第9讲 数码管动态显示
数码管 动态显示原理
数码管动态显示原理
数码管的动态显示原理是通过快速地切换数字的显示段来实现连续的数字显示。
数码管通常由7个显示段构成，分别代表数字0-9的不同显示形式。
这些段也被称为a、b、c、d、e、f和
g段。
在动态显示过程中，每个数字被逐个切换显示的时间非常短，通常为几毫秒。
这个时间非常短，以至于人眼无法察觉数字的切换。
因此，当多个数码管以高速切换显示数字时，人眼会感觉到所有数码管上的数字同时显示。
要实现动态显示，需要使用一个计数器来控制切换显示的时间。
这个计数器通常是一个定时器，它会以一定的频率触发中断，每次中断时触发一次显示切换。
通过不断增加计数值，可以控制不同数字的显示时间。
为了显示一个多位数，需要使用多个数码管并连接到控制器上。
控制器会根据待显示的数字，将适当的段信号发送到对应的数码管上。
通过在不同的数码管上切换显示，就可以实现多位数的动态显示。
动态显示的基本原理如下：
1. 设置初始的数码管选择位，使其对应第一个数码管。
2. 将第一个数码管对应的段信号置为显示的数字。
3. 延时一段时间，使人眼无法察觉到数字的切换。
4. 将第一个数码管的段信号置为低电平（或不显示的状态）。
5. 设置下一个数码管的选择位，使其对应下一个数码管。
6. 重复2-5步骤，直至所有数码管都完成一轮显示。
7. 返回第一步，重复整个过程，以实现连续的动态显示。
通过以上步骤的循环，不断切换显示的数字会给人一种连续而平滑的显示效果。
这就是数码管动态显示的基本原理。
数码管动态显示ppt课件
7.4 单片机外部LED数码显示器的扩展 • 问题？
1个数码管只能显示1位数字，如果要显示多位数字怎么办？ 有两种方式：静态显示方式和动态显示方式。 静态显示方式：各位LED数码管同时显示。 动态显示方式：各位LED数码管分时轮流显示；同一时刻只有1位LED 数码管显示；但因为显示间隔非常短暂，由于人眼的视觉暂留效应，人 眼看到的仍然是同时显示的字符。
25
7.4 单片机外部LED数码显示器的扩展
• LED静态显示接口及应用
– LED静态显示接口电路
74LS245是8路同相三态双向数据总
线驱动芯片，具有双向三态功能，
既可以输出，也可以输入数据。
引脚说明:
A0~A7 总线端
B0~B7 总线端
/CE
三态门允许端(低电平有效)
AB//BA 方向控制端
26
16
7.4 单片机外部LED数码显示器的扩展
• LED数码显示器的结构与原理
– 1位共阴LED数码显示器的接口电路
0
1
1
LED灭
三极管导通
17
7.4 单片机外部LED数码显示器的扩展
• LED数码显示器的结构与原理
– 1位共阴LED数码显示器的接口电路
这种接口电路在单片机输出低
1
0
0
电平时，利用三极管的截止， 防 止 电 流 灌 入 单 片 机 I/O 引 脚 。 LED亮 同时，也增强了对LED的驱动
COM
共阳：阳极并联
7
7.4 单片机外部LED数码显示器的扩展
• LED数码显示器的结构与原理
– LED数码显示器的显示原理 通过控制“段”的发光与熄灭，数码管可以显示数字和一些字母符号：
简述数码管动态显示的工作原理及特点
简述数码管动态显示的工作原理及特点研究了这么久数码管动态显示的工作原理及特点，总算发现了一些门道。
先说说这工作原理吧。
你看啊，数码管动态显示呢，就是让多个数码管逐个快速闪亮，但是速度特别快，咱们的眼睛就感觉它们是同时亮着的。
比如说，就好像有一排小灯，其实每次只亮一个，但是飞快地轮流点亮，咱们看起来就觉得这一排小灯都一直亮着呢。
这是为啥呢？其实就是利用了咱眼睛的视觉暂留特性。
就像看电影，电影其实是一张张照片快速播放，咱们眼睛就觉得画面是连续的，数码管动态显示也是这个道理。
它的原理还有一个关键就是利用了扫描的方式，就像扫地一样，从第一个数码管开始，然后快速地扫到下一个，再下一个，这样轮着来。
那它的特点呢？首先就是节省硬件资源。
你想啊，如果不用动态显示，每个数码管都单独弄线路来控制亮灭那些的，那得多复杂，要好多好多线啊。
打个比方，就像你有好多个玩具娃娃，每个娃娃都要单独弄一套衣服，那得费多少布料。
但是用动态显示，就像几个娃娃穿同一套衣服，轮流穿，只需要一套就行了，这就节省了很多资源。
再一个特点呢，它显示的效果其实还挺好的，虽然是这种快速轮流闪亮的方式，但看起来就跟同时亮着差不多。
不过呢，这里头也有我不太理解的地方。
比如说这个速度到底怎样才是最合适的呢？要是太快了，会不会对数码管本身有啥不好的影响啊？我之前还以为只要能让眼睛看着是同时亮就可以了，但是后来发现可能没那么简单。
这个速度可能还得根据数码管的类型啊，使用的环境啊，甚至是电源供应的稳定性啥的来调整呢。
