2项目 LED七段数码管的显示控制(WZ)
七段数码显示器显示实验报告
七段数码显示器显示实验报告单片机原理及接口技术实验报告实验项目：姓名：专业：班级：学号：一、实验名称七段数码显示器显示实验（SPI通信方式）二、实验设备PC机1台，CEPARK畅学系列实验装置1套三、实验目的1.熟悉I/O口作为数字量输出的初始化；2.熟悉共阳极与共阴极两种数码管的工作原理；3.学会软硬件的设计和调试方法；4.根据七段数码管的特性，对应出每个数字引脚输出的16进制码，然后编写程序。
四、实验要求1.将0-9这十个数字按顺序依次在数码管上显示出来，时间间隔为0.5S；2.熟悉延时函数的使用（可用for循环自己写一个延时函数）；3.掌握PIC16F877A芯片及电子元件的使用方法；4.实现单片机软件与硬件的结合，将理论知识应用于实践。
五、理论原理1.LED七段数码显示器由8个发光二极管组成显示字段，根据内部发光二极管的连接形式不同，LED有共阴极和共阳极两种（原理图如下图1所示）。
（实验板采用的LED为共阳极的连接方式）图1.单个共阳极数码管原理图2.接口说明：接口编号为JP44，需要一个8位端口（A~G、DP）去控制，因此提供给LED的字形码也是8位的。
数码管各段编号如下图2所示：图2.数码管各段编号3.LED七段数码显示器各字段与控制端口位的对应关系如下表1所示：表1. 七段数码显示器各字段与控制端口位的对应关系控制端口位D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 字段名dp g f e d c b a 4.共阳极LED七段数码显示器字形代码如下表2所示：字形显示编码字形显示编码0 C0H 9 90H1 F9H A 88H2 A4H b 83H3 B0H C C6H4 99H d A1H5 92H E 86H6 82H F 8EH7 F8H .（小数点）7FH8 80H -（负号）BFH六、实验内容步骤1.接线说明核心板RD口接底板JP15，具体为：RD0-A，RD1-B，RD2-C，RD3-D，RD4-E，RD5-F，RD6-G，RD7-DP2.创建项目打开MPLAB IDE v8.90 →选择Project，进入Project Wizard，进入下面的界面，单击下一步。
七段LED数码管显示电路设计(精)
实验七七段LED数码管显示电路设计一、实验目的1.学习EDA软件的基本操作2.学习使用原理图进行设计输入3.初步掌握软件输入、编译、仿真和编程的过程4.学习实验开发系统的使用方法二、实验说明本实验通过七段LED数码管显示电路的设计，初步掌握EDA 设计方法中的设计输入、编译、综合、仿真和编程的基本过程。
七段LED数码管显示电路有四个数据输入端（D0-D3），七个数据输出端(A-G。
三、实验要求1、完成七段LED数码管显示电路的原理图输入并进行编译2、对设计的电路经行仿真验证3、编程下载并在实验开发系统上验证设计结果四、实验步骤1、新建工程2、新建Verilog HDL文件3、在文本输入窗口键入代码4、保存HDL文件5、编译文件直至没有错误6、新建波形文件7、添加观察信号8、添加输入激励，保存波形文件9、功能仿真七段LED数码管显示电路真值表：输入D3D2D1D0G F E D C B A 000000111111 100010000110 200101011011 300111001111 401001100110 501011101101 601101111101 701110001111 810001111111910011101111 A10101110111 B10111111100 C11001111001 D110111011110 E11101111001 F11111110001五、电路原理图啊Verilog代码描述：module qiduan(data_in,data_out;input [3:0]data_in;output [6:0]data_out;reg [6:0]data_out;always @(data_inbegincasex(data_in4'b0000:data_out<=7'b0111111;4'b0001:data_out<=7'b0000110; 4'b0010:data_out<=7'b1011011; 4'b0011:data_out<=7'b1001111; 4'b0100:data_out<=7'b1100110; 4'b0101:data_out<=7'b1101101; 4'b0110:data_out<=7'b1111100; 4'b0111:data_out<=7'b0000111; 4'b1000:data_out<=7'b1111111; 4'b1001:data_out<=7'b1100111; 4'b1010:data_out<=7'b1110111; 4'b1011:data_out<=7'b1111100; 4'b1100:data_out<=7'b0111001; 4'b1101:data_out<=7'b1011110; 4'b1110:data_out<=7'b1111001; 4'b1111:data_out<=7'b1110001; default:data_out<=7'b0000000; endcaseendendmodule仿真波形：六、实验体会七段LED数码管显示电路是常用的数码管之一，它有四个数据输入端（D0-D3），七个数据输出端(A-G。
七段数码管显示原理
七段数码管显示原理七段数码管是一种常见的数字显示器件，它由七个LED数码管组成，用来显示0-9的数字。
在数字电子技术中，七段数码管广泛应用于各种计数器、时钟、温度计、电子秤等设备中。
那么，七段数码管是如何实现数字显示的呢？接下来，我们将详细介绍七段数码管的显示原理。
首先，七段数码管由七个LED数码管组成，分别是a、b、c、d、e、f、g。
每个LED数码管代表一个固定的数字段，通过控制这些LED的亮灭，就可以显示出不同的数字。
