嵌入式技术与应用开发项项目三数码管显示设计与实现
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通常用的位段的编码规则如下图所示。 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 dp g f e d c b a
共阴极和共阳极数码管的字型编码是不同的，对于同一个字符， 共阴极和共阳极的字型编码是反相的。
认识数码管
数码管的显示方法：有静态显示和动态显示两种方法。
1. 静态显示
静态显示是指数码管显示某一字符时，相应的LED恒定导通或恒定截 止。
PC13_RTC
PC14-OSC32_IN
PB0
PC15-OSC32_OUT
PB1
PB2
PB3
OSCIN_PD0
PB4
OSCOUT_PD1
PB5
PD2
PB6
PB7
PB8
PB9
PB10
PB11
VBAT
PB12
PB13
PB14
PB15
BOOT0
7
8 9 10 11 24 25 37 38 39 40 51 52 53 2 3 4
① 代码区（0x0000_0000~0x1FFF_FFFF） 程序可以在代码区、内部SRAM区以及外部RAM区中执行，通常是把程序放
到代码区，从而使取指和数据访问各自使用自己的总线（指令总线与数据总 线是分开的）。 ② SRAM区（0x2000_0000~0x3FFF_FFFF） 这个区域用于片内SRAM，是用于让芯片制造商连接片上的SRAM，这个区通 过系统总线来访问。 在SRAM区的底部，还有一个 1MB的位带区，这个位带区还有一个对应的 32MB的“位带别名（alias）区”。也就是说，位带别名区里面的每个字对应 位带区的一个bit位，每个位变量是32位（既1个字4个字节）。 位带操作只适用于数据访问，不适用于取指。通过位带的功能，我们访问一 个bit位，可以从位带别名区中，像访问普通内存一样操作。
19 1
CE AB/BA
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A-H B-H C-H
A-L B-L C-L
U2 74LS245
D-H E-H
D-L E-L
F-H
F-L
G-H
G-L
数码管静态显示程序设计
数码管显示功能实现
程序控制数码管内部的不同位段点亮，能显示出需要的字符。 本电路采用共阴极结构的数码管，其公共端接地，这样可以控制
STM32存储器映射
Cortex-M3存储器映射
2. Cortex-M3存储器映射区域分析
③ 片上外设区（0x4000_0000~0x5FFF_FFFF） 这个区域是用于片上外设寄存器的，不能在这个区域执行指令。 在这个区域的底部，也有一个1MB的位带区，并有一个与其对应的32MB的位
带别名区，用于快捷访问外设寄存器。 ④ 外部RAM区（0x6000_0000~0x9FFF_FFFF） 这个区域大小是1GB，是用于连接外部RAM的，在这个区域划分为外部RAM
每一只LED的阳极电平来使其发光或熄灭，阳极为高电平发光， 为低电平熄灭。 “0~9”十个字符的字型编码如下：
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f 通过PC0~PC15输出“0~9”十个字符的字型编码，就可以在数码管
上显示“0~9” 数字。
数码管静态显示代码见源程序。
【技能训练3-1】共阳极LED数码管应用
如何使用共阳极LED数码管实现0~20循环显示呢？
在任务6电路中，采用的是共阴极数码管。这里使用的是共阳极数 码管，其公共端需要接电源。
共阳极数码管显示“0~9”十个字符的字型编码与共阴极数码管的 字型编码是反相的，字型编码如下：
这种显示方式的各位数码管相互独立，公共端恒定接地（共阴极）或 接电源（共阳极）。
每个数码管的八个位段分别与一个八位I/O端口相连。I/O端口只要有 字型码输出，数码管就显示给定字符，并保持不变，直到I/O口输出 新的段码。
认识数码管
数码管的显示方法：有静态显示和动态显示两种方法。
动态显示
动态显示是一种一位一位地轮流点亮各位数码管的显示方式，即在某 一时段，只选中一位数码管的“位选端”，并送出相应的字型编码；
STM32存储器映射
Cortex-M3存储器映射
存储器映射是指把芯片中或芯片外的FLASH、RAM以及外设等进行了统 一编址，即用地址来表示对象。
这个地址绝大多数是由厂家规定好的，用户只能用而不能改。 用户只能在接有外部RAM或FLASH的情况下可进行自定义。
1. Cortex-M3存储器映射实现
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1
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STM32F103R6
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B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7
U3
A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7
2 A-H 3 B-H 4 C-H 5 D-H 6 E-H 7 F-H 8 G-H
