第26節(jié)：在主函數(shù)while循環(huán)中驅(qū)動數(shù)碼管的動態(tài)掃描程序
從業(yè)將近十年!手把手教你單片機程序框架 第26講：
開場白：
上一節(jié)通過一個機械手自動控制程序展示了我在工控常用的編程框架，但是一直沒涉及到人機界面，在大多數(shù)的實際項目中，人機界面是必不可少的，這一節(jié)開始講最常用的人機界面------動態(tài)數(shù)碼管的驅(qū)動。
這一節(jié)要教會大家兩個知識點：
第一點：數(shù)碼管的動態(tài)驅(qū)動原理。
第二點：如何通過編程，讓數(shù)碼管顯示的內(nèi)容轉(zhuǎn)移到幾個變量接口上，方便以后編寫更上一層的窗口程序。
具體內(nèi)容，請看源代碼講解。
(1)硬件平臺：基于朱兆祺51單片機學(xué)習(xí)板。用兩片74HC595動態(tài)驅(qū)動八位共陰數(shù)碼管。
(2)實現(xiàn)功能：
開機后顯示 8765.4321 的內(nèi)容，注意，其中有一個小數(shù)點。
(3)源代碼講解如下：
#include "REG52.H"
void initial_myself();
void initial_peripheral();
void delay_short(unsigned int uiDelayShort);
void delay_long(unsigned int uiDelaylong);
//驅(qū)動數(shù)碼管的74HC595
void dig_hc595_drive(unsigned char ucDigStatusTemp16_09,unsigned char ucDigStatusTemp08_01);
void display_drive(); //顯示數(shù)碼管字模的驅(qū)動函數(shù)
//驅(qū)動LED的74HC595
void hc595_drive(unsigned char ucLedStatusTemp16_09,unsigned char ucLedStatusTemp08_01);
sbit beep_dr=P2^7; //蜂鳴器的驅(qū)動IO口
sbit led_dr=P3^5; //作為中途暫停指示燈 亮的時候表示中途暫停
sbit dig_hc595_sh_dr=P2^0; //數(shù)碼管的74HC595程序
sbit dig_hc595_st_dr=P2^1;
sbit dig_hc595_ds_dr=P2^2;
sbit hc595_sh_dr=P2^3; //LED燈的74HC595程序
sbit hc595_st_dr=P2^4;
sbit hc595_ds_dr=P2^5;
unsigned char ucDigShow8; //第8位數(shù)碼管要顯示的內(nèi)容
unsigned char ucDigShow7; //第7位數(shù)碼管要顯示的內(nèi)容
unsigned char ucDigShow6; //第6位數(shù)碼管要顯示的內(nèi)容
unsigned char ucDigShow5; //第5位數(shù)碼管要顯示的內(nèi)容
unsigned char ucDigShow4; //第4位數(shù)碼管要顯示的內(nèi)容
unsigned char ucDigShow3; //第3位數(shù)碼管要顯示的內(nèi)容
unsigned char ucDigShow2; //第2位數(shù)碼管要顯示的內(nèi)容
unsigned char ucDigShow1; //第1位數(shù)碼管要顯示的內(nèi)容
unsigned char ucDigDot8; //數(shù)碼管8的小數(shù)點是否顯示的標(biāo)志
unsigned char ucDigDot7; //數(shù)碼管7的小數(shù)點是否顯示的標(biāo)志
unsigned char ucDigDot6; //數(shù)碼管6的小數(shù)點是否顯示的標(biāo)志
unsigned char ucDigDot5; //數(shù)碼管5的小數(shù)點是否顯示的標(biāo)志
unsigned char ucDigDot4; //數(shù)碼管4的小數(shù)點是否顯示的標(biāo)志
unsigned char ucDigDot3; //數(shù)碼管3的小數(shù)點是否顯示的標(biāo)志
unsigned char ucDigDot2; //數(shù)碼管2的小數(shù)點是否顯示的標(biāo)志
unsigned char ucDigDot1; //數(shù)碼管1的小數(shù)點是否顯示的標(biāo)志
unsigned char ucDigShowTemp=0; //臨時中間變量
unsigned char ucDisplayDriveStep=1; //動態(tài)掃描數(shù)碼管的步驟變量
unsigned char ucDisplayUpdate=1; //更新顯示標(biāo)志
//根據(jù)原理圖得出的共陰數(shù)碼管字模表
code unsigned char dig_table[]=
{
0x3f, //0 序號0
0x06, //1 序號1
0x5b, //2 序號2
0x4f, //3 序號3
0x66, //4 序號4
0x6d, //5 序號5
0x7d, //6 序號6
0x07, //7 序號7
0x7f, //8 序號8
0x6f, //9 序號9
0x00, //不顯示 序號10
};
void main()
{
initial_myself();
delay_long(100);
initial_peripheral();
while(1)
{
display_drive(); //顯示數(shù)碼管字模的驅(qū)動函數(shù)
}
}
/* 注釋一：
* 動態(tài)驅(qū)動數(shù)碼管的原理是，在八位數(shù)碼管中，在任何一個瞬間，每次只顯示其中一位數(shù)碼管，另外的七個數(shù)碼管
* 通過設(shè)置其公共位com為高電平來關(guān)閉顯示，只要切換畫面的速度足夠快，人的視覺就分辨不出來，感覺八個數(shù)碼管
* 是同時亮的。以下dig_hc595_drive(xx,yy)函數(shù)，其中第一個形參xx是驅(qū)動數(shù)碼管段seg的引腳，第二個形參yy是驅(qū)動
