如何用单片机控制数码管（带原理图程序注释）

说起数码管这个器件时，你可能会对它产生好奇，是怎样控制它显示数字字母的，也许正是因为这个好奇心驱使我们总想去了解它使用它。

数码管：由多个发光二极管封装在一起组成8字结构，引线已在内部完成，我们只需引出他们的各个笔画，公共电极。数码管实际上由七个发光二极管组成“8”字型结构，加上小数点就是8个，这些段位分别由a,b,c,d,e,f,g,dp来表示。

数码管（图片来源于网络）

数码管（图片来源于网络）

数码管（图片来源于网络）

在市场上可以分为两种数码管，分别为共阳极，共阴极，共阳极顾名思义就是把LED的正极端连在一块，在点亮的时候只需要把另一端通过单片机的指令让其接地即可，共阳极也是如此(本篇中为共阴极)。

原理图如下：

原理图

原理图

在单片系统中扩展LED数码管多用共阳极数码管，原因就是选用共阴极数码管在用单片机驱动时，所用的驱动功率较大，共阳极就避免了这个问题，在使用的时候为了避免电流过大，还需在每个字段要串联一个电阻。

但是在使用的时候由于数码管端口较多，想要控制多个数码管的话，还需加74H573锁存器，在本篇讲解中使用该锁存器，数码管采用共阴极。

74H573

原理图

如果想让上图中第一个数码管显示字母'b'，则只需要控制相应的位拉高（既c,d,e,f,g），其余为低电平即可，转化成二进制就是0111 1100。

控制代码如下

#include <reg52.h>

sbit duan=P2^6;//定义段选

sbit wei=P2^7;//定义位选

main()

{

P0=0x07;//0111 1100--b

duan=1;//锁存IC失能

duan=0;

P0=0xfe;//1111 1110

wei=1;//锁存IC使能

wei=0;

while(1);

}

在程序中出现断选和位选，所谓断选就是控制数码管显示什么，位选是控制哪一个数码管亮，文章中是想让第一个数码管点亮，在程序中只需让第一个数码管是低电平，其余是高电平即可，转化为二进制就是1111 1110，另外程序中还有让断选或位选等于0和等于1的那句话，这可以理解为锁存器的启动，这样可以把数据写进去而且后期不能随便修改。

小伙伴们你们学会了吗？敢不敢来试试，点亮第三个数码管，显示数字9，把你的答案写在评论区，分享一下吧！

这才是工业物联网需要的WiFi单片机

正如Microchip所看到的一样，随着物联网从家庭自动化领域拓展到如供暖、通风与空调（HVAC）、车库门和电风扇等家庭控制领域，以及在建筑和工业自动化领域的加速应用，市场对高度集成、可靠和安全的工业物联网（IIoT）连接性的需求前所未有地增加，这就催生了WiFi单片机的需求。

但Microchip无线解决方案部产品线经理Alex Li在日前的一场发布会中指出，以上应用目前正在使用的WiFi单片机方案功能是有限的，所以，几乎在任何场所都需要额外的主的单片机跟它一起工作。而要实现这样的设计，就需要两者之间通过SPI或者UART这样的接口协议进行连接。

首先，在Wi-Fi模块和主单片机之间的进行连接，限制了Wi-Fi的速度；

其次，从商业角度来说，这样的双元件结构会增加设计和生产过程中的一些复杂性和风险。 客户可能不得不花更多的时间在驱动程序的开发上，甚至还需要学习不同的软件开发工具。再者，来自不同生产商的供应也可能会导致一些生产延迟或者一些供应链上的风险，因为你不可能保证每个生产商都可以给你及时地供货。

第三，在系统及应用的技术支持方面也是一个问题。 因为你不可能让一个生产商的一个技术支持工程师，一个售前帮你解决如何连接另一个产品，以上种种这些都会导致你的产品延迟上市，还有一些无谓的资金的投入；

