在許多嵌入式系統(tǒng)中提供某些形式的顯示設(shè)備用來向用戶傳遞信息。顯示器可以有一個(gè)簡(jiǎn)單的指示燈到一個(gè)顯示復(fù)雜圖形的液晶顯示器。例如：我們常用的顯示器件有：LED燈、數(shù)碼管、點(diǎn)陣屏、LCD屏等。
在此我們來分析一下如何使用7段LED數(shù)碼管。
1、LED顯示器。
發(fā)光二極管，或者稱為L(zhǎng)ED，是一個(gè)報(bào)道體設(shè)備。當(dāng)電流如圖1-1所示通過它的時(shí)候，可以產(chǎn)生可見的光。LED發(fā)光的亮度與通過LED的電流強(qiáng)度成正比。常見的LED燈可以產(chǎn)生紅光、黃光、綠光、藍(lán)光。而紅色是我們常見的LED燈。
圖1-1
2、數(shù)碼管
數(shù)碼管是多個(gè)LED燈組成的一個(gè)顯示器件。如圖1-2所示。從圖中我們可以看出，一個(gè)數(shù)碼管是由A、B、C、D、E、F、G、DP 8個(gè)LED燈組成的。其中A-G用來顯示數(shù)據(jù)，DP用來表示小數(shù)點(diǎn)，通常我們稱這樣的數(shù)碼管為7段式數(shù)碼管。圖1-3表明了這樣的數(shù)碼管與微控制器的連接方式。從圖中我們可以看出控制一個(gè)數(shù)碼管需要8個(gè)GPIO端口。那么，我們?cè)囅胍幌�，如果系統(tǒng)中有多個(gè)數(shù)碼管，那將會(huì)非常浪費(fèi)我們的GPIO端口。那有沒有一個(gè)節(jié)省端口的方法來擴(kuò)展LED燈呢。圖1-4描述了這種方法。
 
圖1-2 圖1-3
圖1-4
圖1-4使用16個(gè)端口擴(kuò)展了8個(gè)數(shù)碼管。我們來看一下怎么使用這8個(gè)數(shù)碼管。從上面的描述我們知道，如果要點(diǎn)亮一個(gè)LED燈，只需要在數(shù)碼管的A引腳和12引腳之間加一個(gè)電壓就行了，但是那個(gè)端口接電源的正極呢？如果A端口需要接電源的正極，那么這個(gè)數(shù)碼管就被稱為共陽(yáng)極數(shù)碼管，反之，則稱為共陰極數(shù)碼管。圖中描述的是共陽(yáng)極數(shù)碼管。
3、數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)掃描程序。
接下來我們來看一下怎么使用這個(gè)8個(gè)數(shù)碼管。在這里我們使用動(dòng)態(tài)掃描的方法。動(dòng)態(tài)掃描即第一個(gè)數(shù)碼管顯示一段時(shí)間后第二數(shù)碼管顯示，第二個(gè)數(shù)碼管顯示一段時(shí)間后第三個(gè)數(shù)碼管顯示……依次顯示。如果這個(gè)掃描的速度足夠快的話，我們?nèi)庋劬透杏X不到是在一個(gè)一個(gè)顯示，而是整體一塊顯示的。那么這個(gè)掃描速度多少合適呢？一般我們的整體掃描時(shí)間要不大于20ms。我們這里有8個(gè)數(shù)碼管，那么我們1個(gè)數(shù)碼管的掃描時(shí)間設(shè)定為2.5ms。
本章我們以顯示0-7這8個(gè)數(shù)字來使用數(shù)碼管。
軟件編寫：
#include "includes.h"
void main(void)
{
INT8U i;
DispInit();
Timer0Init();
for(i=0;i<DISP_N_DIG;i++)
{
DispHex(i,i);
DispPoint(i);
}
while(1)
{
;
}
}
以上是main文件的內(nèi)容，DispInit()這個(gè)函數(shù)初始化了數(shù)碼管所使用的IO端口，并且關(guān)閉所有的數(shù)碼管顯示。Timer0Init()這個(gè)函數(shù)初始化了定時(shí)器，設(shè)置定時(shí)時(shí)間為2.5ms。我們這里使用定時(shí)器來定時(shí)掃描數(shù)碼管。DispHex(i,i)這個(gè)函數(shù)設(shè)置了再哪個(gè)數(shù)碼管上顯示什么數(shù)，此函數(shù)能夠顯示十六進(jìn)制的0-F。DispPoint(i)這個(gè)函數(shù)實(shí)現(xiàn)了顯示點(diǎn)，參數(shù)為哪個(gè)數(shù)碼管的點(diǎn)。
DISP_N_DIG表明了系統(tǒng)中數(shù)碼管的數(shù)量，這是一個(gè)宏定義，需要用戶自己修改。
更多詳情咨詢：曹老師 QQ：2859780203
李工：TEL：18948782707
#include "includes.h"
/*
*********************************************************************************************************
* LOCAL VARIABLES
*********************************************************************************************************/
static INT8U DispDigMsk; /* Bit mask used to point to next digit to display */
static INT8U DispSegTbl[DISP_N_DIG]; /* Segment pattern table for each digit to display*/
static INT8U DispSegTblIx; /* Index into DispSegTbl[] for next digit to display */
/*
*********************************************************************************************************
* HEXADECIMAL to SEVEN-SEGMENT conversion table
* a
* ------
* f | | b
* | g |
* Note: The segments are mapped as follows: ------
* e | | c
* a b c d e f g h | d |
* -- -- -- -- -- -- -- -- ------ .h
* B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7
*********************************************************************************************************
*/
INT8U code DispHexToSegTbl[] = { /* HEXADECIMAL to SEVEN-SEGMENT conversion*/
0xC0, /* '0' */
0xF9, /* '1' */
0xA4, /* '2' */
0xB0, /* '3' */
0x99, /* '4' */
0x92, /* '5' */
0x82, /* '6' */
0xF8, /* '7' */
0x80, /* '8' */
0x90, /* '9' */
0x88, /* 'A' */
0x83, /* 'B', Actually displayed as 'b' */
0xC6, /* 'C' */
0xA1, /* 'D', Actually displayed as 'd' */
0x86, /* 'E' */
0x8E /* 'F' */