我还发现啊，数码管动态显示还有个特点就是编写程序的时候稍微有点复杂。
跟静态显示比起来，就像一个是走直路，一个是走弯路。
因为你得把那个扫描顺序啊，每个数码管显示的时间间隔啊这些东西都得安排好，要是安排不好，显示就可能出错。
就像穿珠子似的，珠子的顺序要是穿错了，那最后的项链就不好看了，甚至做不出来是个项链了。
不过呢，复杂归复杂，掌握了其中的窍门，也就能运用自如了。
数码管动态显示原理
数码管动态显示原理数码管是一种用于显示数字和字符的电子显示设备。
它通常由七段LED组成，每个段都可以独立控制，能够显示0到9的数字以及一些字母和特殊字符。
数码管动态显示技术是一种通过快速交替刷新数码管的方法，实现在有限数量的数码管上显示连续变化的数字或字符。
1.选择数码管：根据需要选择合适的数码管。
数码管根据位数可以分为共阴极与共阳极两种类型。
在共阴极的数码管中，所有段的阴极端通过一个共用引脚连接在一起。
而在共阳极的数码管中，所有段的阳极端通过一个共用引脚连接在一起。
2.改变段的状态：将要显示的数字或字符转换为对应的段的状态。
每个数字或字符通过一系列的电平信号控制数码管的每个段的开关状态。
根据数字或字符要显示的形状，相应的数位管段被点亮。
3.选择一位数码管：根据位数依次选择要显示的数码管。
由于数码管的位数是有限的，一般使用多路选择器或集成电路进行位选择。
位选择信号通过特定的时序被发送到数码管的位选择引脚上。
4.刷新频率：为了实现动态显示效果，需要以一定的频率快速交替选择数码管。
在每个位选择时间间隔内，每个位的状态都会被刷新，因此给人的感觉是所有的数码管同时亮。
刷新频率一般在几十赫兹到几千赫兹之间，较高的频率可以提供更稳定和清晰的显示效果。
5.控制显示内容：根据需要，通过控制显示内容的变化来实现动态显示效果。
根据所选的位数和刷新频率，可以在数码管上显示各种运动、动画和动态数字等效果。
通过以上步骤，数码管动态显示技术可以实现在有限数量的数码管上显示连续变化的数字或字符。
这种技术广泛应用于数字时钟、计数器、仪表盘等领域。
数码管动态显示原理简单易懂，可以通过硬件电路和软件编程来实现。
它不仅为人们提供了便捷的数字和字符显示方式，也为人们创造了更多创意和互动的显示效果。
数码管动态显示及实现方法
值 ，使数码管显示相应 的数值 ，然后 再把锁存
数 码 管 由于价 格便 宜，使 用 简单 ，在 电 器特 别是 家电领 域 （ 比如空调、热水器和冰箱 等 ）得 到了极为广泛的应用。在高校 电子信息 类专 业单 片机的教学过程中，数码管动态显示 及 实现方 法是学生普遍反映较难掌握的 内容 。 鉴 于此 ，本 文通 过实际案例详细阐述 了数码管 的动态 显示特 点及 实现方法 。 器 Ｕ４的锁 存端 Ｌ Ｅ设置 为低 电平 ，这 时候段 选和位选都赋上值 了，数码管就 亮了，并且 显
这一 位的数码 管亮 了以后，然后 把锁存端 Ｌ Ｅ
设为低 电平 ，锁存器 的数据输 出端 的位选就保
பைடு நூலகம்
【 关键词 】动 态显 示 数码管 锁存 器
持住 了，然 后再把控制 段选 的锁存器 Ｕ４的锁 存端Ｌ Ｅ设置为 高 电平 ，然 后通 过 Ｐ Ｏ口送数
ｖ ｏ ｉ ｄ ｔ ｉ ｍｅ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ Ｏ （ ） ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｒ ｕ ｐ ｔ １， ／ 中断
速度加快；将数码管显示速度进一步加快 ，通
过修改程 序让数 码管 中的数值依 次每隔 ５ ０毫 秒显示 ，观察数码管的变化效果 ，可 以看到 数 码管显示 速度加快 ，６个数值在 数码管上 隐约 全部显示 出来 ；再让数码管 中的数值依次每 隔 ５毫秒显 示，看看数码管 的变 化效果 ，可 以看 到 １ ２ ３ ４ ５ ６这 六个数在 数码管 上完全 清晰地 显 示 出来 了。
示相 应的数值 。这就是 用一个 Ｐ Ｏ 端 口通过 两
个锁存器 Ｕ３和 Ｕ ４控 制六位 数码 管。 要在第一个 数码 管上显示数字 １ ，可以这 样操 作：将 锁存器 Ｕ３的锁存 端 Ｌ Ｅ设为高 电 平 ，通过 Ｐ ０口送数 Ｏ ｘ ｆ ｅ ，然后再将锁存端 Ｌ Ｅ 设为 低电平，这时在锁 存器 Ｕ３的右端就保 持
数码管的定义及其静态显示和动态显示图文解读
数码管的定义及其静态显示和动态显示图文解读数码管（Segment Displays）由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。
数码管实际上是由七个发光管组成8字形构成的，加上小数点就是8个。
