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第五课 LED数码管，蜂鸣器

实验准备：

使用前一课已装配好的实验板

共阳极单位数码管1只

共阴极4位数码管2只

蜂鸣器模块一件

电阻：10k 8只 或排阻（用于P0上拉）

138译码器：74LS138 一只

(或直接使用完整的开发板)

课程内容：

一、 共阳极LED数码管

对比下这两个原理图，应该很容易发现差不多相同的abcdefg和dp分别对应 8 LED 的D1—D8，那么控制数码管显示数字是不是与8 LED一样控制发光与不发光呢，例如显示0，只需要让g和dp不发光，其他发光，给这8位数的信号是 11000000。光说不行，必须做实验。实践是检验真理的唯一标准。

　这一课开始，我们用上P0端口，这P0端口与其他的P1、P2、P3有点不同，它每个管脚需要增加一只电阻接上电源5V，这称为上拉，让管脚先获得默认值1，如果没有这上拉电阻，管脚状态称为浮空，不能确定数据是0还是1。

把P0的线接上这只共阳级单位数码管，然后按刚才的想法，修改程序。

void main()

{

P0=0xC0; // 11000000

}

编译、下载、观看效果。果然0显示出来了。

其他的数字呢，同样，可以计算出来。

我们利用前一课LED点阵课程中数组的方式，把这一组数先存放好，其中还包括AbcdEFPHLy-这几个常用的字符的显示数据。

uchar code light[] ={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E,0x8C,0x89,0xC7,0x91,0xBF,0xFF};

放入function.h头文件中，方便以后随时使用。

void main()

{

P0= light[3]; // 显示数组中第4个数，注意C语言顺序是从0开始

}

继续，我们让数字也动起来，让数码管从0到8一个一个按顺序显示，这得要用上前面课程中的循环与延时功能了。

void main()

{

uint i; //循环变量，用于控制循环

for(i=0;i<9;i++)

{

P0= light[i]; // 显示数组中第i个数，注意C语言顺序是从0开始

mDelay(1000);

}

}

编译，下载到实验板，可以看到数字变化起来了。

再继续，来换成倒数方式，程序改动一点点。

void main()

{

uint i; //循环变量，用于控制循环

for(i=9;i>0;i–)

{

P0= light[i]; // 显示数组中第i个数，注意C语言顺序是从0开始

mDelay(1000);

}

}

编译，下载实验板检验，倒数出来了，但是少了0的显示。

看那判断循环条件，i>0时才做循环，所以0时没进入循环内，改为i>=0试下；

void main()

{

uint i; //循环变量，用于控制循环

for(i=9;i>=0;i–)

{

P0= light[i]; // 显示数组中第i个数，注意C语言顺序是从0开始

mDelay(1000);

}

}

编译，下载实验板，终于可以倒数到0了。

但感觉有不对劲的地方，没改>=0之前可以不断变数字，而现在数到0就停了！！

二、 BUG 的分析与排除

搞开发总是免不了BUG，但有错必改，关键是如何工出BUG点，然后修复。

分析开始：

代码中当 i=0，符合条件 i>=0，所以进入循环体内显示0，之后执行i–，这时，问题来了。

Main()内的第一行命令 uint i; 是定义一个循环变量，用于控制循环，这个i是uint 型，表示正整型数（即是数学上的正数、整数）。

而当 i=0之后再减1时，i就变成负数，与定义的正整型数不符合，程序中止。

修复：

修复BUG的方法有多种，这里提供一种，其他方法可以自己试下改代码实践下。

既然 i 必须是正整数，那么必须让i>0做循环条件，而不是i>=0，同时循环体内的数组显示改为P0= light[i-1];也就是显示前一位置的数，来达到显示0的效果。

void main()

{

uint i; //循环变量，用于控制循环

for(i=9;i>0;i–)

{

P0= light[i-1]; //显示数组中第i-1个数，注意C语言顺序是从0开始

mDelay(1000);