* 數(shù)碼管公共位com的引腳。
*/
void display_drive()
{
//以下程序，如果加一些數(shù)組和移位的元素，還可以壓縮容量。但是鴻哥追求的不是容量，而是清晰的講解思路
switch(ucDisplayDriveStep)
{
case 1: //顯示第1位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow1];
if(ucDigDot1==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //顯示小數(shù)點
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xfe);
break;
case 2: //顯示第2位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow2];
if(ucDigDot2==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //顯示小數(shù)點
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xfd);
break;
case 3: //顯示第3位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow3];
if(ucDigDot3==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //顯示小數(shù)點
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xfb);
break;
case 4: //顯示第4位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow4];
if(ucDigDot4==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //顯示小數(shù)點
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xf7);
break;
case 5: //顯示第5位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow5];
if(ucDigDot5==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //顯示小數(shù)點
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xef);
break;
case 6: //顯示第6位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow6];
if(ucDigDot6==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //顯示小數(shù)點
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xdf);
break;
case 7: //顯示第7位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow7];
if(ucDigDot7==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //顯示小數(shù)點
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xbf);
break;
case 8: //顯示第8位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow8];
if(ucDigDot8==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //顯示小數(shù)點
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0x7f);
break;
}
ucDisplayDriveStep++;
if(ucDisplayDriveStep>8) //掃描完8個數(shù)碼管后，重新從第一個開始掃描
{
ucDisplayDriveStep=1;
}
/* 注釋二：
* 如果直接是單片機的IO口引腳驅(qū)動的數(shù)碼管，由于驅(qū)動的速度太快，此處應(yīng)該適當(dāng)增加一點delay延時或者
* 用計數(shù)延時的方式來延時，目的是在八位數(shù)碼管中切換到每位數(shù)碼管顯示的時候，都能停留一會再切換到其它
* 位的數(shù)碼管界面，這樣可以增加顯示的效果。但是，由于朱兆祺51學(xué)習(xí)板是間接經(jīng)過74HC595驅(qū)動數(shù)碼管的，
* 在單片機驅(qū)動74HC595的時候，dig_hc595_drive函數(shù)本身內(nèi)部需要執(zhí)行很多指令，已經(jīng)相當(dāng)于delay延時了，
* 因此這里不再需要加delay延時函數(shù)或者計數(shù)延時。
*/
}
//數(shù)碼管的74HC595驅(qū)動函數(shù)
void dig_hc595_drive(unsigned char ucDigStatusTemp16_09,unsigned char ucDigStatusTemp08_01)
{
unsigned char i;
unsigned char ucTempData;
dig_hc595_sh_dr=0;
dig_hc595_st_dr=0;
ucTempData=ucDigStatusTemp16_09; //先送高8位
for(i=0;i<8;i++)
{
if(ucTempData>=0x80)dig_hc595_ds_dr=1;
else dig_hc595_ds_dr=0;
/* 注釋三：
* 注意，此處的延時delay_short必須盡可能小，否則動態(tài)掃描數(shù)碼管的速度就不夠。
*/