这些段分别由字母a,b,c,d,e,f,g,dp 来表示。
数码管原理图：数码管共阴极接法：数码管共阳极接法：数码管中有位选和段选，位选就是选择哪个数码管，段选就是被选择的数码管要显示什么数字！根据数码管的段选，可以总结出数码管的显示数据表：符号不显示0123456789ABCDEF.编码0x000x3F0x060x5B0x4F0x660x6D0x7D0x070x7F0x6F0x770x7C0x390x5E0x790x710x80数码管的静态显示：/*======================================================*//* 时间：2015年8月3日 21:19:03 *//* 功能：数码管的静态显示sbit WLE = P2 ; // 位选sbit DLE = P2 ; // 段选#define DIGITAL_ARR_NUM 18unsigned char code digital[DIGITAL_ARR_NUM] = { // 数码管显示数据表/* 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, */0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F,/* 9, A, B, C, D, E, F, ., 不显示 */0x6F, 0x77, 0x7C, 0x39, 0x5E, 0x79, 0x71, 0x80, 0x00};。
(单片机实验教学资料)5.数码管动态显示
实验效果上，学生能够通过实际操作掌握数码管动态显示 的方法，提高对单片机的应用能力。在实验过程中，需要 注意避免数码管亮度过高导致视觉疲劳，以及保证程序的 稳定性，避免出现闪烁或乱码现象。
展望
技术发展与新应用
教学改进与新方法
个人能力提升与拓展
随着技术的不断发展，数码管动态显 示技术将会有更多的应用领域。例如 ，在智能家居、物联网等领域中，数 码管动态显示可以作为人机交互界面 ，实现更加直观、高效的信息展示。
或字符。
数码管内部通常有8个LED段， 分别表示数字0-9和字母A-F。
当给某个LED段加上正向电压时， 该段点亮；反之，则熄灭。
动态显示与静态显示的区别
静态显示
每个数码管在某一时刻只显示一 个字符，需要使用多路复用技术 来控制多个数码管。
动态显示
通过轮流点亮不同的数码管，使 多个数码管同时显示不同的字符 ，实现多位显示。
实验结果展示
结果1
数码管成功显示数字或字母，无闪烁 或错位现象。
结果2
数码管显示效果不理想，存在闪烁或 错位现象。
结果分析
分析1
程序编写正确，数码管连接无误，因此数码管能够正确显示数字或字母。
分析2
程序中存在延时函数设置不当或数码管连接存在问题，导致数码管显示效果不 理想。
05
总结与展望
总结
发送控制信号
02
根据需要显示的内容，编写程序代码以向数码管发送相应的控
制信号。
刷新显示
03
在需要动态显示的情况下，编写程序代码以实现数码管的刷新
显示。
数码管驱动程序的编写
确定驱动程序功能
根据实际需求，确定驱动程序应具备的功能，如显示数字、字母 或自定义字符等。
FPGA入门系列实验教程——数码管动态显示
FPGA入门系列实验教程——数码管动态显示FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑设备，它可以通过编程的方式实现各种数字逻辑电路的功能。
在FPGA入门的过程中，了解如何使用数码管进行动态显示是一项非常基础而重要的实验。
本文将向读者介绍如何使用FPGA实现数码管的动态显示，并提供相关的实验教程。
一、实验目的本实验的目的是通过FPGA控制数码管以一定的时间间隔显示不同的数字或字符。
通过本实验的学习，读者可以了解到FPGA的编程方式和数码管的控制原理，并初步掌握FPGA的基本应用。
二、实验材料和准备1. FPGA开发板（如Xilinx Spartan系列）2.七段数码管模块3.连接线三、实验步骤1.搭建电路连接将开发板上的数码管模块通过连接线与FPGA的GPIO引脚相连接，确保连接正确无误。
2.创建工程打开FPGA开发环境（如Xilinx ISE），创建一个新的工程。
3.编写代码在创建的工程中，通过HDL语言（如Verilog或VHDL）编写数码管控制的代码。
