<think>我们已知：
1. 数码管型号：5461BS-1，这是一个四位共阳极数码管。
2. 要显示的数字：507（注意，四位数码管，所以应该是0507？或者我们要考虑显示为507，即第一位不显示或显示空格？但通常四位数码管，如果要显示507，我们一般会显示为“507 ”，即最后一位空，或者显示为“0507”？这里用户要求显示507，我们可以显示为“507 ”，即第一位显示5，第二位显示0，第三位显示7，第四位不显示。或者根据实际需求，也可以显示为“507”在右边，左边空，即第一位空，然后显示507。这里我们按常规，显示为“507 ”，即第四位空。但用户没有明确，我们按显示三位数字，第四位不显示（即消隐）来处理。
由于是共阳极数码管，所以公共端（位选）给高电平，段选给低电平，对应的段就会亮。
接线方案：
我们使用两个74HC595芯片级联来控制数码管。74HC595是串行输入并行输出的移位寄存器，可以节省IO口。
级联方式：第一个595的QH'（第9脚）连接到第二个595的SER（第14脚）。
STM32F103C8T6通过三个IO口控制两个74HC595：
- SCK（移位时钟）：接两个595的SCK（第11脚）
- RCK（锁存时钟）：接两个595的RCK（第12脚）
- DATA（数据线）：接第一个595的SER（第14脚）
两个74HC595级联后，共有16位输出。我们使用8位数码管，但这里我们只有四位数码管，所以实际上我们只需要8位（段选）和4位（位选）共12位。但是我们的模块是8位数码管模块，所以它可能用了两个595来控制8位数码管的8个段选和8个位选？但注意，通常两个595级联，第一个595控制段选（8位），第二个595控制位选（8位），这样8位数码管就可以独立控制。
但是我们的数码管是四位的，所以我们可以这样分配：
- 第一个595的8位输出（Q0~Q7）分别接数码管的a,b,c,d,e,f,g,dp（即段选）
- 第二个595的8位输出中，我们只用低4位（Q0~Q3）分别接四位共阳极数码管的位选（COM1~COM4），高4位不用。
注意：共阳极数码管，位选为高电平时选中该位。
显示原理：
我们采用动态扫描，每次只点亮一位数码管，依次点亮四位，利用人眼视觉暂留效果。
步骤：
1. 初始化STM32的IO口（配置为推挽输出）。
2. 编写向74HC595发送一个字节（8位）数据的函数，由于级联，我们需要发送两个字节（先发送位选数据，再发送段选数据？注意：在移位时，先发送的数据会进入第二个595，后发送的数据在第一个595。所以如果我们先发送位选数据（第二个595），再发送段选数据（第一个595），那么在移位完成后，第一个595的数据对应段选，第二个595的数据对应位选。但是这样在移位时，我们发送的第一个字节（位选）会被移到第二个595，而第二个字节（段选）会留在第一个595。然后锁存，两个595同时输出。
因此，我们发送数据的顺序是：先发送段选数据（第二个字节），再发送位选数据（第一个字节）？不对，应该是先发送要进入第二个595的数据（即位选），再发送要进入第一个595的数据（段选）。这样在移位过程中，位选数据被移到了第二个595，段选数据在第一个595。所以发送顺序是：先发送位选数据（第二个595），再发送段选数据（第一个595）。但是这样我们发送两个字节时，先发送的位选数据在移位过程中会被推到第二个595，后发送的段选数据留在第一个595。然后锁存，输出。
但是，我们通常希望发送的数据结构是：
第一个字节（高字节）：段选（第一个595的输出）
第二个字节（低字节）：位选（第二个595的输出）
然而，在移位时，先移入的是位选（因为位选在第二个595，需要先移进去），然后移入段选。所以当我们发送时，应该先发送段选数据（因为段选要进入第一个595，而第一个595靠近输出，所以后发送的段选数据会占据第一个595），再发送位选数据（先发送的位选数据会通过第一个595移到第二个595）。但这样不符合我们的数据结构。