dig_hc595_sh_dr=0; //SH引腳的上升沿把數(shù)據(jù)送入寄存器
delay_short(1);
dig_hc595_sh_dr=1;
delay_short(1);
ucTempData=ucTempData<<1;
}
ucTempData=ucDigStatusTemp08_01; //再先送低8位
for(i=0;i<8;i++)
{
if(ucTempData>=0x80)dig_hc595_ds_dr=1;
else dig_hc595_ds_dr=0;
dig_hc595_sh_dr=0; //SH引腳的上升沿把數(shù)據(jù)送入寄存器
delay_short(1);
dig_hc595_sh_dr=1;
delay_short(1);
ucTempData=ucTempData<<1;
}
dig_hc595_st_dr=0; //ST引腳把兩個寄存器的數(shù)據(jù)更新輸出到74HC595的輸出引腳上并且鎖存起來
delay_short(1);
dig_hc595_st_dr=1;
delay_short(1);
dig_hc595_sh_dr=0; //拉低，抗干擾就增強
dig_hc595_st_dr=0;
dig_hc595_ds_dr=0;
}
//LED燈的74HC595驅(qū)動函數(shù)
void hc595_drive(unsigned char ucLedStatusTemp16_09,unsigned char ucLedStatusTemp08_01)
{
unsigned char i;
unsigned char ucTempData;
hc595_sh_dr=0;
hc595_st_dr=0;
ucTempData=ucLedStatusTemp16_09; //先送高8位
for(i=0;i<8;i++)
{
if(ucTempData>=0x80)hc595_ds_dr=1;
else hc595_ds_dr=0;
hc595_sh_dr=0; //SH引腳的上升沿把數(shù)據(jù)送入寄存器
delay_short(1);
hc595_sh_dr=1;
delay_short(1);
ucTempData=ucTempData<<1;
}
ucTempData=ucLedStatusTemp08_01; //再先送低8位
for(i=0;i<8;i++)
{
if(ucTempData>=0x80)hc595_ds_dr=1;
else hc595_ds_dr=0;
hc595_sh_dr=0; //SH引腳的上升沿把數(shù)據(jù)送入寄存器
delay_short(1);
hc595_sh_dr=1;
delay_short(1);
ucTempData=ucTempData<<1;
}
hc595_st_dr=0; //ST引腳把兩個寄存器的數(shù)據(jù)更新輸出到74HC595的輸出引腳上并且鎖存起來
delay_short(1);
hc595_st_dr=1;
delay_short(1);
hc595_sh_dr=0; //拉低，抗干擾就增強
hc595_st_dr=0;
hc595_ds_dr=0;
}
void delay_short(unsigned int uiDelayShort)
{
unsigned int i;
for(i=0;i
{
; //一個分號相當(dāng)于執(zhí)行一條空語句
}
}
void delay_long(unsigned int uiDelayLong)
{
unsigned int i;
unsigned int j;
for(i=0;i
{
for(j=0;j<500;j++) //內(nèi)嵌循環(huán)的空指令數(shù)量
{
; //一個分號相當(dāng)于執(zhí)行一條空語句
}
}
}
void initial_myself() //第一區(qū) 初始化單片機
{
led_dr=0; //關(guān)閉獨立LED燈
beep_dr=1; //用PNP三極管控制蜂鳴器，輸出高電平時不叫。
hc595_drive(0x00,0x00); //關(guān)閉所有經(jīng)過另外兩個74HC595驅(qū)動的LED燈
}
void initial_peripheral() //第二區(qū) 初始化外圍
{
/* 注釋四：
* 讓數(shù)碼管顯示的內(nèi)容轉(zhuǎn)移到以下幾個變量接口上，方便以后編寫更上一層的窗口程序。
* 只要更改以下對應(yīng)變量的內(nèi)容，就可以顯示你想顯示的數(shù)字。初學(xué)者應(yīng)該仔細(xì)看看display_drive等函數(shù)，
* 了解來龍去脈，就可以知道本驅(qū)動程序的框架原理了。
*/
ucDigShow8=8; //第8位數(shù)碼管要顯示的內(nèi)容
ucDigShow7=7; //第7位數(shù)碼管要顯示的內(nèi)容
ucDigShow6=6; //第6位數(shù)碼管要顯示的內(nèi)容
ucDigShow5=5; //第5位數(shù)碼管要顯示的內(nèi)容
ucDigShow4=4; //第4位數(shù)碼管要顯示的內(nèi)容
ucDigShow3=3; //第3位數(shù)碼管要顯示的內(nèi)容
ucDigShow2=2; //第2位數(shù)碼管要顯示的內(nèi)容
ucDigShow1=1; //第1位數(shù)碼管要顯示的內(nèi)容
ucDigDot8=0;
ucDigDot7=0;
ucDigDot6=0;
ucDigDot5=1; //顯示第5位的小數(shù)點
ucDigDot4=0;
ucDigDot3=0;
ucDigDot2=0;
ucDigDot1=0;
}
總結(jié)陳詞：
把本程序下載到朱兆祺51學(xué)習(xí)板上，發(fā)現(xiàn)顯示的效果還是挺不錯的。但是，本程序也有一個弱點，在一些項目中 ，主函數(shù)循環(huán)中的任務(wù)越多，就意味著在某一瞬間，每顯示一位數(shù)碼管停留的時間就會越久，一旦超過某個值，會嚴(yán)重影響顯示的效果，有沒有辦法改善它?當(dāng)然有。欲知詳情，請聽下回分解-----在定時中斷里動態(tài)掃描數(shù)碼管的程序。
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