以下是一个简单的Verilog代码示例：module seven_segment_displayinput wire clk,output wire [6:0] seg,output wire [3:0] anreg [23:0] count;reg [3:0] digit;reg [6:0] segment;count <= count + 1;digit <= 0;digit <= 1;digit <= 2;digit <= 3;count <= 0;endendassign seg = segment;assign an = digit;endmodule以上代码实现了数码管的动态显示功能。
其中，clk为时钟信号，seg为七段数码管的引脚，an为数码管的位选引脚。
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51单片机开发板28课配套视频教程
局部变量和全局变量
局部变量： 一对{ }括起来的代码范围，属于一个局部作用域。在局部作用域内定义的变量，称为“局部变量”，也称为内部变 量。 局部作用域可以是一个函数体，也可以是复合语句。 在局部作用域内定义的变量，其有效范围从它定义的行开始，一直到该局部作用域结束。 离开该该局部作用域后再 使用这种变量是非法的。 定义方法： 1、 { 数据类型 变量名； „„ 2、 { 数据类型 变量名=初值； „„ 全局变量： 在所有函数外部定义的变量具有全局作用域，即该变量在整个工程的所有文件中都是有效的. 全局变量也称为外部 变量。 它不属于哪一个函数，它属于一个工程。其作用域是整个工程。 定义方法： 1、 数据类型 变量名； „„ 2、 数据类型 变量名=初值； „„
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问题：C语言中允许同名变量存在吗？
如果回答不允许，那是错的！ 正确答案： 1、在不同的作用范围内，允许同名局部变量存在！虽然变
量名相同，但它们是完全不同的变量，之间没有任何关系。 你对一个局部变量赋值，不会影响到其他作用域中的同名局 部变量。
2、在相同的作用范围内，不允许同名局部变量存在！
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51单片机开发板28课配套视频教程动态显Βιβλιοθήκη 编程原理
先编写一个程序，在4位一体数码管左数第4位显示4，过1秒，在左数第3 位显示3，过1秒，在左数第2位显示2，过1秒，在左数第1位显示1,上述 过程不断循环。 将中间的延时时间不断改短，我们发现了什么？ 刷新频率>50HZ,我们就感觉不到闪烁了。 所谓动态扫描显示是指轮流向各位数码管送出段选（字形码）和位选， 由于人眼的视觉残留作用，使人的感觉好像各位数码管同时都在显示。 动态显示的亮度比静态显示要低，所以在选择限流电阻时应小于静态显 示电路中的。
4位及4位以上比较适合用动态显示，为了方便使用，市售的4位一体 数码管，内部已经按动态显示的连接方式连好了。
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动态扫描的原理
在实际的单片机系统中，往往需要多位显示。 动态显示是一种最常见的多位显示方法，应用非常 广泛。所有数码管段选都连接在一起的时候，怎么 让数码管显示不一样的数字呢？动态显示是多个数 码管，交替显示，利用人的视觉暂停作用使人看到 多个数码管同时显示的效果。就像我们看的电影是 有一帧一帧的画面显示的，当速度够快的时候我们 看到它就是动态的。当我们显示数码管的速度够快 的时候，也就可以看到它们是同时显示了。
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变量的可见性
和函数一样，要使用变量，朝前看，必须要能看到变量的定义。说得再简洁 些，就是：看到变量，你就能使用这个变量。看不到变量，你就不能使用这 个变量。 先讨论局部变量： 作用域内肯定能看到，作用域外肯定看不到，作用域=可见性，局部变量在定 义的同时就声明了，所以局部变量一般不严格区分变量的定义和声明。 再讨论全局变量： 作用域：整个工程；可见性：从它定义或声明的行开始，一直到源文件的结束 作用域和可见性可能一样，也可能不一样。作用域内不一定可见。 看见全局变量的3种方式（和看见函数的3种方式完全一致）： 第一种、将全局变量的定义写在使用全局变量的语句的前面。----看到本人。 第二种、将全局变量的声明写在使用全局变量的语句的前面。----全局变量的 声明就是全局变量的名片，看不到本人，看到他的名片也可以。 extern <类型名> <变量名>; 全局变量只能在定义的时候初始化. 在声明的时候不允许初始化 全局变量一次定义，但可以多次声明。 第三种：使用头文件 。
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定义一个简单的数据类型