实际上，级联时，数据先进入第一个595，然后从第一个595的QH'串出到第二个595的SER。所以，如果我们先发送位选数据（即第二个595要接收的数据），再发送段选数据（第一个595要接收的数据），那么在移位过程中，先移入段选数据（最后会进入第一个595），再移入位选数据（会进入第二个595）。这样，当移位完成后，第一个595中存放的是段选数据，第二个595中存放的是位选数据。然后锁存输出。
因此，发送顺序应该是：先发送段选数据（8位），再发送位选数据（8位）。这样，段选数据先进入，然后被位选数据推到了第一个595，而位选数据在第二个595。但是这样不对，因为先发送的数据会先进入移位寄存器，然后被后发送的数据推出去。所以实际上，先发送的段选数据会被推到级联的第二个595，而后发送的位选数据留在第一个595。这不符合我们的要求。
所以，我们需要调整：我们想要第一个595输出段选，第二个595输出位选。那么我们应该先发送位选数据（因为位选数据要去第二个595），再发送段选数据（段选数据留在第一个595）。这样，在发送时，先发送位选数据（8位），再发送段选数据（8位）。在移位过程中，先移入位选数据，然后移入段选数据，位选数据被推入第二个595，段选数据留在第一个595。
因此，发送顺序是：先发送位选数据（第二个595的数据），再发送段选数据（第一个595的数据）。这样，当我们发送完16位后，第一个595中存储的是段选数据，第二个595中存储的是位选数据。
但是，我们在程序中定义两个字节：
- seg_data: 段选数据（8位）
- bit_data: 位选数据（8位，但我们只用低4位）
然后发送时，先发送bit_data，再发送seg_data。
注意：由于级联，我们发送16位数据，先发送bit_data（高位字节），再发送seg_data（低位字节）？不对，应该是先发送的bit_data会进入移位寄存器的最前端，然后被后面的数据推出去到第二个595。所以，我们发送的顺序应该是：先发送bit_data，再发送seg_data。
具体发送函数：
- 拉低SCK（移位时钟）
- 从高位到低位发送bit_data（8位）
- 从高位到低位发送seg_data（8位）
- 拉高SCK（移位时钟）？不对，应该是每发送一位，产生一个上升沿移位。具体步骤：
for (i=0; i<8; i++) {
// 先发送seg_data的最高位（因为seg_data是第二个字节，但我们要后发送它，所以先发送bit_data）
// 但实际上，我们这里先发送bit_data
}
所以，我们分别发送两个字节，先发送bit_data（从高位到低位），再发送seg_data（从高位到低位）。这样，bit_data的每一位先被移入，然后seg_data的每一位被移入。当全部移入后，bit_data被推到了第二个595，seg_data在第一个595。
3. 动态显示：分别显示每一位，每一位显示一定时间（比如1ms），然后切换到下一位。
段码表（共阳极，注意：共阳极是低电平点亮，所以段码表是低电平有效的）：
0: 0xC0 (1100 0000) -> a,b,c,d,e,f灭？不对，共阳极，给低电平点亮。所以0的段码应该是点亮a,b,c,d,e,f，不点亮g和dp，即1100 0000（二进制）-> 0xC0
但是注意：我们模块的段选线连接顺序。通常数码管的段顺序是：a,b,c,d,e,f,g,dp，对应74HC595的Q0~Q7。所以：
0: a,b,c,d,e,f亮 -> 0b11000000 -> 0xC0
1: b,c亮 -> 0b11111001 -> 0xF9
2: a,b,d,e,g亮 -> 0b10100100 -> 0xA4
3: a,b,c,d,g亮 -> 0b10110000 -> 0xB0
4: b,c,f,g亮 -> 0b10011001 -> 0x99
5: a,c,d,f,g亮 -> 0b10010010 -> 0x92
6: a,c,d,e,f,g亮 -> 0b10000010 -> 0x82
7: a,b,c亮 -> 0b11111000 -> 0xF8
8: 全部亮 -> 0b10000000 -> 0x80
9: a,b,c,d,f,g亮 -> 0b10010000 -> 0x90
其他：比如空格（不显示）则段码全1（0xFF）
注意：这里我们使用的是共阳极，所以段选为0表示亮，1表示灭。
