蓝桥杯单片机组备赛——数码管静态显示

一、预备知识

1.1 段选&位选

段选：段选指的是选择数码管哪个“段”应该被点亮。一般情况下，每个“段”会连接到一个GPIO（通用输入/输出）管脚。我们通过更改GPIO电平来控制特定“段”是否点亮。例如，要显示数字“8”，我们就需要点亮所有的段。

位选：位选则是指选择哪一个数码管应该被点亮。这在我们有多个数码管需要显示不同数字或者字符的时候非常重要。比如在一个8位数码管显示器中，要显示“12345678”，我们首先选择第一位（位选）并且设置相应的“段”，以显示“1”，然后我们选择第二位并设置“段”以显示“2”，以此类推。

1.2 静态显示和动态显示

静态显示：在静态显示中，每一个段和每一位都直接连接到驱动电路（如微控制器）。当你需要显示一个数字或字母时，对应的段会被驱动电路点亮，同时，选中的位也会被驱动电路点亮，从而形成完整的显示。
静态显示的优点在于显示稳定，无需频繁刷新，但缺点是需要较多的驱动管脚，对于具有多位显示的数码管来说，可能需要很大的控制线路资源。

动态显示：动态显示则是一种更为经济的显示方式。在动态显示中，一次只点亮一位数码管，但是通过快速的切换显示内容，使人的眼睛看不出切换，给人一种所有数码管都同时在显示的假象，这就是视觉暂留效应。动态显示可以减少驱动管脚的数量，上大大减小了控制线路资源的需求。
但是，动态显示的缺点是需要持续刷新并维护显示内容，否则会产生闪烁。由于需要定时更新显示，对于程序而言可能更加复杂，并且会占用一部分处理器资源。在公共显示屏或者需要显示大量信息的场合，动态显示是最常用的。

二、原理图分析

开发板上用的数码管型号为F3461BH，也就是共阳极数码管。所以在段选锁存器输出端输出低电平时，数码管才能亮起来。
我画了一个表格来说明怎么设置段码的高低电平，如下图

在说完段码的设置之后，又有一个新问题就是：一共8个数码管，我们到底要把这个段码显示在哪个数码管上。
这个问题就涉及到了位选，位选就是选定我们要在哪个或哪几个数码管上显示我们的数据。我们要在哪个数码管上显示就设置哪个com为1就可以了。例如我想让第一个数码管显示，那么令P0=0x01。

三、代码编写思路

记住两个点：
1.段码是低电平有效，也就是低电平使得数码管的某一段亮起来。
2.位选是高电平有效，也就是给哪个com口高电平，哪个数码管被选中。

编写流程：
清除P0口数据(P0=0xff)
---->设置138译码器，开启段选573锁存器(74HC138)
---->关闭所有锁存器
---->设置段选数据(P0=pos)
---->设置138译码器，开启位选573锁存器(74HC138)
---->设置段选数据(P0=data)
---->设置138译码器，开启段选573锁存器(74HC138)
---->关闭所有锁存器

四、最终代码

代码如下：

void SegBit(u8 pos,u8 dat){
	
	P0=0xff;   			// 清除P0先前的数据
	HC573Select(7);  	// 开启段选锁存器
	HC573Select(0); 	// 关闭段选锁存器
	
	P0=0x01<<pos;  		// 选择要在哪个数码管上显示
	HC573Select(6);		// 开启位选锁存器
	HC573Select(0);		// 关闭位选锁存器
	
	P0=dat;  // 设置要显示什么
	HC573Select(7); 	// 开启段选锁存器
	HC573Select(0);		// 关闭段选锁存器
}

代码使用技巧：也许大家不知道我为什么这么写，所以推荐大家先自己写一遍，写完后看也没有什么bug，如果没有bug那么恭喜，你很厉害。如果有bug大家参照我的代码修改一下自己的代码，会更有收获。

五、静态数码管显示练习与答案

5.1 练习题目

5.2 练习答案

#include <stc15.h>
#include <intrins.h>


unsigned char code dat[]={0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99,
					      0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90,
						  0x88, 0x83, 0xc6, 0xa1, 0x86, 
                          0x8e, 0xff};



void selectHC573(unsigned char num)  
{
	switch(num)
	{
		case 4:
			P2=(P2 & 0x1f) | 0x80;
			break;
		case 5:
			P2=(P2 & 0x1f) | 0xa0;
			break;
		case 6:
			P2=(P2 & 0x1f) | 0xc0;
			break;
		case 7:
			P2=(P2 & 0x1f) | 0xe0;
			break;
		case 0:
			P2=(P2 & 0x1f) | 0x00;
			break;
	}
}

void system_Init()
{
	selectHC573(5);
	P0=0x00;
}


void display_SMG_Bit(unsigned char dat, unsigned pos)
{
	P0=0x00;
	selectHC573(6);
	P0=0x01<<pos-1;
	selectHC573(0);
	
	P0=0x00;
	selectHC573(7);
	P0=dat;
}

void display_All_SMG(unsigned char dat)
{
	P0=0x00;
	selectHC573(6);
	P0=0xff;
	
	selectHC573(0);
	
	P0=0x00;
	selectHC573(7);
	P0=dat;
}

void Delay(unsigned int t)
{
	while(t--);
	while(t--);
}

void display_SMG()
{
	int i,j;
	for(i=0;i<9;i++)
	{
		for(j=0;j<10;j++)
		{
			display_SMG_Bit(dat[j], i);
			Delay(60000);
			Delay(60000);
		}
	}
	
	
	for(j=0;j<16;j++)
		{
			display_All_SMG(dat[j]);
			Delay(60000);
			Delay(60000);
			Delay(60000);
			Delay(60000);
		}
}

void main()
{
	system_Init();
	while(1)
	{
		display_SMG();
	}
}