数码管的使用(STC8)

数码管

一、数码管

  • 原理图

1.1 数码管介绍

  • 共阴和共阳

    特性 共阴极 (Common Cathode) 共阳极 (Common Anode)
    公共端接法 所有 阴极(-)地 (GND) 所有 阳极(+)电源 (VCC)
    MCU控制端 控制 阳极(+) 控制 阴极(-)
    点亮条件 MCU输出 高电平 (HIGH) MCU输出 低电平 (LOW)
    电流方向 MCU -> 灯 -> 地 电源 -> 灯 -> MCU
    俗称 源电流 驱动 (Source Current) 灌电流 驱动 (Sink Current)
  • 软件仿真

1.2 移位寄存器

  • 74HC595工作原理视频:https://www.bilibili.com/video/BV1xZ4y1Z7RP

  • 74HC595 是一款 8 位 CMOS 移位寄存器(《74HC595N.PDF》的第2页)

  • 将数据转换为高低电平的一个工具

    • 通过逻辑操作来控制LED的状态,少量的引脚控制更多的状态
  • 控制流程

    • 移位:由低电平 变为高电平,表示记录一个位的电平
    • 锁存:由低电平 变为高电平,表示将记录的数据应用到电路中

1.3 数码管操作

1.3.1 数码管显示
  • 灵活显示
c 复制代码
#include    "GPIO.h"
#include	"Delay.h"

#define NIX_DI      P44     // 数据引脚
#define NIX_RCK     P43     // 锁存寄存器引脚
#define NIX_SCK     P42     // 移位寄存器引脚

void GPIO_config() { 
    GPIO_InitTypeDef info;
    info.Mode = GPIO_OUT_PP; // 推挽输出
    info.Pin = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4;   // 引脚
    GPIO_Inilize(GPIO_P4, &info);
}

void main() {
    char i; // 有-操作,不要用u8
	u8 num; // 内容
	u8 idx; // 位置
	
    GPIO_config(); // 函数调用
	
	num = 0xf8;	// 内容
	idx = 0xfb; // 位置
	// idx = 0xf0;

    // 内容
    for (i = 7; i >= 0; i--) {
        // 取出第i位,给数据引脚赋值
		NIX_DI = num >> i & 1;
		
        // 移位 0 - > 1
        NIX_SCK = 0;
        NOP2();
        NIX_SCK = 1;
        NOP2();
    }

    // 位置
    for (i = 7; i >= 0; i--) {
        // 取出第i位,给数据引脚赋值
		NIX_DI = idx >> i & 1;
		
        // 移位 0 - > 1
        NIX_SCK = 0;
        NOP2();
        NIX_SCK = 1;
        NOP2();
    }

    // 锁存 0 -> 1
    NIX_RCK = 0;
    NOP2();
    NIX_RCK = 1;
    NOP2();

    while (1){
        delay_ms(250);
    }
}
1.3.2 自定义码表
  • 码表显示
c 复制代码
// 索引对应表格参见
u8 code LED_TABLE[] = 
{
	// 0 	1	 2	-> 9	(索引012...9)
	0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,
	// 0.  1. 2. -> 9.	(索引10,11,12....19)
    0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10,
	// . -						(索引20,21)
	0x7F, 0xBF,
	// AbCdEFHJLPqU		(索引22,23,24....33)
	0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E,0x89,0xF1,0xC7,0x8C,0x98,0xC1
};

案例代码:

c 复制代码
#include    "GPIO.h"
#include	"Delay.h"

#define NIX_DI      P44     // 数据引脚
#define NIX_RCK     P43     // 锁存寄存器引脚
#define NIX_SCK     P42     // 移位寄存器引脚

void GPIO_config() { 
    GPIO_InitTypeDef info;
    info.Mode = GPIO_OUT_PP; // 推挽输出
    info.Pin = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4;   // 引脚
    GPIO_Inilize(GPIO_P4, &info);
}

// 下标为0~9,对应内容也是0~9
// 其它内容,需要查表
u8 code LED_TABLE[] = 
{
	// 0 	1	 2	-> 9	(索引012...9)
	0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,
	// 0.  1. 2. -> 9.	(索引10,11,12....19)
    0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10,
	// . -						(索引20,21)
	0x7F, 0xBF,
	// AbCdEFHJLPqU		(索引22,23,24....33)
	0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E,0x89,0xF1,0xC7,0x8C,0x98,0xC1
};

void main() {
    char i; // 有-操作,不要用u8
	u8 num; // 内容
	u8 idx; // 位置
	
    GPIO_config(); // 函数调用
	
    // 第7个数码管显示3
	num = LED_TABLE[3];	// 内容

    // 1 << (n - 1)  n 代表第n个数码管,只显示第n个数码管
	idx = 1 << (7 - 1); // 位置  

    // 内容
    for (i = 7; i >= 0; i--) {
        // 取出第i位,给数据引脚赋值
		NIX_DI = num >> i & 1;
		
        // 移位 0 - > 1
        NIX_SCK = 0;
        NOP2();
        NIX_SCK = 1;
        NOP2();
    }

    // 位置
    for (i = 7; i >= 0; i--) {
        // 取出第i位,给数据引脚赋值
		NIX_DI = idx >> i & 1;
		