比如，要显示数字0，就需要点亮a、b、c、d、e、f，而g不需要点亮；要显示数字1，就只需要点亮b、c；以此类推，通过控制这七个LED的亮灭组合，就可以显示出0-9的数字。
其次，七段数码管的显示原理是通过控制电流来控制LED的亮灭。
当给定一个数字时，通过数码管的控制电路，将相应的LED数码管接通，使得其发光，从而显示出对应的数字。
这个控制电路通常由数字信号转换为LED的控制信号，通过逻辑门、译码器等电子元件来实现。
当输入不同的数字信号时，控制电路会根据预设的真值表，输出相应的LED控制信号，从而实现数字的显示。
另外，七段数码管的显示原理还涉及到了多路复用技术。
在一些需要同时显示多个数字或者进行动态显示的场合，就需要用到多路复用技术。
通过多路复用技术，可以在同一个七段数码管上依次显示不同的数字，从而实现多个数字的显示或者动态显示。
多路复用技术通过快速切换不同的数字，使得人眼无法感知到数字的变化，从而实现了多个数字的显示或者动态显示。
总的来说，七段数码管的显示原理是通过控制LED的亮灭来显示数字，其中涉及到了控制电路、多路复用技术等内容。
七段数码管作为一种常见的数字显示器件，其显示原理的了解对于数字电子技术的学习和应用具有重要意义。
希望通过本文的介绍，读者能够更加深入地了解七段数码管的显示原理，为今后的学习和工作提供帮助。
七段数码管循环显示要点
（封面）天津理工大学中环信息学院电子技术课程设计设计题目：七段数码管循环显示控制电路设计姓名：诸钦峰学号：********系别：电子信息工程系专业班级：物联网1班开始日期： 2013年6月24日完成日期2013 年07月01日指导教师：彭利标成绩评定等级天津理工大学中环信息学院课程设计任务书系别：电子信息工程系班级：物联网1班姓名：诸钦峰学号：11160014本表附在课程设计说明书的目录之后。
天津理工大学中环信息学院课程设计成绩评定表系别：电子信息工程系班级：物联网1班姓名：诸钦峰学号：11160014本表附在课程设计任务书之后。
目录一、设计意义 (4)二、主要任务 (5)2.设计方案比较 (5)三、电路组成框图 (8)1.数列循环电路的设计 (8)2.序列显示电路的设计 (8)2.1十进制自然数序列的显示电路 (8)2.2奇数序列显示电路 (9)2.3偶数序列显示电路 (9)2.4音乐序列显示电路 (10)3.脉冲产生电路的设计 (11)4.二分频电路的设计 (11)四、电路原理图 (12)五、各电路的仿真测试 (14)1.脉冲产生电路的仿真 (15)2.二频分电路的仿真 (16)六、元件清单 (16)七、总结 (16)一、设计意义这次的课程设计主要是用计数器来实现的,这个七段数码管循环显示控制电路设计的实质就是要产生一系列有规律的数列, 然后通过一个七段数码管显示出来。
这里使用的只要就是计数器, 计数器在时序电路中应用的很广泛,它不仅可以用于对脉冲进行计数,还可用于分频,定时,产生节拍脉冲以及其他时序信号。
运用计数器的不同的功能和不同的接发就可以实现不同的序列输出了。
而这次的内容还包括分电路图的整合,使这个七段数码管能够按照要求那个依次输出自然序列,奇数序列,偶数序列还有音乐序列。
为了实现这个循环输出的功能,在设计的时候还用到了一个以为寄存器,可以利用它的输出端来控制四个计数器的工作情况, 可以让四个计数器依次工作,就可以达到要求的依次循环输出数列。
LED数码管显示控制(共19张PPT)
LED数码管的发光二极管亮暗组合实质上就是不同电平的组合，也就是为LED数码管提供不同的代码，这些代码称为字形代码。
2、数码电子钟 动态显示就是一位一位地轮流点亮各位数码管，对每一位LED数码管来说，每隔一段时间点亮一次，即CPU需要时刻对数码管进行刷新，显
数码管静态显示方式的优点是连线简单，软件编程简 单，缺点是需要耗费大量的I/O端口资源。
在显示的数据较多时，会用到多个
数码管，如果用静态显示方式会占 用很多I/O口，这是可采用动态扫描 方式来实现。
动态显示就是一位一位地轮流点亮各位数码管，对 每一位LED数码管来说，每隔一段时间点亮一次，即 CPU需要时刻对数码管进行刷新，显示数据有闪烁 感，占用CPU的时间较长。并且，数码管的点亮既 与点亮时的导通电流有关，也与点亮时间、间隔时间 的比例有关。调整电流和时间的参数，可实现亮度较 高，较稳定的显示。若数码管的位数不大于8位时， 只需要两个8位I/O口。
（1）所有发光二极管的阳极连接在一起，这种连接方法称为共阳极接法。 当某个发光二极管导通时，相应地点亮某一点或某一段笔画，通过发光二极管不同的亮暗组合形成不同的数字、字母及其其他符号。
光二极管组成。这7个发光二极管a~g呈 调整电流和时间的参数，可实现亮度较高，较稳定的显示。
从表中可以看出共阴极与共阳极的字形代码互为补数。
LED数码管中的发光二极管有两种接法：
（1）所有发光二极管的阳极连接在一起， 这种连接方法称为共阳极接法。
叫做共阳极数码管
（2）所有发光二极管的阴极连接在一起， 这种连接方法称为共阴极接法。
叫做共阴极数码管
七段数码管显示控制程序设计
P、B、E、F、2、3、4、5、6、8、9
网络68为停止程序。
网络69为复位程序。将M.0至M7.7全部复位。
寄存器如表4所示：
表4 对应寄存器表
P
M2.3、M6.1
L
M2.5、M6.3
C
M2.7、M6.5
B
M3.1、M6.7
E
M3.3、M7.1
F
M3.5、M7.3
1
M0.1、M5.7
2
M0.3、M5.5
（2），具体所建数据如图4所示：
图4 数据字典
（3）通信关联
关联方式如图5所示：
图5 通信关联
4.联合调试
当PLC运行的时候，打开组态王监控界面。通过虚拟界面实现对PLC的控制，图5和图6、7分别表示当PLC 启动、停止和复位，PLC与虚拟界面状态显示图。
图5 启动画面
2.硬件电路的设计
2.1I/O地址分配
根据课设要求，由于只是利用PLC控制数码管显示，所以在输入模块设计中只需要设计三个输入量，及启动、停止、复位，分别用I0.0、I0.1、I0.2表示，具体的输入模块分配表1所示。
表1 输入模块分配表
输入点
作用
I0.0
启动
I0.1
停止
I0.2
