51单片机_数码管显示
在51单片机的应用中，数码管显示是一项基础且常见的功能。数码管能够显示数字和一些字符，通过内部的发光二极管(LED)来实现。根据公共端的不同，数码管分为共阳极和共阴极两种类型。在共阴极数码管中，所有LED的阴极连接在一起，而阳极则分别通过不同的引脚控制。要点亮特定的LED，只需在相应的阳极引脚上提供高电平信号。
数码管字符编码表（共阴/共阳对照）
| 字符 | 共阴极段码(HEX) | 共阳极段码(HEX) | 说明 | 二进制显示(abcdefg dp) |
|---|---|---|---|---|
| 数字 | ||||
| 0 | 0x3F | 0xC0 | 数字0 | 0011 1111 / 1100 0000 |
| 1 | 0x06 | 0xF9 | 数字1 | 0000 0110 / 1111 1001 |
| 2 | 0x5B | 0xA4 | 数字2 | 0101 1011 / 1010 0100 |
| 3 | 0x4F | 0xB0 | 数字3 | 0100 1111 / 1011 0000 |
| 4 | 0x66 | 0x99 | 数字4 | 0110 0110 / 1001 1001 |
| 5 | 0x6D | 0x92 | 数字5 | 0110 1101 / 1001 0010 |
| 6 | 0x7D | 0x82 | 数字6 | 0111 1101 / 1000 0010 |
| 7 | 0x07 | 0xF8 | 数字7 | 0000 0111 / 1111 1000 |
| 8 | 0x7F | 0x80 | 数字8 | 0111 1111 / 1000 0000 |
| 9 | 0x6F | 0x90 | 数字9 | 0110 1111 / 1001 0000 |
| 大写字母 | ||||
| A | 0x77 | 0x88 | 字母A | 0111 0111 / 1000 1000 |
| C | 0x39 | 0xC6 | 字母C | 0011 1001 / 1100 0110 |
| E | 0x79 | 0x86 | 字母E | 0111 1001 / 1000 0110 |
| F | 0x71 | 0x8E | 字母F | 0111 0001 / 1000 1110 |
| G | 0x3D | 0xC2 | 字母G | 0011 1101 / 1100 0010 |
| H | 0x76 | 0x89 | 字母H | 0111 0110 / 1000 1001 |
| I | 0x06 | 0xF9 | 字母I | 0000 0110 / 1111 1001 |
| J | 0x1E | 0xE1 | 字母J | 0001 1110 / 1110 0001 |
| L | 0x38 | 0xC7 | 字母L | 0011 1000 / 1100 0111 |
| O | 0x3F | 0xC0 | 字母O | 0011 1111 / 1100 0000 |
| P | 0x73 | 0x8C | 字母P | 0111 0011 / 1000 1100 |
| S | 0x6D | 0x92 | 字母S | 0110 1101 / 1001 0010 |
| U | 0x3E | 0xC1 | 字母U | 0011 1110 / 1100 0001 |
| Y | 0x66 | 0x99 | 字母Y | 0110 0110 / 1001 1001 |
| 小写字母 | ||||
| b | 0x7C | 0x83 | 小写b | 0111 1100 / 1000 0011 |
| c | 0x58 | 0xA7 | 小写c | 0101 1000 / 1010 0111 |
| d | 0x5E | 0xA1 | 小写d | 0101 1110 / 1010 0001 |
| h | 0x74 | 0x8B | 小写h | 0111 0100 / 1000 1011 |
| n | 0x54 | 0xAB | 小写n | 0101 0100 / 1010 1011 |
| o | 0x5C | 0xA3 | 小写o | 0101 1100 / 1010 0011 |
| r | 0x50 | 0xAF | 小写r | 0101 0000 / 1010 1111 |
| t | 0x78 | 0x87 | 小写t | 0111 1000 / 1000 0111 |
| u | 0x1C | 0xE3 | 小写u | 0001 1100 / 1110 0011 |
| y | 0x6E | 0x91 | 小写y | 0110 1110 / 1001 0001 |
| 特殊字符 | ||||
| - | 0x40 | 0xBF | 减号/负号 | 0100 0000 / 1011 1111 |
| . | 0x80 | 0x7F | 小数点 | 1000 0000 / 0111 1111 |
| _ | 0x08 | 0xF7 | 下划线 | 0000 1000 / 1111 0111 |
| = | 0x48 | 0xB7 | 等号 | 0100 1000 / 1011 0111 |
| 空格 | 0x00 | 0xFF | 全灭 | 0000 0000 / 1111 1111 |
| 全亮 | 0xFF | 0x00 | 所有段亮 | 1111 1111 / 0000 0000 |
普中51开发板使用的是两个4位的共阴极数码管，详细介绍如下：
74HC138译码器简介
作用：节省单片机I/O口
//这里结合两张图片一起介绍// P2_4 = 1;P2_3 = 1;P2_2 = 1; 控制LED8// P2_4 = 1;P2_3 = 1;P2_2 = 0; 控制LED7// P2_4 = 1;P2_3 = 0;P2_2 = 1; 控制LED6// P2_4 = 1;P2_3 = 0;P2_2 = 0; 控制LED5// P2_4 = 0;P2_3 = 1;P2_2 = 1; 控制LED4// P2_4 = 0;P2_3 = 1;P2_2 = 0; 控制LED3// P2_4 = 0;P2_3 = 0;P2_2 = 1; 控制LED2// P2_4 = 0;P2_3 = 0;P2_2 = 0; 控制LED1数码管静态显示
#include<REGX52.H>voidDelay(unsignedintxms);//数码管段码表unsignedcharNixieTable[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};//数码管显示子函数voidNixie(unsignedcharLocation,Number){switch(Location)//位码输出{case1:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=1;break;case2:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=0;break;case3:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=1;break;case4:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=0;break;case5:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=1;break;case6:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=0;break;case7:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=1;break;case8:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=0;break;}P0=NixieTable[Number];//段码输出}voidmain(){Nixie(1,6);//在数码管的第1位置显示6while(1){}}// 延时1msvoidDelay(unsignedintxms)//@12.000MHz{unsignedchari,j;while(xms){i=2;j=239;do{while(--j);}while(--i);xms--;}}// 现象：数码管的第1位置显示6让数码管数字动起来：0 ~ 9 循环显示
