任务31单个数码管的显示.doc

项目3 简易数字钟的设计（1） “简易数字种的设计”是本书第一个项目教学实例，提出项目任务要求，分解任务和知识点，逐个突破，最后再完成整个项目设计，达到学以致用的目的，这是项目教学的精髓。本单元是“简易数字钟”的第一部分，介绍各模块的基本知识点。 【任务要求】 在6位数码管上分别显示时、分、秒，分与秒、小时与分之间用小数点间隔开。 通过单片机内部定时器控制走时，走时准确。 系统有四个按键，功能分别是调整，加，减，确定。在按下调整键时候，显示“时”的两位数码管以1 Hz 频率闪烁。如果再次按下调整键，则“分”开始闪烁，“时”恢复正常显示，依次循环，直到按下确定键，恢复正常的显示。在数码管闪烁的时候，按下加或者减键可以调整相应的显示内容。 【内容安排】 3.1 单位数码管的显示 3.2 多位动态数码管的显示 3.3 独立按键检测原理及实现 3.4 中断的原理及应用 3.5 定时器的原理及应用 3.1 单个数码管的显示 3.1.1 任务要求 本单元“简易数字钟的设计”使用6位数码管作为时间显示器件，要掌握6位数码管的驱动方法，先从单个数码管入手。 本节的任务要求： 在掌握单个数码管原理的基础上，在开发板的单个数码管上依次显示‘0’、‘1’、‘2’...”’‘9’、‘A’、‘b’、‘C’、‘d’、‘E’、‘F’16个数字或字母，间隔时间1s。 3.1.2 知识准备 1、数码管的特点和外观 数码管能显示数字和有限个数的字母，由于它具有显示清晰、亮度高、寿命长、价格低廉等特点，因此在电子产品中经常使用，图3.1.1是市面上常见到的数码管外观。数码管按位数来区分，有单个位的，也有2位、3位和4位一体的。按大小分，有0.28寸、0.36寸、0.56寸和0.8寸等。按发光颜色分，有红色、绿色和蓝色等。 图3.1.1 数码管外形图片 2、单个数码管的显示原理 我们小时候玩过的“火柴棒游戏”，几根火柴组合起来，可以拼成各种各样的图形，数码管实际上就是利用这个原理做成的。 单个数码管由8个发光二极管组成，其中7个长条形的发光二极管排列成一个“日”字形，另1个圆点形的发光二极管在数码管的右下角作为小数点用。这些发光二极管，我们称之为“段”，每个段有一个名字，从中上的段开始按顺时针分别为：a、b、c、d、e、f、g，小数点对应段的名字为dp。数码管显示不同的数字或字符，点亮对应的发光二极管就可以了，如图3.1.2所示。 3.1.2 数码管显示数字或字母 图3.1.3是单个数码管的段标号以及外接引脚排列图。从图中可以看出，单个数码管共有10个引脚，上排和下排各5个。其中8个引脚分别与数码管的段相连，另外3脚和8脚的标号为“COM”。“COM”是什么意思呢？ 在数码管内部，8个发光二极管的一端与数码管的8个引脚连接接，另外一端连接在一起，称之为公共端（COM）。8个发光二极管的阴极连接在一起，称之为“共阴数码管”，点亮数码管，段（阳极）接高电平，公共端（阴极）接低电平。相反，8个发光二极管的阳极接在一起，称之为“共阳数码管”，点亮数码管，段（阳极）接高电平，公共端（阴极）接低电平。图3.1.4分别是共阴数码管和共阳数码管内部原理图。 图3.1.3 引脚标号 图3.1.3 共阴数码光和共阳数码管内部结构 数码管的字型表 掌握了数码管显示原理，单片机驱动数码管的方法就变得简单了。以单片机通过I/O口控制数码管显示数字‘0’为例：数码管显示数字‘0’，a、b、c、d、e、f段需要被点亮，而g和dp段则不被点亮，我们用单片机的一组I/O口（假设为P1口，8个位）和数码管的8个段相连。对于共阴数码管，公共端（COM）接地，向P1口输出0十六进制0x3F）；对于共阳数码管，公共端（COM）接高电平（5V），向P1口输出0b110000000xC0（十六进制0xC0）。 将显示的数字和字母的值按顺序排列，形成一张表，这张表被称为“段码表”，表3.1.1是从‘0’到‘F’共16位数字和字母的段码表，表中的各段的‘1’和‘0’代表该段被点亮和不被点亮。 字 型 dp g f e d c b a 共阴极 共阳极 0 0 0 1 1 1 1 1 1 3FH C0H 1 0 0 0 0 0 1 1 0 06H F9H 2 0 1 0 1 1 0 1 1 5BH A4H 3 0 1 0 0 1 1 1 1 4FH B0H 4 0 1 1 0 0 1 1 0 66H 99H 5 0 1 1 0 1 1 0 1 6DH 92H 6 0 1 1 1 1 1 0 1 7DH 82H 7 0 0 0 0 0 1 1 1 07H F8H