复位
根据课设要求，是在数码管上显示“1、2、3、4、5、6、7、8、9、P、L、C、B、E、F、9、8、7、6、5、4、3、2、1、P、L、C、B、E、F”，由于数码管是由七段LED灯控制，所以输出模块采用七个输出控制，具体分配如表2所示。
根据本次实验要求，程序流程图如图2所示：
。
。
图2 程序流程图
3.2PLC程序设计
实验报告2--7段数码管显示实验
SPI主机实验——7段数码显示一、实验目的1、通过本实验进一步掌握对ARM7.0软件和EasyJTAG仿真器的使用；2、进一步熟悉EasyARM2131开发板硬件结构，掌握各引脚功能和接线；3、掌握SPI主机实验，熟悉该实验程序，并能作出简单的修改并实现其功能；4、在SPI实验中，通过改变实验程序，实现7段数码管和流水灯同时运行的功能。
二、实验仪器装有ADS1.2及EasyJTAG仿真器的电脑一台；ARM7开发板一块。
三、实验原理图4.61 SPI接口控制74HC595图中已经将最高位输出（SQH）连线到LPC2131的SPI接口的MISO0，可用来读回74HC595移位输出的数据。
下图是8路LED控制电路：该实验演示在7段数码管上显示一些字符，字符的字模表存于一数组中，流程图如下图4.62所示。
图4.62 LED数码管显示实验流程图1、特性2、结构SPI总线配置及数据传输3、SPI外设描述4、基本操作5主机操作四、实验内容与结果1、实验程序如下#include "config.h"#define HC595_CS (1 << 29) // P0.29口为74HC595的片选const uint32 LEDS8 = (0xFF << 18); // P1[25:18]控制LED8~LED1，低电平点亮/************************************************************************ ******************************** 函数名称：DelayNS()** 函数功能：长软件延时** 入口参数：dly 延时参数，值越大，延时越久** 出口参数：无************************************************************************* *******************************/void DelayNS(uint32 dly){uint32 i;for(; dly>0; dly--)for(i=0; i<50000; i++);}const uint32 LED_TBL[] = {0x00, 0xFF, // 全部熄灭后，再全部点亮0x01, 0x02, 0x04, 0x08, 0x10, 0x20, 0x40, 0x80, // 依次逐个点亮0x01, 0x03, 0x07, 0x0F, 0x1F, 0x3F, 0x7F, 0xFF, // 依次逐个叠加0xFF, 0x7F, 0x3F, 0x1F, 0x0F, 0x07, 0x03, 0x01, // 依次逐个递减0x81, 0x42, 0x24, 0x18, 0x18, 0x24, 0x42, 0x81, // 两个靠拢后分开0x81, 0xC3, 0xE7, 0xFF, 0xFF, 0xE7, 0xC3, 0x81 // 从两边叠加后递减};/********************************************************************************************************** 函数名称：MSPI_Init()** 函数功能：初始化SPI接口，设置为主机。
七段数码管显示实验
实验九 七段数码管显示实验一、实验目的1．学习七段数码管的工作原理；2 ．学习数码管与 8051 单片机的接口方法； 3．掌握动态扫描显示技术。
二、实验原理如图 4.9-1 所示， LED 数码管由 7 个发光二极管组成，此外，还有一个圆点 型发光二极管(在图中以 dp 表示)，用于显示小数点。
通过七段发光二极管亮共阴极接法图 4.9-1暗的不同组合，可以显示多种数字、字母以及其它符号。
LED 数码管中的发光二 极管共有两种连接方法： 1 ) 共阴极接法：把发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极。
使用时公共阴 极接地，这样阳极端输入高电平的段发光二极管就导通点亮，而输入低电平的 则不点亮。
实验中使用的 LED 显示器为共阴极接法2) 共阳极接法：把发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极。
使用时公共阳 极接＋ 5V 。
这样阴极端输入低电平的段发光二极管就导通点亮， 而输入高电平 的则不点亮。
为了显示数字或符号， 要为 LED 显示器提供代码， 因为这些代码是为显示字形的，因此称之为字形代码。
七段发光二极管， 再加上一个小数点位， 共计八段。
因此提供给 LED 显示器的字形代码正好一个字节。
若 a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 、dp 8 个显示段依次对应一个字节的低位到高位，即 D0 、 D1 、 D2 、D3 、D4 、D5 、 D6 、D7 ，则用共阴极 LED 数码管显示十六进制数时所需的字形代码如表 4.9-1所示。
共阳极接法表 4.9-1 共阴极LED 数码管字形代码字型共阴极字形代码字型共阴极字形代码字型共阴极字形代码0 3FH 6 7DH C 39H1 06H 7 07H d 5EH2 5BH 8 7FH E 79H3 4FH 9 6FH F 71H4 66H A 77H 灭00H5 6DH b 7CH实际上试验中使用的是共阳极数码管，这里就不一一列出2 、动态显示按图 4.9-2 (b )连接线路，通过交替选中LED1 和LED0 循环显示两位十进制数。
七段数码管动态显示控制
