基于51单片机实现4位数码管动态显示

已于 2023-02-17 13:03:44 修改
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分类专栏： 单片机入门 文章标签： 51单片机
于 2023-02-16 21:27:41 首次发布
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单片机入门学习记录（一）

硬件配置：

  1. 主控：STC89C52单片机

  1. 显示器件：四位一体数码管

  1. 操作器件：点动式独立按键SB1、SB2、SB3、SB4

  1. *选配器件：蜂鸣器

功能要求：

1）开机自检：四位数码管应同时按顺序点亮a、b、c……h各笔画，切换频率2Hz。（*蜂鸣器在数码管扫描显示的同时按4Hz的频率发出短音。）

2）按SB1一次，数码管右移滚动显示“d-210115”，再次按下SB1，数码管右移显示“0123456789”（*按键按下有效时，蜂鸣器发短音“嘀”），利用SB1按键，可以实现两种不同效果的切换显示。

3）按SB2关闭显示。（*按键按下有效时，蜂鸣器发短音“嘀”）

4）利用SB3和SB4实现60秒计时器，具有“启动计时”、“暂停”、“继续计时”、复位显示“00”等功能。（*按键按下有效时，蜂鸣器发短音“嘀”）

主函数通过循环查询按钮当前状态实现sb值的更改，实现4种工作方式切换。

本程序使用两个定时器实现功能一二和功能三的切换，在功能切换时要关闭另一个定时器，以防程序出现显示错误。

void main()
{
    TMOD=0x11;
    TH0=(65536-50000)/256; 
    TL0=(65536-50000)%256;
    EA=1;
    ET0=1;
    TR0=1;
    while(1)
    {
        key_fun();
        if(sb==1)
            dis_fun1();
        else if(sb==2)
            dis_fun2();
        else if(sb==3)
            dis_fun3();
    }
}

使用51单片机的定时器工作方式1，以2hz的速度实现数码管的动态刷新（a~h），实现开机自检，

同时以4hz速度使蜂鸣器发声。

void t0_time() interrupt 1 //以50ms为基准计时
{
    TH0=(65536-50000)/256; 
    TL0=(65536-50000)%256;

    if(flag_500ms<7)        //开机自检
    {    
        flag_50ms++;
        if(flag_50ms==5)
        {
            flag_250ms++;
            flag_50ms=0;
            beep=~beep;            //4Hz响一次
        }
        else if(flag_250ms==2)
        {
            flag_250ms=0;
            flag_500ms++;
        }
        P1=~dis[flag_500ms+10];  //(a~h)2Hz一次
        if(flag_500ms==7)
            P1=0xff;
    }
    else if(sb<3)
    {
        flag_50ms++;
        if(flag_50ms==5)         //字幕流动速度250ms
        {
            flag_50ms=0;
            k++;
        }
    }
}

数码管的动态显示：数码管的动态显示又叫做数码管的动态扫描。动态显示的特点是：将所有位数码管段选线并联在一起，，由位选控制是哪一位数码管有效。所谓动态扫描显示即轮流向各位数码管送出字型码和相应的位选，利用发光管的余晖和人眼视觉暂留作用，使人感觉好像各位数码管同时都在显示，而实际上多位数码管是一位一位轮流显示的，只是轮流的速度比较快，人眼已经无法分辨出来。

详细介绍可以这篇文章：51单片机小白零基础教程——数码管的动态显示（以及一些程序的扩展）

以下为三种位数码管右移显示“d-210115”、“0123456789”、以及1h秒表功能。

void dis_fun1()        //模式一d-210115
{
    P1=~smg_dis1[k];  P2_0=1;delay(5);P2_0=0;delay(5);
    P1=~smg_dis1[k+1];P2_1=1;delay(5);P2_1=0;delay(5);
    P1=~smg_dis1[k+2];P2_2=1;delay(5);P2_2=0;delay(5);
    P1=~smg_dis1[k+3];P2_3=1;delay(5);P2_3=0;delay(5);
    if(k>4)
        k=0;
}

void dis_fun2()        //模式二0~9
{
    P1=~smg_dis2[k];  P2_0=1;delay(5);P2_0=0;delay(5);
    P1=~smg_dis2[k+1];P2_1=1;delay(5);P2_1=0;delay(5);
    P1=~smg_dis2[k+2];P2_2=1;delay(5);P2_2=0;delay(5);
    P1=~smg_dis2[k+3];P2_3=1;delay(5);P2_3=0;delay(5);
    if(k>6)
        k=0;
}

void dis_fun3()        //模式3计时器
{
    qian=jishi_1min/10;
    bai= jishi_1min%10;
    shi= jishi_1s/10;
    ge = jishi_1s%10;
    P1=~smg_dis2[qian];P2_0=1;delay(5);P2_0=0;delay(5);
    P1=~smg_dis2[bai]; P2_1=1;delay(5);P2_1=0;delay(5);
    P1=~smg_dis2[shi]; P2_2=1;delay(5);P2_2=0;delay(5);
    P1=~smg_dis2[ge];  P2_3=1;delay(5);P2_3=0;delay(5);
}