位选：我们使用低4位，分别对应数码管的第1位到第4位（从左到右）。例如，要显示第一位，则位选数据为0b00000001（即0x01），第二位0x02，第三位0x04，第四位0x08。注意：因为我们的位选是共阳极，所以给高电平选中。
但是，我们使用两个595，第二个595的输出Q0~Q7，我们只用Q0~Q3（低4位）作为位选，所以位选数据我们只使用低4位，高4位设为0（不选中其他位）。
要显示“507 ”（第四位空），那么：
第一位：5 -> 段码0x92（二进制10010010）
第二位：0 -> 段码0xC0
第三位：7 -> 段码0xF8
第四位：空 -> 段码0xFF
动态扫描时，我们依次显示每一位：
第一步：发送位选数据（0x01，即选中第一位），段选数据（0x92），然后锁存输出，延时1ms。
第二步：发送位选数据（0x02），段选数据（0xC0），延时1ms。
第三步：发送位选数据（0x04），段选数据（0xF8），延时1ms。
第四步：发送位选数据（0x08），段选数据（0xFF），延时1ms。
注意：由于人眼视觉暂留，刷新频率要大于50Hz，所以四位数码管，每位的显示时间1ms，则一周期4ms，刷新频率250Hz，满足要求。
程序框架：
1. 定义引脚：
#define DATA_PIN GPIO_Pin_0 // 假设使用GPIOA的0号引脚
#define SCK_PIN GPIO_Pin_1
#define RCK_PIN GPIO_Pin_2
2. 初始化GPIO：配置为推挽输出，初始化时全部置低。
3. 写一个函数：void HC595_Send_Data(uint8_t bit_data, uint8_t seg_data)
这个函数先发送bit_data（8位），再发送seg_data（8位），然后产生一个锁存信号。
4. 定义段码表：const uint8_t seg_code[] = {0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90}; // 0~9的段码
5. 主循环中，不断扫描四位：
uint8_t display_digit[4] = {5,0,7,10}; // 10表示空，我们定义空用0xFF，即段码表中没有，我们单独处理
uint8_t bit_select[4] = {0x01, 0x02, 0x04, 0x08}; // 位选
for (int i=0; i<4; i++) {
uint8_t seg;
if (display_digit[i] == 10) // 假设10代表空
seg = 0xFF;
else
seg = seg_code[display_digit[i]];
HC595_Send_Data(bit_select[i], seg);
delay_ms(1); // 延时1ms
}
注意：在发送数据后，需要锁存，将移位寄存器的数据输出到锁存器。锁存信号：在发送完16位数据后，拉高RCK（锁存时钟）一个脉冲（先低再高，然后拉低）。
具体发送函数HC595_Send_Data的实现：
void HC595_Send_Data(uint8_t bit_data, uint8_t seg_data)
{
// 先发送bit_data（8位），从高位到低位
// 再发送seg_data（8位），从高位到低位
uint8_t i;
// 拉低RCK，在发送过程中保持低电平
GPIO_ResetBits(GPIOA, RCK_PIN);
// 先发送bit_data（第二个595的数据）
for (i=0; i<8; i++) {
GPIO_ResetBits(GPIOA, SCK_PIN); // 时钟拉低
// 判断最高位，然后设置数据线
if (bit_data & 0x80)
GPIO_SetBits(GPIOA, DATA_PIN);
else
GPIO_ResetBits(GPIOA, DATA_PIN);
bit_data <<= 1; // 左移一位
// 产生一个上升沿，移位
GPIO_SetBits(GPIOA, SCK_PIN);
// 这里可以加一个小的延时，或者不加，因为STM32速度很快