}

}

编译，下载实验板，这回效果终于正确了，这就是查BUG与修复，学习开发中必须要学会的。

三、蜂鸣器

看那倒数的程序，与火箭发射倒计时很像，每显示一数加个『嘀』就行了。

这需要用到蜂鸣器模块。

从蜂鸣器原理图看到，把它接在P1的第5脚 ，然后给这管脚一个信号0，就可以让它响了。

首先，在function.h 头文件中 增加 这管脚的定义sbit P15=P1^5;

然后，修改主程序main()，如下：

void main()

{

uint i; //循环变量，用于控制循环

for(i=9;i>0;i–)

{

P0= light[i-1]; //显示数组中第i-1个数，注意C语言顺序是从0开始

P15=0; // 给信号0，让蜂鸣器在显示数字同时响

mDelay(1000); //延时1秒，可以调节

P15=1; //响1秒，够了，静音

mDelay(1000);//延时，否则直接进入下一个循环立即又响，没停了

}

}

编译，下载实验板，效果有了。

不过，倒数到0后，又回去从头开始倒数，火箭都跑了，还数什么呢，而且『嘀』声不断也挺烦人，这不符合火箭发射倒数要求，必须在倒数到0后，就停在0处。

单片机是永不停息工作的，除非程序出BUG，想让它停，也真不容易。既然它喜欢工作，那就让它在某处绕圈子，做没用的工作，实现停在某处的效果。

怎样不停的让它做没用的工作，这就要用于之前学的 for 循环，让单片机做空命令循环，把这空循环代码放程序结束之前就行了。

void main()

{

uint i; //循环变量，用于控制循环

for(i=9;i>0;i–)

{

P0= light[i-1]; //显示数组中第i-1个数，注意C语言顺序是从0开始

P15=0; // 给信号0，让蜂鸣器在显示数字同时响

mDelay(1000); //延时1秒，可以调节

P15=1; //响1秒，够了，静音

mDelay(1000);//延时，否则直接进入下一个循环立即又响，没停了

}

for(;;); //让程序停在这 不断做空体循环

}

编译，下载实验板，要想的效果出来了，也就是程序正确了。

四、 共阴极数码管

从原理图可以看到 共阴极数码管是把LED 的负极接在一起，由COM来控制，给COM来个0，然后传 个8位的数据，就会有显示了。

共阴极LED数码管要显示数字，对应的位的信号刚好与共阳极的相反，例如，数字0，这里对应的数据变成00111111。按前面的方法，可以计算出共阴极数码管显示数据。

uchar code Elight[] ={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71,0x73,0x76,0x38,0x6E,0x40,0x00};

同样，放进 function.h内，方便以后调用。

从原理图中看到2个4位数码管各COM控制线刚好组成8位，那么我们用P2 来连接这个控制线。

void main()

{

uint i; //循环变量，用于控制循环

for(i=9;i>0;i–)

{

P0= Elight[i-1]; //显示数组中第i-1个数，注意C语言顺序是从0开始

P15=0; // 给信号0，让蜂鸣器在显示数字同时响

mDelay(1000); //延时1秒，可以调节

P15=1; //响1秒，够了，静音

mDelay(1000);//延时，否则直接进入下一个循环立即又响，没停了

}

for(;;); //让程序停在这 不断做空体循环

}

也就是仅仅是把显示数组换成 Elight 。

编译，下载实验板检验，怎么没反应的？

分析下，原来控制口COM接上了P2，P2内部有上拉信号，也就是就各管脚默认值是1，而这是共阴极数码管，只有给0才显示，所以信号是1时就不显示了。

那么代码中加 P2 =0x00;代码：

void main()

{

uint i; //循环变量，用于控制循环

P2 =0x00; //控制数码管显示

for(i=9;i>0;i–)

