全部连在⼀起（所有A段连在⼀起、所有B段连在⼀起……），总共有12个引脚；假设数码管连接⽅式为共阴极连接，如何在第三位显⽰数字1 ？1.给第三位的公共端 赋值 0（低电平），给其他位的公共端 赋值 1（⾼电平）；这样等同于 其他位的公共端（负极）接到了正极上，⽆论如何都亮不了；只有第三位能亮；2.这样给 LED-B、C 的位选端 赋值 1，其他 位选端 赋值0共阳极连接即为公共端赋值 1（⾼电平）亮，其他以此类推；3.发现这样⼀个现象，数码管⽆法在同⼀时间显⽰多个数字，其在同⼀时刻下只能有⼀个显⽰，只有⼀个数码管能被点亮，即使有多个被选中的数码管，显⽰的数字也是相同的；这种共⽤引脚的现象，是为了减少控制数码管IO⼝；（四位数码管有32个LED，如果都采⽤共阴极连接的⽅式，也要32+1（公共端）=33个引脚；）（采⽤这种链接，就只需要12个引脚即可控制四位数码管；）如何让数码管多位显⽰不同数字（动态数码管显⽰）？1.利⽤ ⼈眼视觉的暂留 和 数码管显⽰的余辉 的原理先让第⼀位数码管显⽰1，然后很快地让第⼆位数码管显⽰2，再很快地让第三位数码管显⽰3，让它不断地扫描，重复显⽰1、2、3的过程，这样三个数字就“同时”显⽰了；原理分析138译码器1.观察到 原理图右图 与数码管有关的，有138译码器(74LS138)和74HC245两枚芯⽚；TX-1C的原理图为左图，也有两个74HC573芯⽚与数码管有关；芯⽚名称与功耗、电压、说明符号有关，具体内容不做分析；2.如图，数码管连接⽅式为 共阴极连接，这样传输数据，就能让第三位显⽰ 数字1 了；3.⽽上⾯的 LED1 ~ 8，其实接在了138译码器的输出端，138译码器正好可以实现让LED1 ~ 8输出 0或1；LED1 ~ 8 对应了 TX-1C 六位数码管的SEG DS 1 ~ 6；4.138译码器可将LED 1 ~ 8的⼋个端⼝ 转化为 由 3个端⼝ （P22、P23、P24）控制，⽽G1、G2A、G2B端⼝ 被 称为 使能端；使能端相当于⼀种开关，如果电平有效，它就可以⼯作；如果电平⽆效，它就不⼯作；观察原理图发现，使能端是已经接好 VCC 和 GND 的，也就是说，其上电其实就会⼯作TX-1C的74HC573也是同理，但其并未压缩控制端⼝的数量；5.138译码器也叫“38线译码器”，是由3个线到8个线，其中C是⾼位、A是低位，CBA组成的数符合8进制，控制着Y0 ~ Y7 这8个端⼝；6.所以，138译码器的作⽤就是⽤来选中某⼀位数码管的74HC2451.74HC245是⼀种 双向数据缓冲器，VDD、GND都可视为电源，OE为使能（其 接地 就⼯作）；2.DIR（direction），是⽅向的意思，它接到了VCC（⾼电平）上，将数据从左边输出到右边，从右边将数据读取回左边；DIR若接到低电平上，会将数据从右边输出到左边，从左边将数据读取回右边；3.单⽚机的⾼电平 驱动能⼒有限，其输出的最⼤电流不能太⼤；其低电平 驱动能⼒强；因此，LED模块才采⽤了低电平点亮的模式；4.如果⽤⾼电平 直接点亮 数码管，电流会很⼩，灯会很暗；所以其加⼀个缓冲器，缓冲器可以提⾼ 其驱动能⼒，如果直接将 数据 输出 给 数码管，数据就会被视为 驱动数据；现在增加了缓冲器，数据 就变成了 控制信号，控制信号 只需要很微弱，缓冲器 就可以接收到，缓冲器再通过⾃⼰接到的电源，输出 数据 到引脚上，这样控制的电流只需要⾮常⼩，就能驱动数码管 以⽐较亮的形式显⽰；2电容 是⽤来 稳定电源的，叫电源滤波；6.图右有 ⼀ 排阻，阻值为100R（即为100Ω），作⽤为 限流电阻 ，防⽌数码管的电流过⼤；TX-1C既没有电容，也没有排阻；原理总结1.⽤ 138译码器 使 数码管 的某⼀位 被选中；2.再给P0⼝⼀个 段码数据；TX-1C虽然⽤P0⼝控制段码输⼊，但也⽤P0⼝控制位选；需要先⽤ P2.6⼝和P2.7⼝控制输⼊数据是段码还是位选；P2.6⼝控制段码的输⼊；P2.7⼝控制位选的输⼊；例，给P2.6 数据1 （⾼电压）、给P2.7 数据 0 （低电压），就可以确定现在给数据是段码；1.由TX-1C的原理图可知，数码管内 LED灯 与 P0端⼝ 的顺序关系：(1)LED的名称定义是通⽤⽆疑的;(2)数码管本⾝的引脚名称不重要，重要的是 LED与哪个 P0 的 引脚 相连；2.由TX-1C的原理图可知， P0.0引脚 控制 数码管的最左位，P0.5引脚控制 数码管的最右位，剩余引脚是没有控制 数码管 位选 的作⽤的，哪个P0 的 引脚 控制 六位数码管的 哪位 很重要；代码实现静态数码管显⽰（让数码管第三位显⽰3）.c#include<reg51.h>sbit D=P2^6; //段码⼝sbit W=P2^7; //位选⼝void main(){D=0;W=1;P0=0xFB;//1111 1011W=0;D=1;P0=0x4F;//0100 1111while(1);}下⾯写出了⼀个通⽤函数，可以让数码管在 第⼏个位置 显⽰ 哪个数#include<reg51.h>#define uchar unsigned charsbit D=P2^6;sbit W=P2^7;void NixieTube(uchar