第四，则是网络安全方面的挑战。 如上图右边的主单片机，有很多和互联网连接相关的安全密钥和身份认证都会储存在其闪存里面，这将带来很大的安全漏洞。

为了解决以上问题，Microchip特意推出了首款Trust&Go Wi-Fi® 32位单片机模块WFI32E01PC。从Alex的介绍我们得知，这款单片拥有一款叫做PIC32MZ-W1的高性能32位单片机，它有1兆的闪存和256KB的RAM，可以应付很多复杂的物联网应用。

此外，Microchip这款产品拥有丰富的外设，这也让其能拥有足够的能力应付IIOT各种场景的应用需求。除了传统的SPI、UARD或者是ADC之类的外设外，Microchip还给客户提供了如以太网结构、USB、CVD Touch和CAN总线之类的特殊接口。与此同时，WFI32E01PC还有出色的模拟性能，如精确的高度线性的双通道12位ADC，那就意味着即使在不同的干扰、不同的温度变化下，产品仍然有相对稳定的性能。

“这样一种ADC的特性在设计工业传感器以及其他一些工业应用上是至关重要的”，Alex Li强调。

此外，作为一款面向物联网的芯片，数据安全也是Microchip这款WiFi单片机模块需要考虑的重点问题。而他们则通过在内部集成Trust&Go平台来解决，据了解，这个平台采用安全元件技术，为云身份验证进行预先配置和设置，简化了网络身份验证的过程。

Alex Li指出，Trust&Go就是为了解决设备连到本地WiFi，再连接到云端所的安全问题。按照他所说，在这个过程中，就需要有一个具有加密密钥对的增强型TLS连接，这个连接是一个非常复杂的过程，它需要三个要素：第一个就是不可变更的公共密钥，第二个就是一个隐性私密的密钥，任何外部的软件是不可以看到这个密钥的，这个是绝对保密的，而且必须防止一些物理的攻击。第三个就是唯一可验证以及可信任的设备标识，你可以理解成它就是一个外围设备的物联网设备的指纹或者是它的一些独特的设备标识。

除了上述描述的高性能硬件以外，Microchip还借助其MPLAB Harmony开发环境，为这款WiFi单片机提供了囊括开发、安全、功能性和可靠性在内的软件功能。

首先看开发方面，据Alex Li介绍，这个开发平台能为其客户提供无代码的Wi-Fi局域网开发框架，让某些不了解WiFi代码应用和设置的客户可以在其开发环境上通过填写一些简单的参数，做一些简单的选项，就可以设置好其WiFi连接；同时，Microchip还会给客户提供丰富的系统级师范应用，这样客户就可以通过很小的改动，将其变成自己的应用；此外，这个软件的SDK上面还会给客户提供所有MCU所需要的一些驱动，帮助客户运用各种MCU的功能。得益于这样的设置，开发者就能快设计出原因 ，并将其实现无缝集成。

其次看功能方面，如上图所示，Microchip的的软件库给客户提供了无线局域网具有的先进Wi-Fi功能和各种类型的网络协议栈。同时还将提供云连接的示例软件，满足不同场景下的设计需求。

来到安全和可靠方面。除了上文谈到的Trust&Go外，Microchip通过还为这款产品的软件引入了WPA3连接支持和连接硬件加密加速器TLS，提升了身份验证的稳定以及防止了一些离线的字典攻击。

借助卓越的Wi-Fi互操作性测试，Microchip可以保证其Wi-Fi产品可以随便地连接到任何的路由器，“Microchip已经跟53个市面上很受欢迎的路由器做过测试，并且涵盖了非常广范围的Wi-Fi的access point的芯片，旨在我们会帮助克服这个问题”，Alex Li强调。“同时，我们的Wi-Fi软件已经通过Wi-Fi Alliance提供的WFA认证，那就意味着客户如果想用其Wi-Fi logo，就需要通过WFA的认证”，Alex Li补充说。

