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【蓝桥杯嵌入式】拓展板之数码管显示

news 2025/8/13 15:01:45

文章目录

硬件电路
连接方式
函数实现
文章福利

硬件电路

在这里插入图片描述
通过上述原理图，可知拓展板上的数码管是一个共阴数码管，也就是说某段数码管接上高电平时，就会点亮。
上述原理图还给出一个提示，即：三个数码管分别与三个74HC595移位缓存器并联，而三个移位寄存器串联。
74LS595芯片实际上是一个8位串行输入、并行输出的位移缓存器。也就是说数据是一个一个进入，但是一起输出的。
当SCK处于上升沿时，串行数据由SDL输入到内部的8位位移缓存器，并由Q7’输出；而并行输出则是在LCK处于上升沿时，将在8位位移缓存器的数据存入到8位并行输出缓存器。当串行数据输入端OE的控制信号为低使能时，并行输出端的输出值等于并行输出缓存器所存储的值。
点亮三个数码管需要3*8=24个数据，而一个74LS595移位寄存器只能够存储8位数据，其存储值远小于输入值。
根据上述的原理，可知：上图中seg3数码管的数据是经seg2数码管位移过来的，而seg2数码管数据是经seg1数码管位移过来。也就是说数码管刷新的顺序为seg3->seg2->seg1。

~~共阴数码管显示说明~~
首先来看看一个数码管的段码分布吧！🤤🤤🤤
在这里插入图片描述
也就是说一个数码管是由八段组成，a段为最低位，dp为最高位。
由于拓展板的数码管是一个共阴数码管（1有效）。那么显示数值的段码由来示例分析为：

显示值	dp	f	e	d	c	b	a	十六进制表示
0	0	1	1	1	1	1	1	0x3f
1	0	0	0	0	1	1	0	0x06
0.	1	1	1	1	1	1	1	0xbf
1.	1	0	0	0	1	1	0	0x86

连接方式

在这里插入图片描述
经过查找原理图，不难发现74LS595芯片的三个输入端(SER、PCLK、SCK)实际上分别与PA1、PA2、PA3引脚相连接。
因此，其连接方式如下图：

函数实现

cubeMx配置
在这里插入图片描述

函数示例

声明定义：

// 声明GPIO分组及引脚
#define RCLK_PIN    GPIO_PIN_2
#define RCLK_PORT   GPIOA
#define SER_PIN   	GPIO_PIN_1
#define SER_PORT    GPIOA
#define SCK_PIN   	GPIO_PIN_3
#define SCK_PORT    GPIOA// 声明函数别名
#define RCLK_H	HAL_GPIO_WritePin(RCLK_PORT, RCLK_PIN, GPIO_PIN_SET)
#define RCLK_L	HAL_GPIO_WritePin(RCLK_PORT, RCLK_PIN, GPIO_PIN_RESET)#define SER_H	HAL_GPIO_WritePin(SER_PORT, SER_PIN, GPIO_PIN_SET)
#define SER_L	HAL_GPIO_WritePin(SER_PORT, SER_PIN, GPIO_PIN_RESET)#define SCK_H	HAL_GPIO_WritePin(SCK_PORT, SCK_PIN, GPIO_PIN_SET)
#define SCK_L	HAL_GPIO_WritePin(SCK_PORT, SCK_PIN, GPIO_PIN_RESET)

函数实现：

/************   共阴数码管段码  *****************/
//               0     1     2     3      4		5	  6     7     8     9    -    熄灭
u8 segTab[] = { 0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x40, 0x00,
//               0.    1.   2.    3.     4.	   5.    6.    7.    8.     9.    -    熄灭	0xbf, 0x86, 0xdb, 0xcf, 0xe6, 0xed, 0xfd, 0x87, 0xff, 0xef, 0x40, 0x00,
//				A      B     C     D      E      F  熄灭0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71, 0x00 };
// 储存数码管需要显示的值
u8 segBuff[3] = {10,10,10};/* -------------------------------- begin  -------------------------------- */
/*** @Name    segDisplay* @brief   数码管显示函数* @param   None* @retval  None* @author  黑心萝卜三条杠* @Data    2023-03-02**/
/* -------------------------------- end -------------------------------- */
void segDisplay(void)
{u8 code_tmp = 0,j = 0;static u8 i = 3;code_tmp = segTab[segBuff[i-1]];// 拉低复位端口 低电平有效 表示需要写入数据RCLK_L;for(j = 0; j < 8; ++j){// 拉低控制信号SCK_L;// 判断最高位是否为1if(code_tmp & 0x80)// 写入1SER_H;else// 写入0SER_L;code_tmp = code_tmp << 1;// 拉低控制信号SCK_L;// 拉高控制信号SCK_H;}// 拉高复位端口 一般默认接VCC  表示写入数据完成RCLK_H;// 移动下一次显示数码管的位置if(--i > 0 ) i = 3;
}

使用说明：使用时直接将要显示的数据放入数组segBuff[]，再调用刷新函数segDisplay()code>即可。
例如

void sysWork(void)
{static int i = 0;	segDisplay();segBuff[0] = i;segBuff[1] = i+1;segBuff[2] = i+2;i = (i+1)%24;
}

注意使用上述的segDisplay()函数还需要调整刷新频率，否则会出现闪烁的情况。
若认为老实调节频率过于麻烦，可以使用下面这个版本的>segDisplay():

/* -------------------------------- begin  -------------------------------- */
/*** @Name    segDisplay* @brief   数码管显示函数* @param   None* @retval  None* @author  黑心萝卜三条杠* @Data    2023-03-02**/
/* -------------------------------- end -------------------------------- */
void segDisplay(void)
{u8 code_tmp = 0,j = 0,i = 3;for(i=3;i>0;--i){code_tmp = segTab[segBuff[i-1]];// 拉低复位端口 低电平有效 表示需要写入数据RCLK_L;for(j = 0; j < 8; ++j){// 拉低控制信号SCK_L;// 判断最高位是否为1if(code_tmp & 0x80)// 写入1SER_H;else// 写入0SER_L;code_tmp = code_tmp << 1;// 拉低控制信号SCK_L;// 拉高控制信号SCK_H;}// 拉高复位端口 一般默认接VCC  表示写入数据完成RCLK_H;}
}