51单片机之动态数码管显示

一、硬件介绍

LED数码管是一种由多个发光二极管（LED）封装在一起，形成“8”字型的显示器件。它广泛用于仪表、时钟、车站、家电等场合，用于显示数字、字母或符号。

通过控制点亮a b c d e f g dp来显示数字，本实验开发板的数码管是两个四位一体的。

二、原理图

2.1 动态数码管

从电路图中看出，动态数码管的上端分别为LED1-8,通过控制LED1-8的电平来控制某一位的数码管显示，称之为：位选；

在数码管的下方是每个LED的8个位a,b,c,d,e,f,g,dp。通过电路与 74HC245相连，通过控制74HC245的输出来控制某一数码管显示的数字，即a-dp的哪些段，称之为：段选；

位选：控制LED1-8，用于确定8个数码管的某一位；（如第一个数码管亮）。

段选：控制a,b,c,d,e,f,g,dp，用于确定某一个数码管显示的数字；（如显示的数字为6）。

其中 74HC245芯片用来增加单片机引脚的驱动能力。

2.2 74HC138译码器

其输入端为P22-P24，输出端为LED1-LED8,为一种三通道输入、八通道输出译码器，通过P22-P24控制LED1-LED8,是一种低电平有效器件。即将3位二进制（P22-P24），译码成8种输出状态，并且一共有8个输出I/O，这8位输出的特点是：同时只有一位有效、低电平表示有效，表示选中，74HC138实现了用3根线选择8根线（8选1）的功能。

2.3 消影问题

动态数码管显示存在消影问题

导致消影问题的原因如下：

视觉暂留效应：人眼在观察景物时，光信号传入大脑神经，需经过一段短暂的时间后，光的感觉才会消失，这个短暂的时间称为视觉暂留时间。在数码管动态显示中，如果刷新速度不够快，前一个显示内容的残像会在视觉上残留一段时间，导致重影现象。
刷新速度限制：数码管的刷新速度受到硬件和软件控制的影响。硬件上，如驱动电路的速度、锁存器的响应时间等；软件上，如控制程序的执行效率、延时函数的设置等，都会影响数码管的刷新速度。
数据残留：在动态显示过程中，如果前一个显示内容的数据在P0口或其他控制端口上残留，而没有及时清除，那么在下一个显示周期中，这些残留数据可能会与新数据发生冲突，导致显示异常。

解决办法：在位选和段选之间进行清零处理，即P0=0x00。

三、实验

3.1 代码示例

#include <REGX52.H>
unsigned char NixieTable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//Êý×Ö0-9void Delay(unsigned int xms)	//@12.000MHz
{unsigned char data i, j;while(xms--){i = 2;j = 239;do{while (--j);} while (--i);}
}void Nixie(unsigned char Location, unsigned char Number)  //Á½¸ö²ÎÊý£¬Ò»¸öÊÇ¾ßÌåÄÄ¸öÊýÂë¹Ü£¬ÁíÒ»¸öÊÇÐèÒªÏÔÊ¾µÄÊý×Ö
{switch(Location){case 1:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=1;break;case 2:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=0;break;case 3:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=1;break;case 4:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=0;break;case 5:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=1;break;case 6:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=0;break;case 7:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=1;break;case 8:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=0;break;}P0=NixieTable[Number];Delay(1);P0=0x00; //清零
}
void main()
{while(1){Nixie(1,1);Nixie(2,2); Nixie(3,3);}
}