};
void DispClrScr (void);
void DispInit (void);
void DispStatClr (INT8U dig, INT8U numbit);
void DispStatSet (INT8U dig, INT8U numbit);
void DispOutDig (INT8U msk);
void DispOutSeg (INT8U seg);
void DispInitPort (void);
void DispHex(INT8U dig,INT8U number);
void DispPoint(INT8U dig);
/*$PAGE*/
/*
*********************************************************************************************************
* CLEAR THE DISPLAY
*
* Description: This function is called to clear the display.
* Arguments : none
* Returns : none
*********************************************************************************************************
*/
void DispClrScr (void)
{
INT8U i;
for (i = 0;i < DISP_N_DIG;i++)
{
/* Clear the screen by turning OFF all segments */
DispSegTbl = DISP_CRUSH_SEG;
}
}
/*$PAGE*/
/*
*********************************************************************************************************
* DISPLAY DRIVER INITIALIZATION
*
* Description : This function initializes the display driver.
* Arguments : None.
* Returns : None.
*********************************************************************************************************
*/
void DispInit (void)
{
DispInitPort(); /* Initialize I/O ports used in display driver*/
DispDigMsk = (1<<(DISP_N_DIG-1));
DispSegTblIx = 0;
DispClrScr(); /* Clear the Display*/
}
/*$PAGE*/
/*
*********************************************************************************************************
* DISPLAY NEXT SEVEN-SEGMENT DIGIT
*
* Description: This function is called by DispMuxISR() to output the segments and select the next digit
* to be multiplexed. DispMuxHandler() is called by DispMuxISR() defined in LED_IA.ASM
* Arguments : none
* Returns : none
* Notes : - You MUST supply the code to clear the interrupt source. Note that with some
* microprocessors (i.e. Motorola's MC68HC11), you must clear the interrupt source before
* enabling interrupts.
*********************************************************************************************************
*/
void DispMuxHandler (void)
{
DispOutSeg(DISP_CRUSH_SEG); /*TurnOFFsegmentswhilechanging digits*/
DispOutDig(DispDigMsk); /* Select next digit to display */
DispOutSeg(DispSegTbl[DispSegTblIx]); /* Output digit's seven-segment pattern */
if (DispSegTblIx == (DISP_N_DIG - 1)) { /* Adjust index tonextseven-segmentpattern*/
DispSegTblIx = 0; /* Index into first segments pattern*/
DispDigMsk = (~(1<<(DISP_N_DIG-1)));/*0x80willselectthefirst seven-segment digit */
}
else
{
DispSegTblIx++;
DispDigMsk = ~DispDigMsk;
DispDigMsk >>= 1; /* Select next digit */
DispDigMsk = ~DispDigMsk;
}
}
/*$PAGE*/
/*
*********************************************************************************************************
* CLEAR STATUS SEGMENT
*
* Description: This function is called to turn OFF a single segment on the display.
* Arguments : dig is the position of the digit where the segment appears (0..DISP_N_DIG-1)
* bit is the segment bit to turn OFF (0..7)
* Returns : none
*********************************************************************************************************
*/
void DispStatClr (INT8U dig, INT8U numbit)
{
DispSegTbl[dig] &= ~(1 << numbit);
}
/*
*********************************************************************************************************
* SET STATUS SEGMENT
*
* Description: This function is called to turn ON a single segment on the display.