本来是想用外部中断来实现按钮触发的，可是这样使得按键不能按照顺序排布，同时用外部中断还是需要使用按钮来实现其余部分功能，所以直接用4个按钮都用扫描的方法来实现功能控制。

void key_fun()        //按钮扫描触发
{
    delay(5);
    if(key1==0||key2==0||key3==0||key4==0)
    {
        if (key1==0)
        {
            while(!key1);
            k=0;
            beep=1;
            flag_50ms=0;
            ET0=1;
            TR0=1;
            if(sb>1)
                sb=1;
            else
                sb=sb+1;
            delay(100);
            beep=0;
        }
        else if(key2==0)
        {
            while(!key2);
            beep=1;
            sb=0;
            delay(100);
            beep=0;
        }
        else if(key3==0)
        {
            while(!key3);
            beep=1;
            TH1=(65536-50000)/256; 
            TL1=(65536-50000)%256;
            ET0=0;
            TR0=0;
            ET1=1;
            TR1=~TR1;
            sb=3;
            delay(100);
            beep=0;
        }
        else if(key4==0)
        {
            while(!key4);
            beep=1;
            TR1=0;
            jishi_50ms=0;
            jishi_1s=0;
            beep=0;
        }
    }    
}

总体部分如下

#include <reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int

sbit beep=P0^0;
sbit P2_0=P2^0;
sbit P2_1=P2^1;
sbit P2_2=P2^2;
sbit P2_3=P2^3;
sbit key1=P3^0;
sbit key2=P3^1;
sbit key3=P3^2;
sbit key4=P3^3;
uchar sb,k;
uint ge,shi,bai,qian,jishi_50ms,jishi_1s,jishi_1min;
uchar flag_50ms,flag_250ms,flag_500ms;

uchar code dis[]=
{ 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,
    0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,
    0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,
    0x71,0x76,0x38,0x73,0x31,
    0x3e,0x6e,0x40,0x80};
/* 0:0; 1:1; 2:2; 3:3; 4:4; 
     5:5; 6:6; 7:7; 8:8; 9:9;
     10:A; 11:B; 12:C; 13:d; 14:E;
     15:F; 16:H; 17:L; 18:P; 19:R;
     20:U; 21:Y; 22:-;23:.;*/

uchar code smg_dis1[]=            //d-210115
{ 0x5e,0x40,0x5b,0x06,0x3f,0x06,0x06,0x6d};

uchar code smg_dis2[]=            //0~9显示
{ 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,
    0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};

void delay(uint n)
{
    uint z;
    for (z=0;z<n;z++);
}

void dis_fun1()        //模式一d-210115
{
    P1=~smg_dis1[k];  P2_0=1;delay(5);P2_0=0;delay(5);
    P1=~smg_dis1[k+1];P2_1=1;delay(5);P2_1=0;delay(5);
    P1=~smg_dis1[k+2];P2_2=1;delay(5);P2_2=0;delay(5);
    P1=~smg_dis1[k+3];P2_3=1;delay(5);P2_3=0;delay(5);
    if(k>4)
        k=0;
}

void dis_fun2()        //模式二0~9
{
    P1=~smg_dis2[k];  P2_0=1;delay(5);P2_0=0;delay(5);
    P1=~smg_dis2[k+1];P2_1=1;delay(5);P2_1=0;delay(5);
    P1=~smg_dis2[k+2];P2_2=1;delay(5);P2_2=0;delay(5);
    P1=~smg_dis2[k+3];P2_3=1;delay(5);P2_3=0;delay(5);
    if(k>6)
        k=0;
}

void dis_fun3()        //模式3计时器
{
    qian=jishi_1min/10;
    bai= jishi_1min%10;
    shi= jishi_1s/10;
    ge = jishi_1s%10;
    P1=~smg_dis2[qian];P2_0=1;delay(5);P2_0=0;delay(5);
    P1=~smg_dis2[bai]; P2_1=1;delay(5);P2_1=0;delay(5);
    P1=~smg_dis2[shi]; P2_2=1;delay(5);P2_2=0;delay(5);
    P1=~smg_dis2[ge];  P2_3=1;delay(5);P2_3=0;delay(5);
}