实验二七段数码管动态显示控制一、实验目的利用AT89S52和使用两位数码管显示器，循环显示两位数00-99。
其中P2.0和P2.1端口分别控制数码管的个位和十位的供电，当相应的端口变成低电平时，驱动相应的三极管会导通，+5V通过驱动三极管给数码管相应的位供电，这时只要P3口送出数字的显示代码，数码管就能正常显示数字。
二、实验要求1、使用两位数码管显示器，循环显示两位数00-99；2、具有电源开关和指示灯，有复位键；3、数码管动态显示，即扫描方式，每一位每间隔一段时间扫描一次。
字符的亮度及清晰度与每位点亮的停留时间和每位显示的时间内轮换导通次数有关。
三、实验电路四、实验器材AT89S52；动态扫描显示；共阳极数码管；电阻五、实验原理说明图1 AT89S52引脚图图2 共阳极七段数码管引脚图1AT89S52引脚图，说明如下：按照功能，AT89S52的引脚可分为主电源、外接晶体振荡或振荡器、多功能I/O 口、控制和复位等。
1．多功能I/O口AT89S52共有四个8位的并行I/O口：P0、P1、P2、P3端口，对应的引脚分别是P0.0 ～ P0.7，P1.0 ～ P1.7，P2.0 ～ P2.7，P3.0 ～ P3.7，共32根I/O线。
每根线可以单独用作输入或输出。
①P0端口，该口是一个8位漏极开路的双向I/O口。
在作为输出口时，每根引脚可以带动8个TTL输入负载。
当把“1”写入P0时，则它的引脚可用作高阻抗输入。
当对外部程序或数据存储器进行存取时，P0可用作多路复用的低字节地址/数据总线，在该模式，P0口拥有内部上拉电阻。
在对Flash存储器进行编程时，P0用于接收代码字节；在校验时，则输出代码字节；此时需要外加上拉电阻。
②P1端口，该口是带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口，P1口的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。
对端口写“1”时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，此时可用作输入口。
七段数码管动态显示报告
七段数码管动态显示65080619郭燚一、实验目的：熟悉数码管动态显示的原理，掌握编程实现动态显示的方法。
二、实验平台：微机一台（Windows XP 系统、安装QuartusⅡ等相关软件）、CPLD 学习板一块、5V 电源线一个、下载线一条。
三、设计要求：利用动态显示方式，在8 个数码管上依次显示 1～8。
四、设计方案：由于实验平台上没给数码管的电源引脚所以不能实现动态显示，所以使用LED发光管当做片选信号，这样为了能看清不使用一秒钟扫描24次以上，而使用0.5s变化一次。
使用1kHz时钟，计数器每500输出一次，每次讲一个数码管的数字变化，同时给相应的当做片选信号的LED灯高电平，模拟扫描（如果实际每秒24次以上扫描的话同一个数码上输出的数字短时间内不能变），这样可以更明显的看出是扫描了每一个数码管和相应的片选信号。
设计中只用了4个数码管和四个LED灯，而不是8个，因为原理是一样的。
五、源程序：library IEEE;use IEEE.Std_logic_1164.all;use IEEE.Std_logic_arith.all;use IEEE.Std_logic_unsigned.all;entity ledcircle isport(clk:in std_logic;c1,c2,c3,c4:out std_logic;d1,d2,d3,d4:out std_logic_vector(3 downto 0));end ledcircle ;architecture ledcircle of ledcircle issignal s1,s2: integer range 1 to 500:=1;beginprocess(clk)beginif clk'event and clk='1' thenif s1<20 then s1<=s1+1;elses1<=1;if s2<9 then s2<=s2+1;else s2<=1;end if;end if;if s1=1 then c1<='1';c2<='0';c3<='0';c4<='0';d1<=conv_std_logic_vector(s2,4);elsif s1=5 then c1<='0';c2<='1';c3<='0';c4<='0';d2<=conv_std_logic_vector(s2,4);elsif s1=10 then c1<='0';c2<='0';c3<='1';c4<='0';d3<=conv_std_logic_vector(s2,4);elsif s1=15 then c1<='0';c2<='0';c3<='0';c4<='1';d4<=conv_std_logic_vector(s2,4);end if;end if;end process;end;六、实验结果：部分仿真结果如下：从上图可以看出设计结果达到了自己的设计要求。
7段LED数码管使用
LED 数码管在电子仪器中常用来显示数字，符号，显示清晰，亮度高，价格便宜，广泛低应用在各种控制系统中。
一、LED 数码管结构LED数码管实际上是由七个发光管组成8字形构成的，加上小数点就是8个。
这些段分别由字母a,b,c,d,e,f,g,dp来表示。
当数码管特定的段加上电压后，这些特定的段就会发亮，以形成我们眼睛看到的字样了。
如：显示一个数字“2”字，那么应当是a亮b亮g亮e亮d亮f不亮c不亮dp不亮。
显示一个字母…A… 字，a,b,c,e,f,g 段亮，d，dp不亮。
LED数码管有一般亮和超亮等不同之分，也有0.5寸、1寸等不同的尺寸。
小尺寸数码管的显示笔画常用一个发光二极管组成，而大尺寸的数码管由二个或多个发光二极管组成，一般情况下，单个发光二极管的管压降为1.8V左右，电流不超过30mA。
发光二极管的阳极连接到一起连接到电源正极的称为共阳数码管，发光二极管的阴极连接到一起连接到电源负极的称为共阴数码管。