#include<REGX52.H>voidDelay(unsignedintxms);//数码管段码表unsignedcharNixieTable[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};//数码管显示子函数voidNixie(unsignedcharLocation,Number){switch(Location)//位码输出{case1:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=1;break;case2:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=0;break;case3:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=1;break;case4:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=0;break;case5:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=1;break;case6:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=0;break;case7:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=1;break;case8:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=0;break;}P0=NixieTable[Number];//段码输出}voidmain(){unsignedchari;while(1){for(i=0;i<=9;i++){Nixie(1,i);//在数码管的第1位置显示6Delay(1000);}}}// 延时1msvoidDelay(unsignedintxms)//@12.000MHz{unsignedchari,j;while(xms){i=2;j=239;do{while(--j);}while(--i);xms--;}}数码管动态显示
看似同时点亮的多个数字，背后是一场精密的“视觉骗局”。
动态扫描是解决多位独立数码管显示时，节省I/O口、降低功耗的核心技术。其本质是利用人眼的视觉暂留效应（Persistence of Vision）和数码管的余晖特性，通过快速轮流点亮每个数码管，使其在宏观上看起来像是同时稳定显示。
单片机通过循环执行以下步骤实现动态显示：
- 关闭所有位选：进行消隐，防止切换时的“鬼影”（下面的例子采用关闭段选方式实现消影，具体介绍见最后）。
- 输出段码：将当前位要显示的数字（如‘3’）对应的段码（如共阴
0x4F）送到段选线。 - 打开当前位选：接通当前位数码管的公共端，使其点亮。
- 短暂延时：保持点亮约1-5ms。
- 切换至下一位：重复上述步骤，点亮下一个数码管。
当整个循环的扫描频率高于50Hz（即所有数码管轮流点亮一遍的时间小于20ms）时，人眼就无法分辨其闪烁，会认为所有数码管在稳定、同时发光。
- 优点：极大节省单片机I/O口和硬件成本。
- 缺点：程序设计稍复杂，且每个数码管实际是间歇发光，亮度低于静态驱动。
简单来说，动态扫描就像一位敏捷的灯光师在几盏灯之间飞速切换，因为速度极快，在你的眼睛看来，所有灯都是常亮的。这是嵌入式显示设计中一项经典而高效的资源优化技术。
#include<REGX52.H>//数码管段码表unsignedcharNixieTable[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};//延时子函数voidDelay(unsignedintxms){unsignedchari,j;while(xms--){i=2;j=239;do{while(--j);}while(--i);}}//数码管显示子函数voidNixie(unsignedcharLocation,Number){switch(Location)//位码输出{case1:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=1;break;case2:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=0;break;case3:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=1;break;case4:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=0;break;case5:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=1;break;case6:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=0;break;case7:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=1;break;case8:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=0;break;}P0=NixieTable[Number];//段码输出Delay(1);//显示一段时间P0=0x00;//段码清0，消影}voidmain(){while(1){Nixie(1,1);//在数码管的第1位置显示1// Delay(20);Nixie(2,2);//在数码管的第2位置显示2// Delay(20);Nixie(3,3);//在数码管的第3位置显示3// Delay(20);}}// 段选决定显示内容,位选决定数码管// 共阴极数码管,段选高电平点亮// P0=0x00; //段码清0，消影// 这段的原理是：把段选全部置零(关闭所有二极管),达到消影目的这是通过关闭段选来实现消影效果，但我实践发现依旧存在重影现象(不严重)，如果想要关闭位选，需要对74HC138译码器进行操作：
使用74HC138关闭所有位选（即让所有输出端无效）核心在于控制其使能端。对于共阴极数码管电路，这会使所有数码管的公共阴极断开，从而达到完全消影和关闭的目的。
74HC138有三个使能引脚，它们是控制芯片是否工作的总开关：
G2A和G2B：低电平有效 (L)G1：高电平有效 (H)
芯片只有同时满足G1=0,G2A=0,G2B=1时，才会根据地址输入(A,B,C)进行译码输出。破坏这三个条件中的任意一个，芯片即被禁用，所有输出端(Y0-Y7)将变为高电平。
对于共阴极数码管，位选有效信号是低电平（0）。当74HC138所有输出为高电平（1）时，没有任何一个数码管的阴极被拉低，因此所有数码管均被关闭。
观察原理图发现，G1=0,G2A=0,G2B=1都是焊上去的，无法使用单片机进行控制，所以这里消影只能使用关闭段选来实现。