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项目三数码管显示设计与实现stm32共阳极数码管静态显示电路设计alglahghalglblcldlelflbhchdhehfhahghbhchdhehfhblcldlelflboot060nrstpa0wkup14oscinpd0pb861pa216pa115pa317pa420pb962pa521pa622pa723pa841pa942pb1029pa1043pb026pb127pb228pb355pb1130pb456pb557pb658pb759pc1pc210pc0pc424pc525pc311pc738pc839pc637pc1051pc1152pc940pb1233pb1334pb1435pb1536pa1144pa1245pa1346pa1449pa1550pc1253pd254pc13rtcu1stm32f103r6a0b018a1b117a2b216a3b315a4b414a5b513a6b612a7b711ce19abbau274ls245a0b018a1b117a2b216a3b315a4b414a5b513a6b612a7b711ce19abbau374ls245项目三数码管显示设计与实现stm32stm32存储器映射stm32采用的是cortexm3内核又称为cm3内核cortexm3内核是通过icodedcodesystem总线与stm32内部的flashsrom相连接的这种连接方式就直接关系到stm32存储器的结构组换句话说cortexm3定义了一个存储器结构st公司是按照cortexm3的存储器定义设计出了自己的存储器结构st公司的stm32的存储器结构必须按照cortexm3定义的存储器结构来进行设项目三数码管显示设计与实现stm32stm32存储器映射其pc指针可以指向2324gb的0x000000000xffffffff地址空间
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。
在下一时段按顺序选通另外一位数码管，并送出相应的字型编码； 依此规律循环下去，即可使各位数码管分别间断地显示出相应的字符
。 这一过程称为动态扫描显示。
数码管静态显示电路设计
按照任务要求，采用静态显示方式，数码管显示电路是由 STM32F103R6、2个1位的共阴极LED数码管构成。
STM32F103R6的PC0~PC7引脚接个位数码管的A~G七个位段； PC8~PC15引脚接十位数码管的A~G七个位段； 由于小数点“.”DP位不用，PC7和PC15引脚也就不用了。
Cortex-M3存储器映射结构。 只要芯片制造商按照Cortex-M3存储器的结构，进行各自芯片的存储器结构设
计，就允许芯片制造商灵活的分配存储器空间，以制造出各具特色的基于 Cortex-M3的芯片。
STM32存储器映射
Cortex-M3存储器映射
2. Cortex-M3存储器映射区域分析
项目三 数码管显示设计与实现
任务6 数码管静态显示设计与实现
目标
利用STM32与数码管的接口技术，完成STM32的数码管静态显示 电路设计和程序的设计、运行及调试。
任务要求
使用STM32F103R6芯片的PC0~PC15引脚分别接2个共阴极LED 数码管。
个位数码管接PC0~PC7； 十位数码管接PC8~PC15。
采用静态显示方式，编写程序使2位数码管上循环显示 0~20。
认识数码管
嵌入式电子产品常用的显示器有LED和LCD两种方式
LED数码显示器价格低廉、体积小、功耗低、而且可靠性好，因 此得到广泛使用。
数码管的结构和工作原理
数码管内部是由八个LED（简称位段）组成，其中有七个条形 LED和一个小圆点LED。
2 A-H 3 B-H 4 C-H 5 D-H 6 E-H 7 F-H 8 G-H
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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
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
PA2
PC0
PA3
PC1
PA4
PC2
PA5
PC3
PA6
C-L D-L
E-H
E-L
F-H
F-L
G-H
G-L
STM32存储器映射
认识Cortex-M3存储器
1. Cortex-M3存储器与STM32存储器之间的关系
STM32采用的是Cortex-M3内核（又称为CM3内核），Cortex-M3内 核 是 通 过 ICode 、 DCode 、 System 总 线 与 STM32 内 部 的 Flash 、 SROM相连接的，这种连接方式就直接关系到STM32存储器的结构组 织。
① Cortex-M3存储器映射是预定义的，并且还规定好了哪个位置使用哪条 总线；
② Cortex-M3存储器系统支持“位带（bit‐band）操作”。通过位带操作 ，实现了对单一bit位的操作。位带操作仅适用于一些特殊的存储器区 域中；
③ Cortex-M3存储器支持非对齐访问和互斥访问； ④ Cortex-M3存储器支持小端模式和大端模式。
B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7
A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7
CE AB/BA