常用LED数码管显示的数字和字符是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。
二、驱动方式1、静态显示驱动：静态驱动也称直流驱动。
静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O 脚进行驱动，或者使用如BCD码二-十进位*器*进行驱动。
静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O脚多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×8=40根I/O脚来驱动，故实际应用时必须增加*驱动器进行驱动，增加了硬体电路的复杂性。
2、动态显示驱动：数码管动态显示介面是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"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增加位元选通控制电路，位元选通由各自独立的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，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位元选通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，该位元就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。
(完整)7段数码管显示电路
4.4 显示模块4。
4。
1 7段数码管的结构与工作原理7段数码管一般由8个发光二极管组成，其中由7个细长的发光二极管组成数字显示，另外一个圆形的发光二极管显示小数点。
当发光二极管导通时，相应的一个点或一个笔画发光。
控制相应的二极管导通，就能显示出各种字符，尽管显示的字符形状有些失真，能显示的数符数量也有限，但其控制简单,使有也方便.发光二极管的阳极连在一起的称为共阳极数码管,阴极连在一起的称为共阴极数码管,如图4.9所示.4。
4.2 7段数码管驱动方法发光二极管（LED 是一种由磷化镓（GaP)等半导体材料制成的，能直接将电能转变成光能的发光显示器件.当其内部有一一电流通过时，它就会发光.7段数码管每段的驱动电流和其他单个LED 发光二极管一样，一般为5～10mA ；正向电压随发光材料不同表现为1.8~2.5V 不等。
7段数码管的显示方法可分为静态显示与动态显示，下面分别介绍。
（1） 静太显示所谓静态显示,就是当显示某一字符时，相应段的发光二极管恒定地寻能可截止。
这种显示方法为每一们都需要有一个8位输出口控制。
对于51单片机,可以在并行口上扩展多片锁存74LS573作为静态显示器接口。
静态显示器的优点是显示稳定，在发光二极管导通电注一定的情况下显示器的亮度高，控制系统在运行过程中，仅仅在需要更新显示内容时，CPU 才执行一次显示更新子程序,这样大大节省了CPU 的时间,提高了CPU 的工作效率；缺点是位数较多时，所需I/O 口太多,硬件开销太大，因此常采用另外一种显示方式——动态显示。
（2）动态显示所谓动态显示就是一位一位地轮流点亮各位显示器（扫描），对于显示器的每一位而言，每隔一段时间点亮一次。
虽然在同一时刻只有一位显示器在工作（点亮)，但利用人眼的视觉暂留效应和发光二极管熄 灭共阴极7段数码管内部字段LED 和引脚分 共阳极图4.9 7段数码管结构图时的余辉效应,看到的却是多个字符“同时”显示.显示器亮度既与点亮时的导通电流有关,也与点亮时间和间隔时间的比例有关。
七段数码管的显示原理
七段数码管的显示原理
数码管是一种能够显示数字的电子元件，常用于计时器、电子钟、温度计等设备中。
七段数码管由七个小段组成，它们可以显示数字0-9的所有组合。
数码管的每一小段都代表数字的一个线段，通过控制这些线段的通断状态，可以显示不同的数字。
每个数字的显示都可通过组合不同的小段状态来实现。
例如，数字0就是所有小段全亮，而数字1则是左边第二个小段亮，其余小段都熄灭。
控制七段数码管显示数字的原理是通过给不同的小段加上电压来实现。
小段分别用a、b、c、d、e、f、g来表示，其中a~g
对应着七个小段。
如果某个小段需要点亮，则给它加上高电平；如果不需要点亮，则给它加上低电平。
为了控制不同的小段，需要使用译码器。
译码器是一种电路元件，能够将输入的数字信号转换成相应的控制信号。
常见的译码器有BCD-7段译码器、74LS47等。
使用译码器的方式是，先将待显示的数字转化成二进制编码，然后将二进制编码输入到译码器的输入端口。
译码器会根据输入信号的编码，输出对应的控制信号给七段数码管的不同小段，从而实现数字的显示。
通过译码器，我们可以控制不同的小段点亮，从而实现数码管的数字显示。
例如，当我们要显示数字1时，输入二进制编码0001给译码器，译码器会将对应的控制信号输出给数码管，
使得左边第二个小段亮，其余小段熄灭。
总的来说，七段数码管通过控制小段的通断状态来实现数字的显示。
通过使用译码器，我们可以将输入的数字信号转换成相应的控制信号，从而控制七段数码管显示不同的数字。
这种原理广泛应用于各种电子设备中。
7段数码管显示原理
7段数码管显示原理七段数码管是一种常用的数字显示器，由七个LED（发光二极管）组成，可以显示0到9的数字以及一些字母和符号。
每个LED都有三个引脚，分别是公共阳极（COM）和七个阴极（A、B、C、D、E、F、G），共有八个引脚。
通过控制每个LED的亮灭状态，可以显示不同的数字和字符。
七段数码管的显示原理如下：1.公共阳极：在常规的七段数码管中，公共阳极是连接到正电源的。
当公共阳极接通电源时，将会照亮以低电平为"亮"和高电平为"灭"。
2.段选：每个LED被称为一个段，例如A、B、C等。
通过控制段选引脚的电平，可以使得一些特定的LED点亮或熄灭。
当段选引脚为高电平时，对应的LED点亮；当段选引脚为低电平时，对应的LED熄灭。