* Arguments : dig is the position of the digit where the segment appears (0..DISP_N_DIG-1)
* bit is the segment bit to turn ON (0..7)
* Returns : none
*********************************************************************************************************
*/
void DispStatSet (INT8U dig, INT8U numbit)
{
DispSegTbl[dig] |= 1 << numbit;
}
/*$PAGE*/
/*
*********************************************************************************************************
* DISPLAY HEX NUMBER ON SEVEN-SEGMENT DISPLAY
*
* Description: This function is called to display hex number on the seven-segment display.
* Arguments : dig is the position of the first digit where the string will appear:
* 0 for the first seven-segment digit.
* 1 for the second seven-segment digit.
* . . . . . . .
* . . . . . . .
* DISP_N_SS - 1 is the last seven-segment digit.
* number is the number to display
* Returns : none
* Notes : - Not all ASCII characters can be displayed on a seven-segment display. Consult the
* ASCII to seven-segment conversion table DispASCIItoSegTbl[].
*********************************************************************************************************
*/
void DispHex(INT8U dig,INT8U number)
{
DispSegTbl[dig] = DispHexToSegTbl[number];
}
void DispPoint(INT8U dig)
{
DispStatClr(dig,7);
}
/*$PAGE*/
/*
*********************************************************************************************************
* I/O PORTS INITIALIZATION
*
* Description: This is called by DispInit() to initialize the output ports used in the LED multiplexing.
* Arguments : none
* Returns : none
* Notes : 74HC573 8 bit latches are used for both the segments and digits outputs.
*********************************************************************************************************
*/
void DispInitPort (void)
{
outp(DISP_PORT_SEG, DISP_CRUSH_SEG); /* Turn OFF segments*/
outp(DISP_PORT_DIG, DISP_CRUSH_DIG); /* Turn OFF digits*/
}
/*
*********************************************************************************************************
* DIGIT output
*
* Description: This function outputs the digit selector.
* Arguments : msk is the mask used to select the current digit.
* Returns : none
*********************************************************************************************************
*/
void DispOutDig (INT8U msk)
{
outp(DISP_PORT_DIG, msk);
}
/*
*********************************************************************************************************
* SEGMENTS output
*
* Description: This function outputs seven-segment patterns.
* Arguments : seg is the seven-segment pattern to output
* Returns : none
*********************************************************************************************************
*/
void DispOutSeg (INT8U seg)
{
outp(DISP_PORT_SEG, seg);
}
以上是smg.c文件中的內(nèi)容。主要實(shí)現(xiàn)了數(shù)碼管的顯示，操作。
#include "includes.h"
//Init timer0 2.5ms
void Timer0Init(void)
{
TMOD |= 0x01;
TH0 = 0xec;
TL0 = 0x77;
TR0 = 1;
TF0 = 0;
EA = 1;
ET0 = 1;
}
void timer0() interrupt 1
{
EA = 0;
TH0=0xec;
TL0=0x77;
DispMuxHandler();
EA = 1;
}
以上是timer.c文件中的程序。系統(tǒng)使用定時(shí)器0定時(shí)2.5ms。當(dāng)中斷到達(dá)時(shí)中斷服務(wù)函數(shù)調(diào)用DispMuxHandler()。在這個(gè)函數(shù)中把數(shù)碼管現(xiàn)存中的內(nèi)容全部顯示到數(shù)碼管上。這個(gè)函數(shù)首先關(guān)閉所有的數(shù)碼管，然后選擇要顯示的數(shù)碼管，把要顯示的數(shù)據(jù)顯示到對(duì)應(yīng)的IO口上。我們應(yīng)用程序只需要改變現(xiàn)存中的內(nèi)容就可以把數(shù)據(jù)顯示到數(shù)碼管上。
更多詳情咨詢：曹老師 QQ：2859780203
李工：TEL：18948782707
| 函數(shù)名稱 | 函數(shù)作用 | 使用者 | | DispClrScr | 清屏數(shù)碼管 | 用戶 | | DispInit | 數(shù)碼管顯示的初始話 | 用戶，上電后必須調(diào)用1次 | | DispMuxHandler | 把數(shù)碼管顯存中的數(shù)據(jù)顯示到數(shù)碼管上 | 定時(shí)器中斷服務(wù)函數(shù)（用戶不能調(diào)用） | | DispStatClr | 關(guān)閉某一個(gè)數(shù)碼管的顯示 | DispMuxHandler | | DispStatSet | 開啟某一個(gè)數(shù)碼管的顯示 | DispMuxHandler | | DispHex | 在某個(gè)數(shù)碼管上顯示十六進(jìn)制數(shù)據(jù) | 用戶 | | DispPoint | 在某個(gè)數(shù)碼管上顯示點(diǎn) | 用戶 | | DispInitPort | 初始化數(shù)碼管占用的端口 | DispInit | | DispOutDig | 選中某一位數(shù)碼管 | 定時(shí)器中斷服務(wù)函數(shù)（用戶不能調(diào)用） | | DispOutSeg | 選中某一段數(shù)碼管 | 定時(shí)器中斷服務(wù)函數(shù)（用戶不能調(diào)用） |
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