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由于Cortex 是按照映射后的地址进行访问的。
Cortex-M3存储器的4G地址空间被划分为大小相等的8块区域（是粗线条的） ，每块区域大小为512M。主要包括代码、SRAM、外设、外部RAM、外部设 备、专用外设总线-内部、专用外设总线-外部、特定厂商等。
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PA0-WKUP
NRST
PA1
PA2
PC0
PA3
PC1
PA4
PC2
PA5
PC3
PA6
PC4
PA7
PC5
PA8
PC6
PA9
PC7
PA10
PC8
PA11
PC9
PA12
PC10
PA13
PC11
PA14
PC12
PA15
区的前半段和外部RAM区的后半段2部分，每部分大小是512MB。 外部RAM区的前半段（0x6000_0000~0x7FFF_FFFF）。这个区域用于片外
RAM，可以缓存，并且可以执行指令。 外部RAM区的后半段（0x8000_0000~0x9FFF_FFFF）。这个区域除了不可
以缓存外，其他与前半段相同。
PB10
PB11
VBAT
PB12
PB13
PB14
PB15
BOOT0
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8 9 10 11 24 25 37 38 39 40 51 52 53 2 3 4
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STM32F103R6
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PC10
PA13
PC11
PA14
PC12
PA15
PC13_RTC
PC14-OSC32_IN
PB0
PC15-OSC32_OUT
PB1
PB2
PB3
OSCIN_PD0
PB4
OSCOUT_PD1
PB5
PD2
PB6
PB7
PB8
PB9
STM32存储器映射
2. Cortex-M3存储器
Cortex-M3是32位的内核
其PC指针可以指向232=4GB的0x0000_0000~0xFFFF_FFFF地址空间。 Cortex-M3存储器是把程序存储器、数据存储器、寄存器、输入输出端
口等组织在这个4GB空间的不同区域，这些区域是被明确的划分了。
Cortex-M3存储器具有以下特点：
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
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换 句 话 说 ， Cortex-M3 定 义 了 一 个 存 储 器 结 构 ， ST 公 司 是 按 照 Cortex-M3的存储器定义，设计出了自己的存储器结构，ST公司的 STM32的存储器结构必须按照Cortex-M3定义的存储器结构来进行设 计。
STM32存储器映射
认识Cortex-M3存储器
共阴极和共阳极数码管的字型编码是不同的，对于同一个字符， 共阴极和共阳极的字型编码是反相的。
认识数码管
数码管的显示方法：有静态显示和动态显示两种方法。
1. 静态显示
静态显示是指数码管显示某一字符时，相应的LED恒定导通或恒定截 止。
PC13_RTC
PC14-OSC32_IN
PB0
PC15-OSC32_OUT
PB1
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OSCIN_PD0
PB4
OSCOUT_PD1
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PB10
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① 代码区（0x0000_0000~0x1FFF_FFFF） 程序可以在代码区、内部SRAM区以及外部RAM区中执行，通常是把程序放
到代码区，从而使取指和数据访问各自使用自己的总线（指令总线与数据总 线是分开的）。 ② SRAM区（0x2000_0000~0x3FFF_FFFF） 这个区域用于片内SRAM，是用于让芯片制造商连接片上的SRAM，这个区通 过系统总线来访问。 在SRAM区的底部，还有一个 1MB的位带区，这个位带区还有一个对应的 32MB的“位带别名（alias）区”。也就是说，位带别名区里面的每个字对应 位带区的一个bit位，每个位变量是32位（既1个字4个字节）。 位带操作只适用于数据访问，不适用于取指。通过位带的功能，我们访问一 个bit位，可以从位带别名区中，像访问普通内存一样操作。
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数码管静态显示程序设计
数码管显示功能实现
程序控制数码管内部的不同位段点亮，能显示出需要的字符。 本电路采用共阴极结构的数码管，其公共端接地，这样可以控制
STM32存储器映射
Cortex-M3存储器映射
2. Cortex-M3存储器映射区域分析
③ 片上外设区（0x4000_0000~0x5FFF_FFFF） 这个区域是用于片上外设寄存器的，不能在这个区域执行指令。 在这个区域的底部，也有一个1MB的位带区，并有一个与其对应的32MB的位
