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数码管显示系统设计

任务 3. 数码管显示系统设计. 任务内容. 1 、数码管使用概述 2 、共阳极多位数码管控制系统设计 3 、能自动统计按键次数的显示系统设计. 2 、共阳极多位数码管控制系统设计. 任务：用 ATmega16 点亮 4 个共阳极的数码 管，并同时显示 0~9 十个数字。 目标： 进一步熟悉 ATmega16 的开发环境； 掌握数码管的编码方法； 掌握数码管的动态驱动方法； 掌握动态扫描的原理。. 2.1 、动态扫描原理.

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数码管显示系统设计

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Presentation Transcript

  1. 任务3 数码管显示系统设计

  2. 任务内容 1、数码管使用概述 2、共阳极多位数码管控制系统设计 3、能自动统计按键次数的显示系统设计

  3. 2、共阳极多位数码管控制系统设计 任务：用ATmega16点亮4个共阳极的数码 管，并同时显示0~9十个数字。 目标： 进一步熟悉ATmega16的开发环境； 掌握数码管的编码方法； 掌握数码管的动态驱动方法； 掌握动态扫描的原理。

  4. 2.1、动态扫描原理 数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划“a、b、c、d、e、f,、g、dp”的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。

  5. 2.2、动态扫描原理图

  6. 动态扫描原理图说明： 1）、a,b,c,d,e,f,g,dp是数码管的公共数据线； 2）、1VCC，2VCC，3VCC，4VCC为数码管内部8个LED的阳极公共端，在动态驱动中，这些管脚也作为每个数码管的选通线，专业术语也叫位选通线。 3）、通过分时选通每一位数码管，实现动态扫描，利用人眼的视觉暂留特性，实现数码管稳定的显示。

  7. 2.3、硬件电路设计

  8. 电路说明 • PORTA为数据接口； • PORTB的PB0~PB3为位选控制线； • R1~R4为限流电阻； • 图中数码管为共阳极数码管； • 其中的一段电路示意图如下： • 如果要点亮LED，ATmega16的PORTA和PORTB应该输出怎样的电平呢？

  9. 2.4、软件设计 2.4.1 静态显示 先用静态显示，验证电路是否能正常工作。 主要程序如下: DDRA = 0xFF; PORTA = 0xf9; DDRB = 0xFF; PORTB = 0x01 ;

  10. 先用静态显示，改变行选通线，观察显示结果。先用静态显示，改变行选通线，观察显示结果。 主要程序如下: DDRA = 0xFF; PORTA = 0xf9; DDRB = 0xFF; PORTB = 0x02 ;

  11. 先用静态显示，改变行选通线，观察显示结果。先用静态显示，改变行选通线，观察显示结果。 主要程序如下: DDRA = 0xFF; PORTA = 0xf9; DDRB = 0xFF; PORTB = 0x04 ;

  12. 先用静态显示，改变行选通线，观察显示结果。先用静态显示，改变行选通线，观察显示结果。 主要程序如下: DDRA = 0xFF; PORTA = 0xf9; DDRB = 0xFF; PORTB = 0x08 ;

  13. 通过改变行选通线的方法，我们看到，随着行线的改变，显示内容从左到右移动；通过改变行选通线的方法，我们看到，随着行线的改变，显示内容从左到右移动； • 每次只能点亮显示一个数码管； • 可以想象，如果用程序控制以很快的速度完成由左到右四个数码管的扫描显示，我们就可以看到4个数码管被同时点亮； • 动态扫描原理。

  14. 2.4.2 动态显示 通过静态显示的验证，电路可以正常工作，下面就是如何实现4个数码管的稳定动态显示了。 实现方法： 1）显示间隔延时 方法： 显示1 延时 显示2 延时 显示3 延时 显示4 延时 显示1 如此循环。 实现： 编写实现上述循环的程序，即可实现4个数码管的动态显示。 主要参数：延时时间。整个扫描周期达到50HZ即可实现无闪烁的稳定显示。

  15. 延时时间计算方法：以50HZ扫描周期为例 T= 1/50 =20毫秒 间隔时间t=20/4=5毫秒 主要功能函数：5毫秒的延时函数 显示函数； 程序的设计基于内部晶振:1Mhz

  16. 2)、主要子程序 延时程序： void Delay_xms(unsignedint xms){unsignedint x,y;for(x=0;x<xms;x++)for(y=0;y<1000;y++) ;} 参数：xms 以毫秒为单位的延时入口参数。

  17. 显示程序： void Display(unsignedchar dis_dat,unsignedchar dis_bit){ PORTA = dis_dat; PORTB = 1<<dis_bit;} 参数：dis_dat 与dis_bit对应的位的显示数据 dis_bit显示数码管位选参数（0~3）对应千、百、 十、个共4位。

  18. 开始 3)、主程序设计 void main(void){ unsignedchar i=0,disp; DDRA = 0xFF; PORTA = 0x00; DDRB = 0xFF; PORTB = 0x00; while(1) { disp=~digital_code[i]; Display(disp,i); Delay_xms(1); i++;if(i==4) i=0; }} 端口初始化 显示扫描 延时 i=4 ? i=0

  19. 4) 运行结果

  20. 2.5总结 • 数码管动态驱动原理； • 系统设计方法 静态验证电路，动态编写应用程序； • 动态扫描方法：时间延时方法 • 其他方法？？（定时扫描）

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