3.共阴极和共阳极：数码管有两种类型，一种是共阴极，一种是共阳极。
在共阴极的数码管中，阴极是连接到负电源的，当其中一个LED需要点亮时，将对应的段选引脚设为低电平，其他段选引脚设为高电平。
此时，对应的LED灯会呈现出低电平亮，其他LED灯则会呈现高电平熄灭的状态。
共阳极的数码管与之相反。
4.编码表：为了方便操作，每个数字和字符都有对应的编码表，指示了哪些LED需要点亮以显示特定的数字或字符。
例如，数字"0"的编码为(1,1,1,1,1,1,0)，表示A～F引脚要设为低电平，G引脚设为高电平。
5.多位显示：通常，七段数码管不只有一个，可以通过串联多个数码管来显示更多位的数字或字符。
例如，一个四位的数码管可以显示0到9999的数字。
6.数码管显示控制：为了实现多位显示，需要对每个数码管进行分时控制。
通过快速切换每个数码管的段选引脚电平，我们可以造成人眼的视觉暂留现象，即便是每个数码管只显示一部分时间，我们也会觉得它们同时显示。
7.通过控制位选引脚，我们可以选择要显示的位。
例如，对于一个四位的数码管，如果想要显示数字"1234"，我们可以分别将位选引脚依次设为低电平，然后根据编码表依次点亮对应的LED，以实现数字的显示。
七段数码管显示
七段数码管显示设计报告目录一、设计任务二、题目分析与整体构思三、硬件电路设计四、程序设计五、心得体会一．设计任务数码的显示方式一般有三种：第一种是字型重叠式；第二种是分段式；第三种是点阵式。
目前以分段式应用最为普遍，主要器件是七段发光二极管（LED）显示器。
它可分为两种，一是共阳极显示器（发光二极管的阳极都接在一个公共点上），另一是共阴极显示器（发光二极管的阳极都接在一个公共点上，使用时公共点接地）。
数码管动态扫描显示，是将所用数码管的相同段（a～g 和p）并联在一起，通过选位通信号分时控制各个数码管的公共端，循环依次点亮各个数码管。
当切换速度足够快时，由于人眼的“视觉暂留”现象，视觉效果将是数码管同时显示。
根据七段数码管的显示原理，设计一个带复位的七段数码管循环扫描程序，本程序需要着重实现两部分：1. 显示数据的设置：程序设定4 位数码管从左至右分别显示1、2、3、4；2. 动态扫描：实现动态扫描时序。
利用EXCD-1 开发板实现七段数码管的显示设计，使用EXCD-1 开发板的数码管为四位共阴极数码管，每一位的共阴极7 段数码管由7 个发光LED 组成，7 个发光LED 的阴极连接在一起，阳极分别连接至FPGA相应引脚。
四位数码管与FPGA 之间通过8 位拨码开关（JP1）进行连接。
二．题目分析与整体构思使用EXCD-1 开发板的数码管为四位共阴极数码管，每一位的共阴极7 段数码管由7个发光LED 组成，呈“”字状，7 个发光LED 的阴极连接在一起，阳极分别连接至FPGA 相应引脚。
SEG_SEL1、SEG_SEL2、SEG_SEL3 和SEG_SEL4 为四位7 段数码管的位选择端。
当其值为“1”时，相应的7 段数码管被选通。
当输入到7 段数码管SEG_A~ SEG_G 和SEG_DP 管脚的数据为高电平时，该管脚对应的段变亮，当输入到7 段数码管SEG_A~SEG_G 和SEG_DP 管脚的数据为低电平时，该管脚对应的段变灭。
7段数码管动态显示实验说明
#define printf
xil_printf /* Smalller foot-print printf */
const unsigned int
Display_Code[10]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};
const unsigned int Selected_Code[4]={0xEE,0xDD,0xBB,0x77};
}
xil_printf("Successfully ran 7segment leds Example\r\n"); return XST_SUCCESS; } //////////////////////////////////////////////////////////// //emerge 3 8bits bus into a 24bits bus ///////////////////////////////////////////////////////////// static int emerge_ledbus(int ledbus0,int ledbus1,int ledsel) { return ledbus0+(ledbus1<<8)+(ledsel<<16); }
/**************************** Type Definitions ******************************/
/***************** Macros (Inline Functions) Definitions *******************/
LED_BUS0 0X00 LED_BUS1 0X00 LED_SEL 0XFF
七段数码管显示实验
单片机实验报告实验九七段数码管显示实验一、实验目的1．学习七段数码管的工作原理；2．学习数码管与8051单片机的接口方法；3．掌握动态扫描显示技术。
二、实验原理如图4.9-1所示，LED数码管由7个发光二极管组成，此外，还有一个圆点型发光二极管（在图中以dp表示），用于显示小数点。
通过七段发光二极管亮暗共阴极接法共阳极接法图4.9-1的不同组合，可以显示多种数字、字母以及其它符号。
LED数码管中的发光二极管共有两种连接方法：1）共阴极接法：把发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极。
使用时公共阴极接地，这样阳极端输入高电平的段发光二极管就导通点亮，而输入低电平的则不点亮。
实验中使用的LED显示器为共阴极接法2）共阳极接法：把发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极。
使用时公共阳极接＋5V。
这样阴极端输入低电平的段发光二极管就导通点亮，而输入高电平的则不点亮。