        // 移位 0 - > 1
        NIX_SCK = 0;
        NOP2();
        NIX_SCK = 1;
        NOP2();
    }

    // 锁存 0 -> 1
    NIX_RCK = 0;
    NOP2();
    NIX_RCK = 1;
    NOP2();

    while (1){
        delay_ms(250);
    }
}

2.3.3 数码管驱动封装

Nixie.h代码:

c 复制代码
#ifndef __NIXIE_H__
#define __NIXIE_H__

#include "GPIO.h"

// 声明宏变量
#define NIX_DI		P44	// 数据输入
#define NIX_SCK		P42	// 移位寄存器
#define NIX_RCK		P43	// 锁存寄存器

// 初始化
void Nixie_init();

// num: 控制显示的什么内容
// idx: 控制显示哪几个显示
void Nixie_show(u8 num, u8 idx);

// num 对应的内容在数组的位置(索引),配合自定义码表
// 码表https://www.yuque.com/icheima/stc8h/kmz2mllvxs1uvdfy#lLhhp
// 除了0~9,刚好和下标一致,其它的内容,需要查表
// idx  显示在屏幕上的位置(1 -> 8),只有1个数码管显示
void Nixie_display(u8 num, u8 idx);

void Nixie_clear(); // 灯灭

#endif

Nixie.c代码:

c 复制代码
#include "Nixie.h"

static void GPIO_config() { 
    GPIO_InitTypeDef info;
    info.Mode = GPIO_OUT_PP; // 推挽输出
    info.Pin = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4;   // 引脚
    GPIO_Inilize(GPIO_P4, &info);
}

// 初始化
void Nixie_init() {
	GPIO_config(); // IO
	
	Nixie_clear(); // 灯灭
}

// num: 控制显示的什么内容
// idx: 控制显示哪几个显示
void Nixie_show(u8 num, u8 idx) {
	char i;  // char 类型
	// 内容
    for (i = 7; i >= 0; i--) {
        // 取出第i位,给数据引脚赋值
		NIX_DI = num >> i & 1;
		
        // 移位 0 - > 1
        NIX_SCK = 0;
        NOP2();
        NIX_SCK = 1;
        NOP2();
    }

    // 位置
    for (i = 7; i >= 0; i--) {
        // 取出第i位,给数据引脚赋值
		NIX_DI = idx >> i & 1;
		
        // 移位 0 - > 1
        NIX_SCK = 0;
        NOP2();
        NIX_SCK = 1;
        NOP2();
    }

    // 锁存 0 -> 1
    NIX_RCK = 0;
    NOP2();
    NIX_RCK = 1;
    NOP2();
}

// 索引对应表格参见:
// https://www.yuque.com/icheima/stc8h/kmz2mllvxs1uvdfy#lLhhp
// 下标为0~9,对应内容也是0~9
// 其它内容,需要查表
u8 code LED_TABLE[] = 
{
	// 0 	1	 2	-> 9	(索引012...9)
	0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,
	// 0.  1. 2. -> 9.	(索引10,11,12....19)
    0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10,
	// . -						(索引20,21)
	0x7F, 0xBF,
	// AbCdEFHJLPqU		(索引22,23,24....33)
	0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E,0x89,0xF1,0xC7,0x8C,0x98,0xC1
};

// num 对应的内容在数组的位置(索引),配合自定义码表
// 码表https://www.yuque.com/icheima/stc8h/kmz2mllvxs1uvdfy#lLhhp
// 除了0~9,刚好和下标一致,其它的内容,需要查表
// idx  显示在屏幕上的位置(1 -> 8),只有1个数码管显示
void Nixie_display(u8 num, u8 idx) {
	Nixie_show(LED_TABLE[num], 1 << (idx - 1));
}

void Nixie_clear() { // 灯灭
	Nixie_show(0xff, 0xff);
}

mian.c代码:

c 复制代码
#include	"Delay.h"
#include 	"Nixie.h"

void main() {
	Nixie_init(); // 初始化
	
	// ==========原始数据方式显示===========
	Nixie_show(0xf8, 0xfb);
	
	delay_ms(250);
	delay_ms(250);
	delay_ms(250);
	delay_ms(250);
	
	// ==========码表+位置方式显示===========
	Nixie_display(9, 3); // 第3个数码管显示9
	
	delay_ms(250);
	delay_ms(250);
	delay_ms(250);
	delay_ms(250);

	Nixie_clear(); // 灯灭

    while (1){
        delay_ms(250);
    }
}

实现每个数码管输出不同的数字

main.c代码:

c 复制代码
#include	"Delay.h"
#include 	"Nixie.h"

void main() {
	Nixie_init(); // 初始化
	
	// 2025-08
    while (1){
		Nixie_display(2, 1);
		NOP10();
		Nixie_display(0, 2);
		NOP10();
		Nixie_display(2, 3);
		NOP10();
		Nixie_display(5, 4);
		NOP10();
		Nixie_display(21, 5); //-
		NOP10();
		Nixie_display(0, 6);
		NOP10();
		Nixie_display(8, 7);
		NOP10();
		Nixie_clear(); // 灯灭
    }
}

void main01() {
	u8 i;
	Nixie_init(); // 初始化
	
//	// ==========数码管跑马灯===========
//	for (i = 1; i <= 8; i++) {
//		Nixie_display(i, i);
//		delay_ms(250);
//	}
//	
//	Nixie_clear(); // 灯灭

    while (1){
		// 因为运行太快了,欺骗了眼睛
        for (i = 1; i <= 8; i++) {
			Nixie_display(i, i);
			// delay_ms(1);
			NOP10();
		}
		
		Nixie_clear(); // 灯灭
    }
}