带别名区，用于快捷访问外设寄存器。 ④ 外部RAM区（0x6000_0000~0x9FFF_FFFF） 这个区域大小是1GB，是用于连接外部RAM的，在这个区域划分为外部RAM
每一只LED的阳极电平来使其发光或熄灭，阳极为高电平发光， 为低电平熄灭。 “0~9”十个字符的字型编码如下：
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f 通过PC0~PC15输出“0~9”十个字符的字型编码，就可以在数码管
上显示“0~9” 数字。
数码管静态显示代码见源程序。
【技能训练3-1】共阳极LED数码管应用
如何使用共阳极LED数码管实现0~20循环显示呢？
在任务6电路中，采用的是共阴极数码管。这里使用的是共阳极数 码管，其公共端需要接电源。
共阳极数码管显示“0~9”十个字符的字型编码与共阴极数码管的 字型编码是反相的，字型编码如下：
这种显示方式的各位数码管相互独立，公共端恒定接地（共阴极）或 接电源（共阳极）。
每个数码管的八个位段分别与一个八位I/O端口相连。I/O端口只要有 字型码输出，数码管就显示给定字符，并保持不变，直到I/O口输出 新的段码。
认识数码管
数码管的显示方法：有静态显示和动态显示两种方法。
动态显示
动态显示是一种一位一位地轮流点亮各位数码管的显示方式，即在某 一时段，只选中一位数码管的“位选端”，并送出相应的字型编码；
STM32存储器映射
Cortex-M3存储器映射
存储器映射是指把芯片中或芯片外的FLASH、RAM以及外设等进行了统 一编址，即用地址来表示对象。
这个地址绝大多数是由厂家规定好的，用户只能用而不能改。 用户只能在接有外部RAM或FLASH的情况下可进行自定义。
1. Cortex-M3存储器映射实现
5 6 54
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STM32F103R6
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B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7
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2 A-H 3 B-H 4 C-H 5 D-H 6 E-H 7 F-H 8 G-H
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项目三数码管显示设计与实现stm32共阳极数码管静态显示电路设计alglahghalglblcldlelflbhchdhehfhahghbhchdhehfhblcldlelflboot060nrstpa0wkup14oscinpd0pb861pa216pa115pa317pa420pb962pa521pa622pa723pa841pa942pb1029pa1043pb026pb127pb228pb355pb1130pb456pb557pb658pb759pc1pc210pc0pc424pc525pc311pc738pc839pc637pc1051pc1152pc940pb1233pb1334pb1435pb1536pa1144pa1245pa1346pa1449pa1550pc1253pd254pc13rtcu1stm32f103r6a0b018a1b117a2b216a3b315a4b414a5b513a6b612a7b711ce19abbau274ls245a0b018a1b117a2b216a3b315a4b414a5b513a6b612a7b711ce19abbau374ls245项目三数码管显示设计与实现stm32stm32存储器映射stm32采用的是cortexm3内核又称为cm3内核cortexm3内核是通过icodedcodesystem总线与stm32内部的flashsrom相连接的这种连接方式就直接关系到stm32存储器的结构组换句话说cortexm3定义了一个存储器结构st公司是按照cortexm3的存储器定义设计出了自己的存储器结构st公司的stm32的存储器结构必须按照cortexm3定义的存储器结构来进行设项目三数码管显示设计与实现stm32stm32存储器映射其pc指针可以指向2324gb的0x000000000xffffffff地址空间
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。
在下一时段按顺序选通另外一位数码管，并送出相应的字型编码； 依此规律循环下去，即可使各位数码管分别间断地显示出相应的字符
。 这一过程称为动态扫描显示。
数码管静态显示电路设计
按照任务要求，采用静态显示方式，数码管显示电路是由 STM32F103R6、2个1位的共阴极LED数码管构成。
STM32F103R6的PC0~PC7引脚接个位数码管的A~G七个位段； PC8~PC15引脚接十位数码管的A~G七个位段； 由于小数点“.”DP位不用，PC7和PC15引脚也就不用了。
Cortex-M3存储器映射结构。 只要芯片制造商按照Cortex-M3存储器的结构，进行各自芯片的存储器结构设
计，就允许芯片制造商灵活的分配存储器空间，以制造出各具特色的基于 Cortex-M3的芯片。
STM32存储器映射
Cortex-M3存储器映射
2. Cortex-M3存储器映射区域分析
项目三 数码管显示设计与实现