{

P0= Elight[i-1]; //显示数组中第i-1个数，注意C语言顺序是从0开始

P15=0; // 给信号0，让蜂鸣器在显示数字同时响

mDelay(1000); //延时1秒，可以调节

P15=1; //响1秒，够了，静音

mDelay(1000);//延时，否则直接进入下一个循环立即又响，没停了

}

for(;;); //让程序停在这 不断做空体循环

}

编译，下载实验板检验，8个管同时倒数，挺壮观的。

把P2 =0x00; 换成 P2=0xAA ;即10101010，编译，下载实验板检验，可以看出你想哪个管显示，那么就给哪个管COM信号0。

五、138译码器

从上面的程序中可看到。选择数码管占用了整整一个P2端口，8个IO ，这51单片机总共才4组，这样使用，效率低。于是138译码器出场了，它让8个IO 口的占用减少到只用3个 IO，为什么3个IO就够了呢，3个IO可以从000数到111，刚好是十进制的 0到7，共8个数，可以代表8个数码管的选择位。

就取某一学习板的138电路原理图，那J15直接连上 8位数码管的COM控制端，同时也用P22、P23、P24这三个IO来控制选位。

OK，在function.h 上补上这三个IO的定义：

sbit P22=P2^2;

sbit P23=P2^3;

sbit P24=P2^4;

然后修改main()主程序：

void main()

{

uint i; //循环变量，用于控制循环

P24 =1; //

P23=0; // 100 就是十进制4，第5个数码管有显示

P22=0; //

for(i=9;i>0;i–)

{

P0= Elight[i-1]; //显示数组中第i-1个数，注意C语言顺序是从0开始

P15=0; // 给信号0，让蜂鸣器在显示数字同时响

mDelay(1000); //延时1秒，可以调节

P15=1; //响1秒，够了，静音

mDelay(1000);//延时，否则直接进入下一个循环立即又响，没停了

}

for(;;); //让程序停在这 不断做空体循环

}

同样方式，可以选择其他位的数码管。

六、 让8位数码管动起来

这里8位数码管，仅显示1位，不行，下面要让8位轮显示不同的数，动起来。

前面课程学过用移位的方法让LED轮流发光，这里也可以使用。如果不采用138译码器的方式，直接P2控制数码管COM端，直接移位试就可以，同学可以自己课后编程实验下。这里采用138译码器，要有点改动，因为P22,P23,P24在P2的中间位置，用01表示这三位，就是11100011（给0是选位），即0xE3。那么只要这三个位的数有变化就行了。

看代码中的注释。

void main()

{

uchar a =0x00; //用于从0到7的计算

uchar b =0x00;//用于让P22,P23,P24 对应的位置与a相同

uint i; //循环变量，用于控制循环

for(i=8;i>0;i–)

{

b=a<<2; //a左移两位，给b保存存

P2=0xE3+b; // P2原值加上P22,P23,P24 对应位置的数

a++; //从0到7 变化

P0= Elight[i-1]; //显示数组中第i-1个数，注意C语言顺序是从0开始

mDelay(1000);

}

}

分析代码：

1）b=a<<2;

例如，某一时刻 a值是 000000101，（即0x05，十进制 5），左移2位是

00010100刚好其中原 101这三位进入到P22,P23,P24的位置。

2）P2=0xE3+b;

0xE3就是11100011，加上b值后，就是11110111，即P22,P23,P24 这几位放上了对应的数了，而这三位控制数码管选位，于是对应位显示了。

3）P0= Elight[i-1];

每次循环显示不同的数，这样各位就显示不同的数。

编译，下载实验板检验，可以看到每隔1秒，效果出来了。

那里的延时

mDelay(1000);

可以按自己的想法随意改，可以试下填入 100，10，1，观看不同的效果。

到最后用 mDelay(1000);时，看到各个数码管同时亮起来，稳定显示不同的数。

这是由于数码管的LED有显示数后有余辉，才1毫秒的延时基本没消失就显示进入下一次的显示，这样显示就是连续的效果。