为了显示数字或符号，要为LED显示器提供代码，因为这些代码是为显示字形的，因此称之为字形代码。
七段发光二极管，再加上一个小数点位，共计八段。
因此提供给LED显示器的字形代码正好一个字节。
若a、b、c、d、e、f、g、dp 8个显示段依次对应一个字节的低位到高位，即D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7，则用共阴极LED数码管显示十六进制数时所需的字形代码如表4.9-1所示。
表4.9-1 共阴极LED数码管字形代码字型 共阴极字形代码字型 共阴极字形代码字型 共阴极字形代码0 3FH 6 7DH C 39H 1 06H 7 07H d 5EH 2 5BH 8 7FH E 79H 3 4FH 9 6FH F 71H 4 66H A 77H 灭 00H 56DHb7CH*实际上试验中使用的是共阳极数码管，这里就不一一列出。
2、动态显示按图4.9-2（b ）连接线路，通过交替选中LED1和LED0循环显示两位十进制数。
七段数码管段码连接不变，位码驱动输入端S1、S0接8255A C 口的PC1、PC0，通过C 口的这两位交替输出1和0，以便交替选中LED1和LED0，从而实现两位十进制数的交替显示。
7段LED数码管显示原理
7段LED数码管显示原理
LED的发光原理，稍有电子技术基础的人士都很清楚，我们不想作过多的介绍，7段LED数码管，则在一定形状的绝缘材料上，利用单只LED组合排列成“8”字型的数码管，分别引出它们的电极，点亮相应的点划来显示出0-9的数字。
LED数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，了解LED的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。
右图是共阴和共阳极数码管的内部电路，它们的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。
将多只LED的阴极连在一起即为共阴式，而将多只LED的阳极连在一起即为共阳式。
以共阴式为例，如把阴极接地，在相应段的阳极接上正电源，该段即会发光。
当然，LED的电流通常较小，一般均需在回路中接上限流电阻。
假如我们将"b"和"c"段接上正电源，其它端接地或悬空，那么"b"和"c"段发光，此时，数码管显示将显示数字“1”。
而将"a"、"b"、"d"、"e"和"g"段都接上正电源，其它引脚悬空，此时数码管将显示“2”。
其它字符的显示原理类同，读者自行分析即可。
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任务一 采用基本逻辑指令编程的显示控制
用于分支回路的起点。 2)OUT指令是驱动线圈的输出指令，可以用于Y、M、C、T和S继 电器，但不能用于输入继电器。
3)并行的OUT指令可以使用多次，但不能串联使用。 4)OUT指令用于计数器、定时器和功能指令线圈时，必须设定合 适的常数，常数K的设定需用一个程序步。 (2)触点串联指令(AND、ANI) AND、ANI指令格式及表示方法见 表2-3,指令的使用方法如图2-6所示。 表2⁃3 AND、ANI指令
任务一 采用基本逻辑指令编程的显示控制
(1)逻辑“与”—触点串联 两个或多个触点与线圈串联的线路， 只有当所有触点都接通时线圈才得电，这种关系在逻辑线路中称 为“与”逻辑，如图2-1所示。
K＝A· B
图2-1
“与”电路
(2)逻辑“或”—触点并联 两个或多个触点并联再与线圈连接的 线路，只要有一个触点接通，线圈就得电，这种关系在逻辑线路 中称为“或”逻辑，如图2-2所示。 K＝A＋B
6.通电运行调试
按图2⁃17所示的系统接线图正确连接好数码管，进行系统的调 试，观察数码管能否按控制要求显示。若不能正常显示，检查电路 并修改调试程序，直至数码管能按控制要求显示为止。
图2-20
题3图
任务三 抢答器的PLC控制
任务目标
1.学习梯形图中的互锁环节。 2.学习梯形图中的“起-保-停”环节。 3.进一步掌握通用辅助继电器“M”的运用方法。 任务分析 设计一个有四个参赛组的抢答器。其控制要求为：任一组抢先 按下后，显示器能显示该组的编号并使蜂鸣器发出响声，同时锁住 抢答器，其他组抢答无效。抢答器设有复位开关，复位后可重新抢 答。
任务一 采用基本逻辑指令编程的显示控制
(3)触点并联指令(OR、ORI)
表2⁃4 OR、ORI指令
表2-4 OR、ORI指令
OR、ORI指令格式及表示方法见表2-4,
指令的使用方法如图2-7所示。
任务一 采用基本逻辑指令编程的显示控制
图2-7 OR、ORI指令的使用
任务一 采用基本逻辑指令编程的显示控制
项目二 LED七段数码管的 显示控制
【情景创设】
1.现场考查
观察七段数码管的外形结构，分析其控制过程。 2.人员分组 教师根据学生掌握电气及PLC基本技能的熟练程度，结合学生 自愿报名及器材准备情况，将全班同学按项目任务分成相应的3个大 组，并指派3名同学为项目主管。每个大组包含若干个学习小组。各 小组成员2～3名，小组长由项目主管确定。 3.项目实施 各小组参照各任务中的“操作指导”独立完成指定学习任务。 各任务所需时间约（含准备时间）为4h。
【环境设备】
表2-1 工具、设备清单
任务一 采用基本逻辑指令编程的显示控制
任务分析
设计一个用PLC基本逻辑指令来控制数码管循环显示数字0、1、 2、…、9的控制系统。其控制要求如下： (1)启动控制 按下启动按钮时，程序运行后显示0，延时T；显示1， 延时T；…;显示9，延时T；再显示0…如此循环。 (2)停止控制 按下停止按钮时，程序停止运行。 (3)保护措施 系统具有必要的短路保护。
任务二 采用功能指令编程的数码管显示控制
2.七段译码SEGD指令的应用
SEGD指令助记符、功能、操作数、程序步见表2⁃6。
表2-6 SEGD指令表示方式
图2-15
功能指令编程示例
任务二 采用功能指令编程的数码管显示控制
图2-16
七段译码码表
