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本文是根据哔哩哔哩网站上“江协科技51单片机”视频的学习笔记#xff0c;在这里会记录下江协科技51单片机开发板的配套视频教程所作的实验和学习笔记内容。本文大量引用了江协科技51单片机教学视频和链接中的内容。
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51单片机入门教程-2…前言
本文是根据哔哩哔哩网站上“江协科技51单片机”视频的学习笔记在这里会记录下江协科技51单片机开发板的配套视频教程所作的实验和学习笔记内容。本文大量引用了江协科技51单片机教学视频和链接中的内容。
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【51单片机实验笔记】LED篇三 数码管的基本控制_51单片机数码管-CSDN博客
https://zhuanlan.zhihu.com/p/657909281 正文
0. 概述
在淘宝上购买了江协科技51单片机开发板套件普中科技STC51单片机A2型号就上在上一篇博文里说的自己计划学习下江协科技51单片机开发教程通过STC51单片机这种MCU这种贴近于裸机的开发来增加对于系统硬件层面知识的了解和掌握。 1. LED数码管的显示原理
LED数码管的简介数码管是一种简单廉价的显示器是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件。 LED数码管的显示原理
共阴极LED数码管共阳极LED数码管 在如下截图里共阴极/共阳极LED数码管的3和8号引脚都是地实际上是接在一起的。数码管的A,B,C,D,E,F,G,DP的和外部引脚是就近连接。 1位LED数码管的有8个外部引脚 4位LED数码管的有12个外部引脚8为引脚控制LED数码管显示的字符4个引脚作为选择引脚控制哪个数码管显示。 2. 共阴极数码管驱动需要缓冲器驱动器
按LED的连接方式可以分为共阴极数码管和共阳极数码管。
共阴极将LED的阴极连在一起称为公共阴极COM共阳极将LED的阳极连在一起称为公共阳极COM
共阴极需要单片机 IO 给高电平对应的段LED才能点亮而单片机的 IO 引脚电流输出能力不足往往需要借助驱动芯片如74HC245芯片才可以点亮数码管。而共阳极只需要单片机 IO 给低电平单片机的灌电流大于拉电流故共阳极数码管应用更加广泛。
注由于每段都是由LED组成故实际电路中应该串联限流电阻一般接一个8P排阻。 段选和位选
在数码管中有段选和位选两个概念现阐释如下
段选针对单个数码管而言。选择要点亮数码管中 a、b、c、d、e、f、g、dp 哪些段。一般通过给 IO 引脚赋值实现。位选针对多位数码管而言。选择点亮哪个数码管。即控制COM端的高低电平。
仔细观察数码管的段选顺序按 a、b、c、d、e、f、g、h 逆时针排列依次对应字节的低位至高位。因此我们可以给出共阴极数码管的字形码编码表。(有些字母不易表示缺省) 字形码dp g f e d c b a十六进制0 0011 1111 0x3f10000 01100x0620101 10110x5b30100 11110x4f40110 01100x6650110 11010x6d60111 11010x7d70000 01110x0780111 11110x7f90110 11110x6fA0111 01110x77b0111 11000x7cc0101 10000x58d0101 11100x5eE0111 10010x79F0111 00010x71G--H0111 01100x76I0011 00000x30J0000 11100x0eK--L0011 10000x38M--n0101 01000x54o0101 11000x5cp0111 00110x73q0110 01110x67r0101 00000x50s0110 11010x6dt--U0011 11100x3ev0001 11000x1cw--x--y0110 11100x6ez--
如果是共阳极其编码表刚好是共阴极的按位取反~。
其实可以看出数码管对显示字母并不友好一般用于显示数字在电梯楼层显示计算器显示应用广泛。
从上述一系列分析中我们得到数码管相当于LED的堆叠它对 IO 口资源的消耗是巨大的。如果要同时显示多个数字除了采用芯片如38译码器来节约 IO 口还可以采用不同的显示方式实现。数码管有两种驱动显示方式静态显示和动态显示。
静态显示即每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动。优点是编程简单显示亮度高缺点是占用I/O端口过多这显然是致命的。动态显示利用人眼暂留效应分时轮流控制 COM端位选每个数码管的点亮时间为1ms~2ms因为频率很快仿佛所有数码管都是同时点亮的这即是动态的含义。优点的节省大量IO口功耗低缺点是亮度不及静态显示方式但可以通过降低限流电阻的阻值来提高亮度。
3. 驱动芯片
我们需要清楚一点单片机适合用于控制它可以输入输出电平但电流是很小的。或许单片机驱动单独一个LED是足够的但当LED数量多起来时它便无能为力了更别提驱动大功率的灯泡或是电机了。
这些功率比较大的外设往往需要外接电源通过驱动芯片来提供电流和能量单片机提供信号指令。 使用138译码器和74HC245驱动器 74HC245驱动器缓冲器74HC138译码器 3.1 74HC138译码器 使用74HC138译码器节省了单片机的IO口使用单片机的3个IO口可以控制8个输出。 74HC138译码器有A,B,C三个输入Y0~Y78个输出还有G1, G2A, G2B 三个控制引脚当控制端如下电平配置G11,G2A0,G2B0时74HC138译码器使能输出。
G11G2A0G2B0 74HC138译码器芯片上 Y0, Y1, Y2, Y3, Y4, Y5, Y6, Y7, 引脚字符上面的横线表示低电平有效。 也就是说当 138译码器选中某个输出位的时候该引脚输出低电平其它剩下的引脚输出高电平。 3.2 74HC245驱动器
因为单片机的高电平驱动能力弱通过的电流能力弱单片机的低电平驱动能力强通过的电流能力强。 主要用于提升单片机 IO 口的驱动电流。一般 IO 口的输出电流为20mA这个电流大小仅仅点亮一颗LED是没有问题的但对于驱动数码管、点阵等多负载模块就力不从心了。 74HC245芯片可以将输出电流提升至70-80mA左右具有8路输入和8路输出可输出低电平高电平高阻态三态。 其中DIR引脚用于控制输入输出方向高电平A B、低电平B A。OE为使能引脚低电平输出有效。 3.3 课程使用普中51开发板电路原理图分析
课程使用普中51开发板电路原理图分析从电路原理图看到 LE 接74HC245 的 DIR 方向控制引脚DIR1 时74HC245双向缓冲器输出方向为从ABDIR0时输出方向为从BA。在电路原理图中 LE 接 J21 跳帽引脚通过跳帽把LE接到VCC 则 DIR1, 74HC245的输出方向为从AB这也是我们本次实验开发板需要的配置。 4. 程序编写数码管显示
根据可能使用的普中科技STC51单片机A2开发板的电路原理图可以看到 P2_2,P2_3,P2_4 接到74HC138译码器的 A, B, C 三个输入引脚通过P2_2,P2_3,P2_4 输出值可以控制选中8个数码管的那一个管显示。 P2_2 1,P2_3 0, P2_4 1 A,B,C 1012进制 0x5 (16进制 74HC138译码器的A,B,C输入0x5则译码器的 Y5 输出引脚输出低电平其它引脚输出高电平。因为此开发板使用的是共阴极数码管当数码管位选信号为低电平时数码管亮。 P0口输出控制数码管的显示段码值。 #include REGX52.H
#include INTRINS.Hvoid main()
{//ABC0b1010x5选中Y5连接LED6从左往右数第3个数码管P2_2 1;P2_3 0;P2_4 1;//数码管段码P0 0x3f;while(1){}
}
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