单片机原理及应用项目化教程 项目三 单片机驱动数码管应用

1．硬件电路设计 所需元件：晶振(CRYSTAL)、电阻(RES)、电容(CAP)、电解电容(CAP-ELEC)、单片机 (AT89C51)。四位一体数码管(7SEG-)、片选/段选芯片(74LS245)。
2.仿真效果 程序编译通过后，生成 .hex文件导入仿真图AT89S51单片机内，执行特效即为项目所需 特效。 效果：P0口控制四位一体数码管的码段，P2口的四个端口控制四位一体数码管的位选。
项目三 单片机驱动数码管应用
任务1 数码管原理及电路分析 任务2 单个数码管显示例程 任务3 四位一体数码管显示数字 任务4 数码管动态显示案例分析 任务5 数码管和LED综合应用
教学任务 任务1：数码管原理及电路分析。 任务2：单个数码管显示例程。 任务3：四位一体数码管显示数字。 任务4：数码管动态显示案例分析。 任务5：数码管和LED综合应用。
教学目标 (1) 掌握数码管内部结构及工作原理，共阴极和共阳极数码管的区别与联系。 (2) 掌握单片机驱动单个数码管的显示原理，C语言数组知识点的应用。 (3) 掌握四位一体数码管的驱动方法，利用余辉效应实现数码管动态显示案例。 (4) 结合项目二单片机驱动LED的知识实现数码管与LED灯的综合应用。
任务1 数码管原理及电路分析
Hale Waihona Puke Baidu
任务要求： 在本小节学习基础上简述7段数码管内部结构及基本工作原理。 学习目标： (1) 掌握数码管内部结构。 (2) 掌握共阴极及共阳极接法的区别与联系。 (3) 掌握数码管共阴极及共阳极两种接法0～9对应的二进制码。 八段LED数码管显示器由8个发光二极管组成，其中7个长条形的发光管排列成“日”字 形，另一个圆点形的发光管在数码管显示器的右下角作为显示小数点用，它能显示各种数 字及部分英文字母。LED数码管显示器有两种形式：一种是8个发光二极管的阳极都连在一 起，称之为共阳极LED数码管显示器；另一种是8个发光二极管的阴极都连在一起，称之为 共阴极LED数码管显示器。 共阴和共阳结构的LED数码管显示器各笔画段名和安排位置是相同的。当二极管导通时， 对应的笔画段发亮，由发亮的笔画段组合而显示出各种字符。8个笔画段hgfedcba对应于一 个字节(8位)的D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0，于是用8位二进制码就能表示欲显示字符的字形 代码。
3．仿真效果 程序编译通过后，生成 .hex文件导入仿真图AT89S51单片机内，执行特效即为项目所需 特效。 效果：P0口控制四位一体数码管的码段，P2口的四个端口控制四位一体数码管的位选。
任务4 数码管动态显示案例分析
任务要求： 利用四位一体数码管动态显示数字0～99的计数器实现。 学习目标： (1) 掌握单片机I/O与代码所赋值的十六进制间的联系。 (2) 加深左移、右移函数的理解。 (3) 掌握for循环语句与数码管特效间的联系。 工作原理： 动态显示驱动：数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的显示方式之一，动态 驱动是将所有数码管的8个显示笔画“a, b, c, d, e, f, g, dp”的同名端连在一起，另外为每个 数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制。当单片机输出 字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是哪个数码管会显示出字形，取决 于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开， 该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管COM端， 就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮 时间为1～2 ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管 并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有 闪烁感，因此动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更 低。
任务5 数码管和LED综合应用
任务要求： 利用数码管来显示LED灯的特效种类。LED特效1：全亮全灭；特效2：左移右移；特效 3：中间到两边再两边到中间。每种特效建立一个子函数。 学习目标： (1) 掌握单片机I/O与代码所赋值的十六进制间的联系。 (2) 加深左移、右移函数的理解。 (3) 掌握for循环语句与数码管特效间的联系。 1．硬件电路设计 所需元件：晶振(CRYSTAL)、电阻(RES)、电容(CAP)、电解电容(CAP-ELEC)、单片机 (AT89C51)、LED灯(LED-RED)、锁存器(74LS373)、七段数码管(7SEG-)。
2．仿真效果 程序编译通过后，生成 .hex文件导入仿真图AT89S51单片机内，执行特效即为项目所需 特效。 效果：P1口同时接了LED灯电路和数码管电路，在低电平时点亮，数码管采用共阳极 接法，即对应码段低电平有效。
任务3 四位一体数码管显示数字
任务要求： 利用四位一体数码管同时显示数字0～9及字母ABCDEF的功能特效。 学习目标： (1) 加深十六进制与二进制之间的互换理解。 (2) 掌握左移函数_crol_、右移函数_cror_的使用方法。 (3) 掌握while语句及for语句的使用方法。 1．硬件电路设计 所需元件：晶振(CRYSTAL)、电阻(RES)、电容(CAP)、电解电容(CAP-ELEC)、单片机 (AT89C51)、四位一体数码管(7SEG-)、片选/段选芯片(74LS245)。
在单片机应用系统中，数码管显示器常用两种显示方式：静态显示和动态扫描显示。
任务2 单个数码管显示例程
任务要求： 制作在数码管上显示字符的单片机控制系统，实现显示数字0～9及字符A、B、C、D、 E、F的功能。 学习目标： (1) 掌握单片机查表程序的设计方法。 (2) 掌握单片机数码管显示接口电路的工作原理及其应用。 (3) 掌握单片机驱动数码管程序设计方法。 1．硬件电路设计 所需元件：晶振(CRYSTAL)、电阻(RES)、电容(CAP)、电解电容(CAP-ELEC)、单片机 (AT89C51)、LED灯(LED-RED)、数码管(7-SEG*)。