第26节：在主函数while循环中驱动数码管的动态扫描程序
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从业将近十年!手把手教你单片机程序框架 第26讲：
开场白：
上一节通过一个机械手自动控制程序展示了我在工控常用的编程框架，但是一直没涉及到人机界面，在大多数的实际项目中，人机界面是必不可少的，这一节开始讲最常用的人机界面------动态数码管的驱动。
这一节要教会大家两个知识点：
第一点：数码管的动态驱动原理。
第二点：如何通过编程，让数码管显示的内容转移到几个变量接口上，方便以后编写更上一层的窗口程序。
具体内容，请看源代码讲解。
(1)硬件平台：基于朱兆祺51单片机学习板。用两片74HC595动态驱动八位共阴数码管。
(2)实现功能：
开机后显示 8765.4321 的内容，注意，其中有一个小数点。
(3)源代码讲解如下：
#include "REG52.H"
void initial_myself();
void initial_peripheral();
void delay_short(unsigned int uiDelayShort);
void delay_long(unsigned int uiDelaylong);
//驱动数码管的74HC595
void dig_hc595_drive(unsigned char ucDigStatusTemp16_09,unsigned char ucDigStatusTemp08_01);
void display_drive(); //显示数码管字模的驱动函数
//驱动LED的74HC595
void hc595_drive(unsigned char ucLedStatusTemp16_09,unsigned char ucLedStatusTemp08_01);
sbit beep_dr=P2^7; //蜂鸣器的驱动IO口
sbit led_dr=P3^5; //作为中途暂停指示灯 亮的时候表示中途暂停
sbit dig_hc595_sh_dr=P2^0; //数码管的74HC595程序
sbit dig_hc595_st_dr=P2^1;
sbit dig_hc595_ds_dr=P2^2;
sbit hc595_sh_dr=P2^3; //LED灯的74HC595程序
sbit hc595_st_dr=P2^4;
sbit hc595_ds_dr=P2^5;
unsigned char ucDigShow8; //第8位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigShow7; //第7位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigShow6; //第6位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigShow5; //第5位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigShow4; //第4位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigShow3; //第3位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigShow2; //第2位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigShow1; //第1位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigDot8; //数码管8的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigDot7; //数码管7的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigDot6; //数码管6的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigDot5; //数码管5的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigDot4; //数码管4的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigDot3; //数码管3的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigDot2; //数码管2的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigDot1; //数码管1的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigShowTemp=0; //临时中间变量
unsigned char ucDisplayDriveStep=1; //动态扫描数码管的步骤变量
unsigned char ucDisplayUpdate=1; //更新显示标志
//根据原理图得出的共阴数码管字模表
code unsigned char dig_table[]=
{
0x3f, //0 序号0
0x06, //1 序号1
0x5b, //2 序号2
0x4f, //3 序号3
0x66, //4 序号4
0x6d, //5 序号5
0x7d, //6 序号6
0x07, //7 序号7
0x7f, //8 序号8
0x6f, //9 序号9
0x00, //不显示 序号10
};
void main()
{
initial_myself();
delay_long(100);
initial_peripheral();
while(1)
{
display_drive(); //显示数码管字模的驱动函数
}
}
/* 注释一：
* 动态驱动数码管的原理是，在八位数码管中，在任何一个瞬间，每次只显示其中一位数码管，另外的七个数码管
* 通过设置其公共位com为高电平来关闭显示，只要切换画面的速度足够快，人的视觉就分辨不出来，感觉八个数码管
* 是同时亮的。以下dig_hc595_drive(xx,yy)函数，其中第一个形参xx是驱动数码管段seg的引脚，第二个形参yy是驱动
* 数码管公共位com的引脚。
*/
void display_drive()
{
//以下程序，如果加一些数组和移位的元素，还可以压缩容量。但是鸿哥追求的不是容量，而是清晰的讲解思路
switch(ucDisplayDriveStep)
{
case 1: //显示第1位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow1];
if(ucDigDot1==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显示小数点
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xfe);
break;
case 2: //显示第2位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow2];
if(ucDigDot2==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显示小数点
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xfd);
break;
case 3: //显示第3位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow3];
if(ucDigDot3==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显示小数点