void key_fun()        //按钮扫描触发
{
    delay(5);
    if(key1==0||key2==0||key3==0||key4==0)
    {
        if (key1==0)
        {
            while(!key1);
            k=0;
            beep=1;
            flag_50ms=0;
            ET0=1;
            TR0=1;
            if(sb>1)
                sb=1;
            else
                sb=sb+1;
            delay(100);
            beep=0;
        }
        else if(key2==0)
        {
            while(!key2);
            beep=1;
            sb=0;
            delay(100);
            beep=0;
        }
        else if(key3==0)
        {
            while(!key3);
            beep=1;
            TH1=(65536-50000)/256; 
            TL1=(65536-50000)%256;
            ET0=0;
            TR0=0;
            ET1=1;
            TR1=~TR1;
            sb=3;
            delay(100);
            beep=0;
        }
        else if(key4==0)
        {
            while(!key4);
            beep=1;
            TR1=0;
            jishi_50ms=0;
            jishi_1s=0;
            beep=0;
        }
    }    
}

void main()
{
    TMOD=0x11;
    TH0=(65536-50000)/256; 
    TL0=(65536-50000)%256;
    EA=1;
    ET0=1;
    TR0=1;
    while(1)
    {
        key_fun();
        if(sb==1)
            dis_fun1();
        else if(sb==2)
            dis_fun2();
        else if(sb==3)
            dis_fun3();
    }
}

void t0_time() interrupt 1 //以50ms为基准计时
{
    TH0=(65536-50000)/256; 
    TL0=(65536-50000)%256;

    if(flag_500ms<7)        //开机自检
    {    
        flag_50ms++;
        if(flag_50ms==5)
        {
            flag_250ms++;
            flag_50ms=0;
            beep=~beep;                        //4Hz响一次
        }
        else if(flag_250ms==2)
        {
            flag_250ms=0;
            flag_500ms++;
        }
        P1=~dis[flag_500ms+10];  //(a~h)2Hz一次
        if(flag_500ms==7)
            P1=0xff;
    }
    else if(sb<3)
    {
        flag_50ms++;
        if(flag_50ms==5)         //字幕流动速度250ms
        {
            flag_50ms=0;
            k++;
        }
    }
}

void t1_time() interrupt 3        //计时器时钟50ms
{
    TH1=(65536-50000)/256; 
    TL1=(65536-50000)%256;
    jishi_50ms++;
    if(jishi_50ms==20)
    {
        jishi_50ms=0;
        jishi_1s++;
    }
    else if(jishi_1s>59)
    {
        jishi_1s=0;
        jishi_1min++;
    }
    else if(jishi_1min>59)
        jishi_1min=0;
}

protues仿真如下

还是我太菜了，写了整整两天才写完，如果文章中有错误希望各位给出建议。😢

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51单片机4位数码管显示5678
12-07
51单片机通过I/O口控制4位数码管（也称为七段显示管）显示数字的过程通常分为以下几个步骤： 1. **初始化**：首先，需要配置I/O口为输出模式，并将最低位地址设置为数码管的第一位。例如，如果你使用的是P0口，则可以将其置为输入输出方向并清零。 ```c P0 = 0x00; // P0口初始化为输出 DDRA |= 0x0F; // 配置A端口为推挽输出 ``` 2. **字形码生成**：每个数字对应一组特定的位图（即字形码）。为了显示数字5678，你需要获取相应的四位二进制字形码。你可以预先存储在一个数组里，或者通过计算得到。 3. **动态显示**：对于每一位，从低位到高位依次点亮数码管对应的LED。比如，如果要显示“5”，它的字形码是`0b0101`，那么先设置最低位，再逐位向高位更新。 ```c // 显示5（二进制码） for (int i = 0; i < 4; ++i) { if (num_to_display & (1 << i)) { // 如果第i位为1 P0 |= 1 << (3-i); // 打开对应位置的LED（最高位是最低位） } else { P0 &= ~(1 << (3-i)); // 关闭对应位置的LED } delay_ms(1); // 等待一定时间，让人眼看到变化 } ``` 4. **循环遍历**：然后，将`num_to_display`变量更新为下一个数字（这里就是5之后的6、7、8），重复上述过程直到所有数字都显示完毕。 注意：以上示例代码简化了处理过程，实际应用中可能还需要考虑数码管公共阳极/阴极的接法，并且可能会有中断或者其他同步机制来控制显示流程。此外，`delay_ms()`函数是一个假设的延时函数，实际项目中需替换为你使用的硬件延迟方法。
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