课题三　简易数字钟 课件 广东2022中职《单片机应用技术（C语言 第二版）》

　任务一　ＬＥＤ 数码管的静态显示 　任务二　ＬＥＤ 数码管的动态显示 　任务三　简易数字钟 课题三 简易数字钟 用数码管显示数据时，显示的数字字符根据实际应用场合可能是一位，也可能是多位。需要根据显示参数内容和系统成本来选择数码管，并确定单片机控制数码管显示的驱动电路。 任务提出 任务一　ＬＥＤ 数码管的静态显示 在实际中，若仅显示少量数字字符，常对数码管采用静态显示驱动电路；若需要多只数码管显示，则可采用动态显示方式。当然，在需要高亮度显示字符的电路中，多只数码管也会采用扩展硬件电路驱动数码管的静态显示方式。 本任务的内容是使用单片机控制两只数码管显示两位数码。显示的内容为00~99，每秒钟显示内容的值加1，超过99后回到00。 根据任务目标，数码显示系统只需要单片机最小系统、数码管及数码显示驱动电路，故整个系统的框图如图所示。 任务分析 数码显示系统框图 选用静态显示方式驱动数码管时，数码管要显示的内容（数据）应用锁存器锁存，并保持数据输入到显示驱动电路，驱动数码管显示。单片机更新显示内容后，新的数据送出，更新显示。本任务的程序流程图如图所示。 数码显示系统流程图 一、LED数码管的工作原理 1．LED数码管的结构 LED数码管是由发光二极管组合排列而成的数码显示器件，按显示段数常分为8字形和米字形，如图所示。单只7段数码管的封装如图所示，数码管的每段LED分别引出一个引脚，引出电极分别为a、b、c、d、e、f、g、h，其中h是小数点段的引出电极，并将每一个LED的另一个引出电极连接在一起，称为公共端com的引出电极，如图所示。 相关知识 数码管实物图 LED数码管的结构 a）数码管封装示意图 b）共阴极结构 c）共阳极结构 2．7段数码管的段码 LED数码管分为共阴极和共阳极两种不同的形式，将LED的阴极连在一起即为共阴极数码管，而将LED的阳极连在一起即为共阳极数码管。如上图所示为共阴极7段数码管的等效原理电路，如上图所示为共阳极7段数码管的等效原理电路。 根据LED的工作原理，在共阴极数码管中，点亮任何一段都需要在数码管的公共端接低电平，同时在对应段的引脚上接高电平，否则都将使该段不会被点亮。 在程序中将高电平用1表示，低电平用0表示，把显示各种字符的电平所对应的数据称为数码管的段码。按段a为最低位依次排列的7段数码管的常用编码见表。在表中，共阴极、共阳极数码管分别用二进制和十六进制表示段码。 7段数码管常用编码表 7段数码管常用编码表 7段数码管常用编码表 二、静态显示原理 所谓静态显示，是各只数码管的各段均有独立的锁存驱动电路，数码管的公共端接固定电平，所有数码管一直维持点亮。 单片机驱动数码管静态显示一般有两种方式：一种是利用单片机输出端口具有的数据锁存功能驱动数码管，这种方式的特点是每一只数码管都要单独占用单片机的一个I/O端口，该端口一直静态地保持该数据输出，维持数码管的字符显示，直到端口数据改变，I/O端口又保持显示下一数据。另一种方式是在单片机的端口外接具有数据锁存功能的芯片，由单片机将显示段码传送给数据锁存器，由数据锁存器维持数码管显示所需的段码，仅当单片机提供给锁存器的段码发生改变后，显示字符才发生变化。由于能够提供具有锁存功能的器件很多，因此对应有多种静态显示电路方案。 1．单片机端口驱动的静态显示 数码管的内部是多只LED按指定的形状组合起来的组合器件，就电路原理而言，和多只独立的LED是完全相同的。 单片机端口是一个内部特殊寄存器，具有数据锁存功能，在程序中将输出数据写到端口就可改变端口数据（对应位引脚电平随之改变），并且端口各位电平也会一直维持到下一次程序改变端口输出数据为止。单片机引脚还具有一定的电流驱动能力，在数码管所需要的电流较小时，可以用单片机端口直接驱动数码管。 将单片机端口的8个引脚直接连接在数码管的8个引脚上（h端为小数点），控制数码管的各段LED点亮或熄灭，即可显示出各种数码或字符。图a所示为单片机端口驱动一只共阳极数码管的原理电路，与图b所示的电路的工作原理是完全一致的，因而其驱动程序也是相同的。 数码管的静态显示电路 a)电路原理图 b）等效原理图 数码管的静态显示电路 a)电路原理图 b）等效原理图 单片机端口的每一位与数码管的一个引脚相连接，相当于单片机的一个引脚外接一只发光二极管，数字显示就如同用发光二极管组成的图案。因此，完全可以采用课题二任务四的端口循环控制2程序来完成数字的显示，将程序中的显示彩灯的数组更换为LED数码管显示数字所需要的字型码数据，当程序将这些数据送到端口时，数码管就显示出对应的数字。 2．锁存器驱动的静态显示电路 锁存器的输出仅在锁存时与输入信号有关，其余时间与输入信号无关，这时的单片机端口可作为其他用途，即单片机的