wei,uchar duan){ //NixieTube是数码管的英⽂uchar WEI,DUAN; //(Nixie是⼥⽔妖的意思)D=0;W=1;switch(wei){ //位选部分case 1:WEI=0xFE; break;case 2:WEI=0xFD; break;case 3:WEI=0xFB; break;case 4:WEI=0xF7; break;case 5:WEI=0xEF; break;case 6:WEI=0xDF; break;}P0=WEI;W=0;D=1;switch(duan){ //段码部分case 0:DUAN=0x3F; break;case 1:DUAN=0x06; break;case 2:DUAN=0x5B; break;case 3:DUAN=0x4F; break;case 4:DUAN=0x66; break;case 5:DUAN=0x6D; break;case 6:DUAN=0x7D; break;case 7:DUAN=0x07; break;case 8:DUAN=0x7F; break;case 9:DUAN=0x6F; break;case 10:DUAN=0x77; break; //Acase 11:DUAN=0x7F; break; //Bcase 12:DUAN=0x39; break; //Ccase 13:DUAN=0x3F; break; //Dcase 14:DUAN=0x79; break; //Ecase 15:DUAN=0x71; break; //Fcase 16:DUAN=0x80; break; //.}P0=DUAN;}void main(){NixieTube(3,3);while(1);}运⾏结果如下：4-2 动态数码管显⽰1.如果只是单纯让其显⽰完⼀个再显⽰⼀个，代码如下：#include<reg51.h>#define uchar unsigned charsbit D=P2^6;sbit W=P2^7;uchar Nixiewei[]={0,0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF};uchar Nixiecode[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7F,0x39,0x3F,0x79,0x71,0x80};//将两个switch改进为数组void NixieTube(uchar wei,uchar duan){D=0;W=1;P0=Nixiewei[wei];W=0;D=1;P0=Nixiecode[duan];}void main(){while(1){NixieTube(1,1);NixieTube(2,2);NixieTube(3,3);}}运⾏结果如下：2.这是⼀个数码管的常见问题，称为 数码管的消影 ；位选-->段选-->位选-->段选-->位选-->......在这⼀位的段选（输⼊段码）结束，进⾏下⼀位的位选时，很短的时间内，上⼀位的数据会串到下⼀位数据⾥⾯去；所以我们在段选和位选之间，增加⼀个 P0 清零的操作；动态数码管显⽰（数码管同时显⽰123）.c#include<reg51.h>#define uchar unsigned charsbit D=P2^6;sbit W=P2^7;uchar Nixiewei[]={0,0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF};uchar Nixiecode[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7F,0x39,0x3F,0x79,0x71,0x80};void Delayms(unsigned int x){unsigned int j;for(;x>0;x--) for(j=110;j>0;j--);}void NixieTube(uchar wei,uchar duan){D=0;W=1;P0=Nixiewei[wei];W=0;D=1;P0=Nixiecode[duan];Delayms(1); //让数码管稳定显⽰，⽴刻清零会让数码管显⽰较暗P0=0; //清零操作}void main(){while(1){NixieTube(1,1);NixieTube(2,2);NixieTube(3,3);}}运⾏结果如下：相关知识1.在运⾏某些代码时，TX-1C的LED点阵模块会乱闪2.将左下⾓ DOT-OE旁的跳线帽 拔下来即可 断开LED点阵模块，3.拔下来的跳线帽不要乱丢，可以 只插⼀个脚放在原处，也可以妥善保管在其他地⽅上图即为拔下来的跳线帽1.此元件为电容；2.104的数量规则与 第⼆节 所讲的电容是相同的，其单位是pF1000pF=1nF, 1000nF=1uF, 1000uF=1000mF, 1000mF=1FF 是⼀个很⼤的单位，正常电容都是uF、nF级别的；超级电容能达到1 ~ 2 F，其⼀般作为备⽤电池；3.TX-1C的原理图上，电容的量都是直接⽤单位标记好的。