Microchip还为客户提供了如ICD3、ICD4和SNAP之类的专业调试工具，针对射频产品，他们还将提供测试工具，确保其设计的产品符合规范。

“Microchip在不久之后将提供一个开发板，客户可以基于其快速搭建原型机”，Alex Li表示。

从上文的介绍我们看到，这是一个WiFi单片机模块，而不是集成度更高的WiFi SoC，因此在发布会上就有记者问到，公司为何做这样的设计选择？针对这个问题，Alex Li给出的答案是因为他们的模块已经经过了完整的射频认证，这就让客户使用起来可以更方便。但他也强调，Microchip有计划在未来推出针对SoC的设计。

作为全面的系统解决方案供应商，Microchip提供了广泛的产品组合，将WFI32E01PC模块与其他Microchip的领先器件配对，可简化物联网和工业物联网系统。这些领先的器件包括KSZ8081以太网PHY系列，MCP2542WFD CAN收发器系列，传感器和包括蓝牙®低功耗（BLE）、远程（LoRa）和IEEE® 802.15.4在内的无线技术等。Microchip的系统解决方案方法提供即时可用的软件驱动程序和硬件参考设计，能显著降低项目风险，缩短产品上市时间。

“有了我们这个模块，客户不再需要双元件的设计结构，不需要学习多个软件的SDK，只要学习我们的SDK就行了。此外，客户也不需要跟多个供应商打交道，Microchip可以从设计到生产给客户提供一站式的服务”，Alex Li最后说。

*免责声明：本文由作者原创。文章内容系作者个人观点，半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点，不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持，如果有任何异议，欢迎联系半导体行业观察。

今天是《半导体行业观察》为您分享的第2463期内容，欢迎关注。

晶圆｜IP｜SiC｜并购｜射频｜台积电｜Nvidia｜苹果

相关问答

要使用某一通讯方式,单片机和电脑必须具有相应的通讯接口,个人电脑一般有RS232、USB、以太网、蓝牙等通讯方式。假设使用RS232通讯,电脑自带有RS23...

单片机控制电路的方法是在线式就是现场控制,需要的是有较强的抗干扰能力,较低的成本,这也是和离线式计算机,单片机是指芯片本身,而单片机系统是为实现某一个...

ESP8266_wifi模块,单片机串口与模块串口连接,可以利用网络用电脑或者手机与单片机进行数据交换和控制。ESP8266_wifi模块,单片机串口与模块串口连接...

个人电脑控制单片机,主要通过以下步骤:1)建立个人电脑和单片机的通信连接普通的单片机通常有UART、SPI、IIC、USB等通信模块。和电脑通信最常用的是UART,可...

要实现对程控放大器的控制,可以使用单片机来实现。首先,单片机需要连接到程控放大器的控制接口,如电压控制输入或数字控制输入。然后,通过单片机编程,可以...

8051单片机控制电路主要包括:1、有一个CPU用来运算和控制,2、有四个并行IO口,分别是P0、P1、P2、P3,3、有ROM,用来存放程序,现在也有用flash的4、有RAM...

必要用个2个三极管就可以掌控了啊。用H型的电路就可以掌控它的正翻转,至于速度就看你给的电压了,你网际网路搜下H型电路,一大把的。。。。。。。。...

单片机本身并不直接控制电流和电压的大小,它作为一个微控制器,主要负责控制外部器件的开关和逻辑操作。单片机的输出引脚通常具有较小的电流(几毫安级别)和电...

vb控制单片机主要就是通过串口通过单片机里既定的传输协议来通讯。vb来做上位机程序主要是vb来做窗体简单。还有MSCOMM通讯控件比较好用。delphi/BC++也不...

继电器控制的优点:方便直观;缺点:不智能;单片机控制的优点:控制方式多样化,可以满足各种不同的控制需求:缺点:系统较为复杂;PLC控制的优点:简单,快...继电...