详解数码管显示控制

数码管种类繁多，按外观来划分，可以分为七段数码管、米字型数码管、点阵块等。图8-5所示为各种不同形状的数码管。

图8-5　各种不同形状的数码管

LED数码管结构与工作原理

单片机系统中常用的是七段数码管，它由8个发光二极管(以下简称字段)构成，如图8-6(a)图所示(注：由于小数点字段不常用，所以一般称为七段)，通过不同的组合可以显示数字0～9、字符A～F、H、L、P、U、符号“-”及小数点“.”。

根据发光二极管物理连接的不同，七段数码管可以分为共阴极和共阳极两种结构。共阴极型数码管如图8-6(b)所示，所有字段的阴极均连接低电平，因此在使用共阴极数码时，需要在相应字段上加高电平，才会使其发光。共阳极数码管如图8-6(c)所示，所有字段的阳极均连接高电平，在使用时，需要在相应字段上加低电平。

图8-6　7段数码管结构

LED数码管字型编码

在单片机与数码管组成的应用系统中，一般将单片机的一个并口与数码管的8个段控制引脚连接，且按照口线位的顺序由低到高与a、b、c、d、e、f、g、h连接，这样，若要显示不同字符，只需应用单片机的口线输出相应的控制的电平就可以实现。向口线送的数据就是LED的字型编码。共阴和共阳的字型编码如表8-2所示。

表8-2　共阴和共阳的字型编码表

LED数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数位，因此根据LED数码管的驱动方式的不同，可以分为静态显式和动态显式两类。

LED数码管静态显示

静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O口线进行驱动，或者使用如BCD码、二–十进位解码器解码进行驱动。

静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O口较多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×8=40根I/O口线来驱动，而1个89S51单片机可用的I/O口线才32个。

2位共阳极数码管的静态显示电路如图8-7所示。

图8-7　2位共阳极数码管的静态显示电路原理图

显示数字12的C51程序如下：

LED数码管动态显示

数码管动态显示是单片机中应用最为广泛的显示方式，动态驱动是将所有数码管的8个同名端“a,b,c,d,e,f,g,h”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，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。通过分时轮流控制各个LED数码管的COM端，就使各个数码管轮流受控显示。

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体的余辉效应，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，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示相同，并且能够节省大量的I/O口线，降低功耗。

2位共阳极数码管动态显示电路如图8-8所示。

显示数字12的C51程序如下：

图8-8　2位共阳极数码管动态显示电路原理图

主流8位单片机有哪些？

自上个世纪80年代诞生开始，发展就十分迅速，从最开始的4位单片机发展到8位单片机、16位单片机和32位单片机。现如今，单片机可谓是铺天盖地，种类繁多，生产商们看到这么多单片机也是应接不暇，不知道该如何选择。今天这篇文章就为大家介绍一下目前常用的

8位单片机

8位单片机因其内部结构简单、体积小、成本较低。因此它广泛地应用于一些更简单的控制器。即便如今32位、64位高速单片机相继问世，8位单片机仍占据相当大的份额。因为8位单片机多种多样，下面介绍几种主流的8位单片机。

1.意法半导体STM8系列

意法半导体的超低功耗产品为许多极其敏感的应用提供了支持，如便携式设备。STM8L以8位STM8内核为基础，采用专有的超低漏电流技术，以最低功耗方式实现超低功耗。STM8L系列 MCU由4种不同的产品线组成，适合于需要特别注重低功耗产品应用。

2.宏晶科技STC89C52

STC89C52RC是 STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微处理器，具有8 K字节系统可编程 Flash内存。STC89C52采用经典的MCS-51内核，但做了许多改进，使该芯片拥有传统51单片机所没有的功能。单片机具有灵巧的8位 CPU和可编程 Flash功能，使STC89C52能为许多嵌入式控制应用系统提供高度灵活、超高效的解决方案。

3.Intel的80C51系列

单片机属于MCS-51系列单片机，由 Intel公司开发，它的结构是8048的扩展，改善了8048的不足之处，增加了乘积(MUL)、减(SUBB)、比较(CMP)、16位数据指针、布尔代数运算等指令，加上串行通讯能力和5个中断源。使用40针双列直插 DIP (Dual In Line Package)，内置 RAM单元和4 K ROM。因80C51系统性能满足系统数据采集和时间精度的要求，且产品产量丰富来源广泛，应用也十分成熟，故采用其作为控制核心。

许多厂商纷纷介入了80C51系列单片机的发展，例如 Philips、 Siemens (Infineon)、 Dallas、 ATMEL等公司，我们将这些公司生产的兼容80C51的单片机统称为80C51系列。近几年来，80C51系列又有了很大的发展，推出了一些新产品，主要是改进了 MCU的控制功能，例如内集成了高速 I/O口、 ADC、 PWM、 WDT等，还实现了低电压、微功耗、电磁兼容、串行扩展总线、控制网络总线等。

4.宏晶科技——STC89C51

STC89C51单片机学习板是以8位单片机为核心，对STC89C51RC芯片进行处理。它功能强大，可满足单片机开发的多种要求，学习、开发人员可根据需要选择多种常用模块，以达到实验和教学目的。89C51单片机学习板功能强大，具有报警、跑马灯、串行通讯(max232)、段编码液晶(msm0801LCD)、字符液晶(LCD1602)、电机控制(L298)、 A/D转换(TLC2543)、 D/A转换(TLC5615)、温度采集(DS18B20)、数字信号合成(AD9851)、实时时钟电路(DS1302)、 PWM输出(UC3842)、红外(KSM-603LM)控制等十七种功能，供学习者学习、开发使用。

5.Microchip——PIC 16C 系列

Microchip公司从一开始就非常重视半导体产品的嵌入式控制。为抢占市场，将全部技术、设计、生产、销售等一切资源整合起来，开发出两大巨头：PIC8位单片机(MCU)和高质量的串行型 EEPROM。在此之前， Microchip公司已经推出了微处理器周边设备、模拟产品、 RFID智能卡、 KEELOQ安全产品，可以设计出更加全面、更有价值的嵌入式控制系统方案，以满足用户不断增长的需求。其主要产品是16 C系列8位单片机， CPU采用 RISC结构，只有33条指令，运行速度快，而且价格低，一般单片机价格在1美元以下。Microchip单片机没有掩蔽产品，全部采用 OTP设备。Microchip强调节省成本，优化设计，多用途，低等级，对价格敏感的产品。MICROCHIP公司 PIC单片机产品突出的特点是体积小、功耗低、简化指令集、抗干扰能力强、可靠性高、模拟接口强、代码保密性好、大多数芯片具有兼容 FLASH程序存储器芯片。

8位单片机型号众多，历经研制周期也较长，在开发设计与工艺制作方面的技术已相对成熟。除上述八位单片机型号外， Freescale系列、 AVR单片机系列、MSP430单片机系列和MSP430单片机系列也非常普遍，在选型时要对主要产品、关键应用、主要客户、竞争优势、核心技术等几个方面进行对比，得出最优解。

引用：主流8位单片机有哪些?-深圳宇凡微

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