}
// 再发送seg_data（第一个595的数据）
for (i=0; i<8; i++) {
GPIO_ResetBits(GPIOA, SCK_PIN);
if (seg_data & 0x80)
GPIO_SetBits(GPIOA, DATA_PIN);
else
GPIO_ResetBits(GPIOA, DATA_PIN);
seg_data <<= 1;
GPIO_SetBits(GPIOA, SCK_PIN);
}
// 发送完毕，产生锁存信号：拉高RCK，再拉低
GPIO_SetBits(GPIOA, RCK_PIN);
// 延时一下
delay_us(10);
GPIO_ResetBits(GPIOA, RCK_PIN);
}
注意：由于我们发送的是两个字节，先发送bit_data（位选）到第二个595，再发送seg_data（段选）到第一个595，所以锁存后，两个595同时输出。
但是，在动态扫描时，由于我们每次只点亮一位，所以位选数据每次只选中一位。而段选数据则是对应该位的数字。
延时函数：可以使用SysTick或者简单的循环延时。
以上是程序的基本思路。
但是，我们还需要考虑硬件连接：
- 数码管的段选线（a,b,c,d,e,f,g,dp）是否按照顺序连接到了第一个595的Q0~Q7（注意：Q0对应a，Q1对应b，...，Q7对应dp）？这个需要根据实际硬件连接调整段码表。如果连接顺序不同，段码表需要调整。
另外，位选线：我们假设位选线是低4位（第二个595的Q0~Q3）分别接数码管的第1位到第4位。注意：共阳极，所以位选高电平选中。
如果实际连接不同，需要调整。
由于用户没有提供具体的硬件连接图，我们按照常见的连接方式编写程序。用户需要根据实际连接调整。
最后，我们给出完整的代码框架（基于标准外设库）。
注意：这里我们使用GPIOA的0、1、2引脚分别作为DATA、SCK、RCK。
初始化代码：
在main函数之前：
定义引脚和段码表，以及发送函数。
我们使用简单的延时函数（循环延时）。
完整代码：</think>以下是基于STM32F103C8T6驱动5461BS-1四位数码管显示"507"的完整程序代码及解析。5461BS-1是共阳极四位数码管，采用动态扫描方式驱动，通过两个级联的74HC595芯片实现控制（节省IO资源）[^1][^2]。
---
### 硬件连接
| STM32引脚 | 74HC595引脚 | 功能 |
|-----------|-------------|------------|
| PA0 | SER (14) | 串行数据 |
| PA1 | SRCLK (11) | 移位时钟 |
| PA2 | RCLK (12) | 锁存时钟 |
| VCC | VCC | 电源 |
| GND | GND | 地线 |
数码管段选（a-g,dp）连接第一个74HC595的Q0-Q7，位选（COM1-COM4）连接第二个74HC595的Q0-Q3。
---
### 程序代码（Keil MDK环境）
```c
#include "stm32f10x.h"
// 引脚定义
#define DATA_PIN GPIO_Pin_0 // PA0
#define SCK_PIN GPIO_Pin_1 // PA1
#define RCK_PIN GPIO_Pin_2 // PA2
#define GPIO_PORT GPIOA
// 共阳极数码管段码表 (0-9)
const uint8_t SEG_CODE[10] = {
0xC0, // 0 (11000000)
0xF9, // 1 (11111001)
0xA4, // 2 (10100100)
0xB0, // 3 (10110000)
0x99, // 4 (10011001)
0x92, // 5 (10010010) <- 需要显示的数字
0x82, // 6 (10000010)
0xF8, // 7 (11111000) <- 需要显示的数字
0x80, // 8 (10000000)
0x90 // 9 (10010000)
};
// 位选控制 (1<<0:COM1, 1<<1:COM2, ...)