任务6 数码管静态显示设计与实现
目标
利用STM32与数码管的接口技术，完成STM32的数码管静态显示 电路设计和程序的设计、运行及调试。
任务要求
使用STM32F103R6芯片的PC0~PC15引脚分别接2个共阴极LED 数码管。
个位数码管接PC0~PC7； 十位数码管接PC8~PC15。
采用静态显示方式，编写程序使2位数码管上循环显示 0~20。
认识数码管
嵌入式电子产品常用的显示器有LED和LCD两种方式
LED数码显示器价格低廉、体积小、功耗低、而且可靠性好，因 此得到广泛使用。
数码管的结构和工作原理
数码管内部是由八个LED（简称位段）组成，其中有七个条形 LED和一个小圆点LED。
2 A-H 3 B-H 4 C-H 5 D-H 6 E-H 7 F-H 8 G-H
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数码管静态显示电路设计
U1
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PA0-WKUP
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STM32存储器映射
认识Cortex-M3存储器
1. Cortex-M3存储器与STM32存储器之间的关系
STM32采用的是Cortex-M3内核（又称为CM3内核），Cortex-M3内 核 是 通 过 ICode 、 DCode 、 System 总 线 与 STM32 内 部 的 Flash 、 SROM相连接的，这种连接方式就直接关系到STM32存储器的结构组 织。
① Cortex-M3存储器映射是预定义的，并且还规定好了哪个位置使用哪条 总线；
② Cortex-M3存储器系统支持“位带（bit‐band）操作”。通过位带操作 ，实现了对单一bit位的操作。位带操作仅适用于一些特殊的存储器区 域中；
③ Cortex-M3存储器支持非对齐访问和互斥访问； ④ Cortex-M3存储器支持小端模式和大端模式。
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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
19 1
CE AB/BA
19 1
A-H B-H
A-L B-L
U2 74LS245
C-H D-H
由于Cortex 是按照映射后的地址进行访问的。
Cortex-M3存储器的4G地址空间被划分为大小相等的8块区域（是粗线条的） ，每块区域大小为512M。主要包括代码、SRAM、外设、外部RAM、外部设 备、专用外设总线-内部、专用外设总线-外部、特定厂商等。
26 27 28 55 56 57 58 59 61 62 29 30 33 34 35 36
PA0-WKUP
NRST
PA1
PA2
PC0
PA3
PC1
PA4
PC2
PA5
PC3
PA6
PC4
PA7
PC5
PA8
PC6
PA9
PC7
PA10
PC8
PA11
PC9
PA12
PC10
PA13
PC11
PA14
PC12
PA15
区的前半段和外部RAM区的后半段2部分，每部分大小是512MB。 外部RAM区的前半段（0x6000_0000~0x7FFF_FFFF）。这个区域用于片外
RAM，可以缓存，并且可以执行指令。 外部RAM区的后半段（0x8000_0000~0x9FFF_FFFF）。这个区域除了不可
以缓存外，其他与前半段相同。
PB10
PB11
VBAT
PB12
PB13
PB14
PB15
BOOT0
7
8 9 10 11 24 25 37 38 39 40 51 52 53 2 3 4
5 6 54
1
60
STM32F103R6
18 17 16 15 14 13 12 11
B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7
U3
A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7
PC4
PA7
PC5
PA8
PC6
PA9
PC7
PA10
PC8
PA11
PC9
PA12
PC10
PA13
PC11
PA14
PC12
PA15
PC13_RTC
PC14-OSC32_IN
PB0
PC15-OSC32_OUT
PB1
PB2
PB3
OSCIN_PD0
PB4
OSCOUT_PD1
PB5
PD2
PB6
PB7
PB8
PB9
STM32存储器映射
2. Cortex-M3存储器
Cortex-M3是32位的内核
其PC指针可以指向232=4GB的0x0000_0000~0xFFFF_FFFF地址空间。 Cortex-M3存储器是把程序存储器、数据存储器、寄存器、输入输出端
口等组织在这个4GB空间的不同区域，这些区域是被明确的划分了。
Cortex-M3存储器具有以下特点：
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
换 句 话 说 ， Cortex-M3 定 义 了 一 个 存 储 器 结 构 ， ST 公 司 是 按 照 Cortex-M3的存储器定义，设计出了自己的存储器结构，ST公司的 STM32的存储器结构必须按照Cortex-M3定义的存储器结构来进行设 计。
STM32存储器映射
认识Cortex-M3存储器