任务二 采用功能指令编程的数码管显示控制
1.绘制系统接线图 根据控制系统要求，绘制其系统接线图如图2⁃17所示。
的一段竖直连线。
3)ANB指令是将并联电路块与前面的电路串联，相当于两个电路之 间的串联连线。 4)ORB、ANB指令可以多次重复使用，但是在连续使用时，不要超 过8次。
任务一 采用基本逻辑指令编程的显示控制
操作指导
1.绘制系统接线图 根据控制系统要求，绘制其系 统接线图如图2⁃9所示。
I/O分配表
任务一 采用基本逻辑指令编程的显示控制
1.基本数字逻辑关系 逻辑变量及其函数只有“1”、“0”两种取值，用来表示两 种不同的逻辑状态。继电—接触器控制电路的元件都是两态元件，
它们只有“通”和“断”两种状态，如开关的接通或断开。线圈 的通电或断电，触点的闭合或断开等均可用逻辑值表示。因此， 继电器—接触器控制线路的基本规律是符合逻辑代数的运算规律 的，是可以用逻辑代数来帮助设计和分析的。通常把继电器、接 触器、电磁阀等线圈通电，触点闭合接通，按钮和行程开关受压 处于受励状态定为“1”态，用逻辑“1”表示。把线圈失电，触 点断开，按钮和行程开关未受压定为“0”态，用逻辑“0”表示。
(1)LD、LDI、OUT指令 LD、LDI、OUT指令名称、格式及表示方 法见表2-2,指令的使用方法如图2-5所示。
表2-2 LD、LDI、OUT指令
任务一 采用基本逻辑指令编程的显示控制
图2-5
LD、LDI、OUT指令的使用
1)LD与LDI指令用于与起始母线相接的触点，可以用于X、Y、M、 C、T和S继电器，也可与ANB、ORB指令配合，
任务一 采用基本逻辑指令编程的显示控制
PLC仿真 演示
任务二 采用功能指令编程的数码管显示控制
1.功能指令
(1)功能指令表达形式 指令名称 源操作数 目标操作数 数据个数
图2-12
功能指令
任务二 采用功能指令编程的数码管显示控制
(2)可处理数据长度 功能指令可处理16位数据，也可处理32位数 据。
任务二 采用功能指令编程的数码管显示控制
图2-19
数码管点亮的PLC控制梯形程序及指令表
此程序有误
任务二 采用功能指令编程的数码管显示控制
图2-19 数码管点亮的PLC控制梯形程序及指令表
任务二 采用功能指令编程的数码管显示控制
5.程序下载 在断电状态下，用SC-9电缆连接计算机与FX2N-48MR-001型P LC。经自检，确认电路正确且无安全隐患后，在教师监护下，合上 电源开关QF，通过软件向PLC下载控制程序。
任务一 采用基本逻辑指令编程的显示控制
(3)逻辑“非”—触点状态转换 线圈未通电时，其常开触点断开 为“0”态，而常闭触点闭合为“1”态。
图2-2 “或”电路
图2-3
“非”电路
任务一 采用基本逻辑指令编程的显示控制
2.梯形图编制法则
(1)线圈右边无触点 在梯形图中，每一逻辑行从左到右排列，以触 点与左母线连接开始，以线圈、功能指令与右母线(可允许省略右母 线)连接结束。 (2)触点可串可并无限制 触点可以用于串行电路，也可用于并行电 路，且使用次数不受限制。 (3)线圈不能重复使用 在同一个梯形图中，如果同一元件的线圈使
任务一 采用基本逻辑指令编程的显示控制
图2-10-1
控制程序梯形图
任务一 采用基本逻辑指令编程的显示控制
5.程序下载 在断电状态下，用SC-9电缆连接计算机与FX2N-48MR-001型PLC。 经自检，确认电路正确且无安全隐患后，在教师监护下，合上电
源开关QF，通过软件向PLC下载控制程序。 6.通电运行调试 按图2-9所示的系统接线图正确连接好数码管，进行系统的调试， 观察数码管，进行系统的调试，观察数码管能否按控制要求显示 （即按下起动按钮SB1，数码管依次循环显示数字0、1、2、…、9、 0、1…），否则，检查电路并修改调试程序，直至数码管能按控 制要求显示为止。
(2)配线安装 根据配线原则及工艺要求，对照接线图进行配线安 装。 3.自检 检查布线,对照原理图检查是否掉线、错线，是否漏编、错编， 接线是否牢固等。 4.控制程序编制 使用GX Developer V8编程软件在计算机上编辑梯形图程序。
任务一 采用基本逻辑指令编程的显示控制
1
图2-10
数字与各输出点的对应关系
【情景创设】
4.集中交流
3个任务主管各指定一个任务完成较好的小组，由该组组长陈述 任务完成经过，分享学习成果。 5.教师点评 教师对交流中存在的普遍性问题集中点评，对个别问题进行小 组点评。根据任务完成情况及教学时数安排，布置新的学习任务。 建议各小组至少完成本项目中的两个学习任务。
6.考核评价
项目主管组织所辖各小组进行互评，并填写质量评价表交给教 师。教师根据各成员完成任务的质量、态度，综合评定各小组成员 的成绩，评选本次任务的优秀小组，并对本任务项目主管进行综合 评价。
用两次或多次，这时前面的输出线圈对外输出无效，只有最后一次
的输出线圈有效，所以，程序中一般不要出现双线圈输出。 (4)触点水平不垂直 触点应画在水平线上，不能画在垂直线上。 (5)触点多上并左
任务一 采用基本逻辑指令编程的显示控制
图2-4
正确的梯形图
任务一 采用基本逻辑指令编程的显示控制
3.基本逻辑指令及其应用
I/O分配表
输入 端口 X0 X1 器件 SB1 SB2 备注 启动 停止 端口 Y0 Y1 Y2 输出 器件 a段 b段 c段 备注
7段数 码管
同上 同上
Y3 Y4 Y5
Y6
d段 e段 f段
g段
同上 同上 同上
同上
图2-17
系统接线图
任务二 采用功能指令编程的数码管显示控制
2.安装电路 (1)检查元器件 根据表2-1配齐元器件，检查元器件的规格是否符 合要求，检测元器件的质量是否完好。
1)OR是常开触点并联连接指令，ORI是常闭触点并联连接指令，这 两条指令后面必须有被操作的元件名称及元件号，都可以用于X、Y、 M、C、T和S继电器。 2)OR、ORI是用于将单个触点与上面的触点并联连接的指令。 3)OR和ORI指令引起的并联是从OR和ORI一直并联到前面最近的母 线上，并联的数量不受限制。
(4)电路块连接指令(ORB、ANB) ORB、ANB指令格式及表示方法