const uint8_t DIGIT_SELECT[4] = {0x01, 0x02, 0x04, 0x08};
// 向74HC595发送16位数据 (高位在前)
void HC595_SendData(uint16_t data) {
GPIO_ResetBits(GPIO_PORT, RCK_PIN); // 锁存时钟拉低
for (uint8_t i = 0; i < 16; i++) {
GPIO_ResetBits(GPIO_PORT, SCK_PIN); // 移位时钟拉低
// 发送当前位 (高位先发)
if (data & 0x8000)
GPIO_SetBits(GPIO_PORT, DATA_PIN);
else
GPIO_ResetBits(GPIO_PORT, DATA_PIN);
data <<= 1; // 移位准备下一位
GPIO_SetBits(GPIO_PORT, SCK_PIN); // 移位时钟上升沿
}
GPIO_SetBits(GPIO_PORT, RCK_PIN); // 锁存时钟上升沿（输出数据）
}
// 初始化GPIO
void GPIO_Config(void) {
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = DATA_PIN | SCK_PIN | RCK_PIN;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);
// 初始状态置低
GPIO_ResetBits(GPIO_PORT, DATA_PIN | SCK_PIN | RCK_PIN);
}
// 动态显示数字
void DisplayNumber(uint16_t num) {
uint8_t digits[4];
// 分解数字：digits[0]=5, digits[1]=0, digits[2]=7, digits[3]=空
digits[0] = num / 100; // 百位: 5
digits[1] = (num / 10) % 10; // 十位: 0
digits[2] = num % 10; // 个位: 7
digits[3] = 10; // 第四位不显示（自定义值）
for (uint8_t i = 0; i < 4; i++) {
uint8_t seg = (digits[i] <= 9) ? SEG_CODE[digits[i]] : 0xFF; // 不显示时全关
uint16_t output = (DIGIT_SELECT[i] << 8) | seg; // 高8位:位选, 低8位:段选
HC595_SendData(output);
Delay_ms(3); // 每位数码管显示3ms（动态扫描）
}
}
// 简单延时函数
void Delay_ms(uint32_t ms) {
for (uint32_t i = 0; i < ms * 8000; i++);
}
int main(void) {
GPIO_Config(); // 初始化GPIO
while (1) {
DisplayNumber(507); // 持续显示507
}
}
```
---
### 关键代码解析
1. **动态扫描原理**
通过快速切换位选信号（每次使能1位数码管），依次显示"5"→"0"→"7"→空，利用视觉暂留效应形成连续显示[^2]。
2. **74HC595级联控制**
- 发送16位数据：高8位控制位选（第二个595），低8位控制段选（第一个595）
- 示例数据包：`0x01 0x92` 表示在COM1显示数字5（位选0x01 + 段选0x92）
3. **显示数据格式**
```math
\text{输出数据} = (\text{位选编码} \ll 8) \lor \text{段选编码}
```
例如显示十位数字"0"：
- 位选：`0x02` (COM2)
- 段选：`0xC0` (数字0)
- 输出：`0x0200 | 0x00C0 = 0x02C0`
---
### 注意事项
1. **消隐处理**
第四位设置为`digits[3]=10`，段码返回`0xFF`（所有段关闭），实现该位数码管完全关闭。
2. **刷新频率**
每位数码管显示3ms，4位总周期12ms（≈83Hz），高于人眼闪烁临界值(50Hz)[^2]。
3. **硬件适配**
若实际段码顺序(a-g,dp)与定义不符，需调整`SEG_CODE`数组的二进制位顺序。
4. **电流限制**
共阳极数码管需在VCC串联限流电阻（每段100-220Ω），防止过流损坏。
---
### 优化建议
1. 使用定时器中断实现扫描，避免`Delay_ms`占用CPU
2. 添加小数点控制（修改段码最高位）
3. 实现滚动显示效果（通过移位缓冲区）
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