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xfb);
break;
case 4: //显示第4位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow4];
if(ucDigDot4==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显示小数点
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xf7);
break;
case 5: //显示第5位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow5];
if(ucDigDot5==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显示小数点
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xef);
break;
case 6: //显示第6位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow6];
if(ucDigDot6==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显示小数点
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xdf);
break;
case 7: //显示第7位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow7];
if(ucDigDot7==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显示小数点
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xbf);
break;
case 8: //显示第8位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow8];
if(ucDigDot8==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显示小数点
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0x7f);
break;
}
ucDisplayDriveStep++;
if(ucDisplayDriveStep>8) //扫描完8个数码管后，重新从第一个开始扫描
{
ucDisplayDriveStep=1;
}
/* 注释二：
* 如果直接是单片机的IO口引脚驱动的数码管，由于驱动的速度太快，此处应该适当增加一点delay延时或者
* 用计数延时的方式来延时，目的是在八位数码管中切换到每位数码管显示的时候，都能停留一会再切换到其它
* 位的数码管界面，这样可以增加显示的效果。但是，由于朱兆祺51学习板是间接经过74HC595驱动数码管的，
* 在单片机驱动74HC595的时候，dig_hc595_drive函数本身内部需要执行很多指令，已经相当于delay延时了，
* 因此这里不再需要加delay延时函数或者计数延时。
*/
}
//数码管的74HC595驱动函数
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;
/* 注释三：
* 注意，此处的延时delay_short必须尽可能小，否则动态扫描数码管的速度就不够。
*/
dig_hc595_sh_dr=0; //SH引脚的上升沿把数据送入寄存器
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引脚的上升沿把数据送入寄存器
delay_short(1);
dig_hc595_sh_dr=1;
delay_short(1);
ucTempData=ucTempData<<1;
}
dig_hc595_st_dr=0; //ST引脚把两个寄存器的数据更新输出到74HC595的输出引脚上并且锁存起来
delay_short(1);
dig_hc595_st_dr=1;
delay_short(1);
dig_hc595_sh_dr=0; //拉低，抗干扰就增强
dig_hc595_st_dr=0;
dig_hc595_ds_dr=0;
}
//LED灯的74HC595驱动函数
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引脚的上升沿把数据送入寄存器
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引脚的上升沿把数据送入寄存器
delay_short(1);
hc595_sh_dr=1;
delay_short(1);
ucTempData=ucTempData<<1;
}
hc595_st_dr=0; //ST引脚把两个寄存器的数据更新输出到74HC595的输出引脚上并且锁存起来
delay_short(1);
hc595_st_dr=1;
delay_short(1);
hc595_sh_dr=0; //拉低，抗干扰就增强
hc595_st_dr=0;
hc595_ds_dr=0;
}
void delay_short(unsigned int uiDelayShort)
{
unsigned int i;
for(i=0;i
{
; //一个分号相当于执行一条空语句
}
}
void delay_long(unsigned int uiDelayLong)
{
unsigned int i;
unsigned int j;
for(i=0;i
{
for(j=0;j<500;j++) //内嵌循环的空指令数量
{
; //一个分号相当于执行一条空语句
}
}
}
void initial_myself() //第一区 初始化单片机
{
led_dr=0; //关闭独立LED灯
beep_dr=1; //用PNP三极管控制蜂鸣器，输出高电平时不叫。
hc595_drive(0x00,0x00); //关闭所有经过另外两个74HC595驱动的LED灯
}
void initial_peripheral() //第二区 初始化外围
{
/* 注释四：
* 让数码管显示的内容转移到以下几个变量接口上，方便以后编写更上一层的窗口程序。
* 只要更改以下对应变量的内容，就可以显示你想显示的数字。初学者应该仔细看看display_drive等函数，
* 了解来龙去脉，就可以知道本驱动程序的框架原理了。
*/
ucDigShow8=8; //第8位数码管要显示的内容
ucDigShow7=7; //第7位数码管要显示的内容
ucDigShow6=6; //第6位数码管要显示的内容
ucDigShow5=5; //第5位数码管要显示的内容
ucDigShow4=4; //第4位数码管要显示的内容
ucDigShow3=3; //第3位数码管要显示的内容
ucDigShow2=2; //第2位数码管要显示的内容
ucDigShow1=1; //第1位数码管要显示的内容
ucDigDot8=0;
ucDigDot7=0;
ucDigDot6=0;
ucDigDot5=1; //显示第5位的小数点
ucDigDot4=0;
ucDigDot3=0;
ucDigDot2=0;
ucDigDot1=0;
}
总结陈词：
把本程序下载到朱兆祺51学习板上，发现显示的效果还是挺不错的。但是，本程序也有一个弱点，在一些项目中 ，主函数循环中的任务越多，就意味着在某一瞬间，每显示一位数码管停留的时间就会越久，一旦超过某个值，会严重影响显示的效果，有没有办法改善它?当然有。欲知详情，请听下回分解-----在定时中断里动态扫描数码管的程序。
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