基于 STM32 七段数码管显示模块详解

一、七段数码管显示模块详解

🧩 1. 基本原理

七段数码管(7-Segment Display)由 7 个 LED (标记为 a~g)组成,用来显示 十进制数字 0~9(有的加上小数点 dp,就是8段)。每个数字的显示是通过控制某些段亮/灭来实现的。

数码管的控制方式有两种:

  • 共阳极:所有段的正极连接在一起,接高电平(VCC),通过对段的负极接低电平(GND)来点亮;

  • 共阴极:所有段的负极连接在一起,接地,通过段的正极给高电平来点亮。

本程序是以共阴极数码管为例设计的,即:

段码位为 1(高电平)时灯灭,0(低电平)时灯亮。

🧠 2. 段码表解析

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uint8_t LedShowData[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90};// 对应数字:    0    1    2    3    4    5    6    7    8    9

每个值代表一个数字所需显示的段的组合,按如下方式排列:

说明
D0 a 最上方横
D1 b 右上
D2 c 右下
D3 d 最下方横
D4 e 左下
D5 f 左上
D6 g 中间横
D7 dp 小数点(不使用)

这些段的状态组成一个字节,即 8 位数据,比如:

  • 数字 0:亮 a, b, c, d, e, f → 0xC0(二进制 1100 0000)

  • 数字 1:亮 b, c → 0xF9(二进制 1111 1001)


🔧 3. 相关函数解释


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uint8_t LedShowData[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90};//0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
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uint16_t GPIO_PIN_x[] = {GPIO_Pin_0,GPIO_Pin_1,GPIO_Pin_2,GPIO_Pin_3,GPIO_Pin_4,GPIO_Pin_5,GPIO_Pin_6,GPIO_Pin_7};
void LEDSEG_Init(void);

该函数初始化 GPIOA 的 0~7 引脚为推挽输出,用来控制数码管的每一段。

代码分析:

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

  • 打开 GPIOA 的时钟​​​​​​​

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | ... | GPIO_Pin_7;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

  • 设置 GPIOA 0~7 为 推挽输出,速度为 50MHz。

    GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0 ~ GPIO_Pin_7);

  • 所有段位输出高电平(共阴极时,LED 熄灭)。


void Digital_Display(uint8_t val);

这个函数用于在数码管上显示一个数字(0~9)

传参:

  • val:你想显示的数字(0~9)

代码解析:

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uint16_t display_val = LedShowData[val];
  • 从段码表中查出要显示数字的段码值。​​​​​​​

    for(i = 0;i < 8;i++){ GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_PIN_x[i],display_val>>i & 0x01);}

  • 遍历8位段码(从最低位到最高位),把每一位的0或1写到对应的 GPIOA 引脚上。

  • display_val >> i & 0x01:提取第 i 位。

示例展示​​​​​​​

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例如 val = 2:查表得到 display_val = 0xA4 = 0b10100100会将 D0~D7 分别设置为对应的位。

💡 小贴士

  • 若你要动态显示多个位的数码管,需要通过位选+段选组合来进行快速扫描(即动态显示法)。

  • 若你是单个数码管,此代码已足够完成显示功能。


🧪 示意图(逻辑上)

GPIOA 引脚 01234567
段位对应: a b c d e f g d

Digital_Display(3); // GPIOA 写入 0xB0 => 段 a b c d g 亮


✅ 总结

函数名 作用
LEDSEG_Init() 初始化数码管用的 GPIO(A0~A7)
Digital_Display(val) 显示指定数字(0~9)