• 整型无符号 uint 范围 0-65535 16位 • #define uint unsigned int • 字符型无符号 uchar 范围 0-255 8位 • #define uchar unsigned char
• 只要定义上面的数据类型后，写程序会简单 很多
从1位数码管说起
复习：1位数码管和单片机的连接，其上显示1位十进制数的方法。 问题的提出： 1、如何显示4位十进制数？ • 用4个1位数码管拼成。 2、8个1位数码管和单片机如何连接 • a、静态显示的连接方式、静态显示的优缺点（优点：不需要动态 刷新；缺点：占用IO口线多）。 • b、动态显示的连接方式（所有位数码管的段选线并联在一起，由 位选线控制是哪一位数码管有效）、动态显示的优缺点（缺点：需要动 态刷新；优点：占用IO口线少）。
• uchar code sz[17]={0x3f , 0x06 , 0x5b ,0x4f , 0x66 , 0x6d ,0x7d , 0x07 , 0x7f , 0x6f ,0x77 , 0x7c , 0x39 , 0x5e , 0x79 , 0x71 , 0x00};
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0-F共阴字形码表
0x3f , 0x06 , 0x5b , 0x4f , 0x66 , 0x6d , 0 1 2 3 4 5 0x7d , 0x07 , 0x7f , 0x6f , 0x77 , 0x7c , 6 7 8 9 A B 0x39 , 0x5e , 0x79 , 0x71 , 0x00 C D E F 不显示
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变量的作用域
变量有名称（姓名）、储存单元地址（肉身），还有作用范
围、也叫有效范围（活动范围）、生命期（寿命）。变量的 作用域是指变量的“有效范围”，具体是指是可以使用变量 名的程序代码区域 。在变量的作用域中，可以合法地引用 它、设置它的值。在变量的作用域之外，就不能使用它了， 如果非要那么做，将会导致编译错误。变量，有的可以在整 个程序中的所有范围内起作用，这称为全局变量。而有的只 能在一定的范围内起作用，称为局部变量。
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第9讲
数码管动态显示
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数码管动态显示
本讲任务： 了解数码管动态显示原理，掌握其编程方法。
穿插讲解以下知识点： 数组、元素、利用数组实现查表 局部变量和全局变量的作用域、可见性
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数组
数组：同类型的一批数据的有序集合。由若干个元素组成。必须先定义，后使用！ 数组的定义： [存储器类型] 数据类型 数组名[元素的个数]; 赋初值： 定义的同时 可以对 整个数组 赋初值 初值的个数不能超过数组的大小 可以不指定元素的个数，则初值的个数就是元素的个数 定义以后 只能对 单个元素 进行赋值 元素的引用 用数组名和下标确定。 强调：下标从0开始。定义数组 uchar sz[10]；得到的是sz[0] ~sz[9]这10个元 素，sz[10]是不存在的！ 如何利用数组实现查表 uchar code sz[]
3、不允许同名全局变量存在！
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关于变量定义的一些建议
全局变量主要用于函数间数据传送，从模块化编程的要求看，
函数间数据传送一般要使用形参/实参、返回值来传送，除 非万不得已，一般不要用全局变量来传递，本例中，因为中 断函数的特殊性，只能通过全局变量来传递。总之，要严格 控制全局变量的使用，用得越少越好！一般我们定义变量的 时候，没有特殊情况，全部定义为局部变量，使用局部变量 的好处： 1、不用考虑本作用域外是否有同名变量。 2、节约RAM空间。 3、便于移植。
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数码管的动态显示原理
动态显示的特点是将所有位数码管的段选线并联
在一起，由位选线控制是哪一位数码管有效。这 样一来，就没有必要每一位数码管配一个锁存器 ，从而大大地简化了硬件电路。选亮数码管采用 动态扫描显示。所谓动态扫描显示即轮流向各位 数码管送出字形码和相应的位选，利用发光管的 余辉和人眼视觉暂留作用，使人的感觉好像各位 数码管同时都在显示。动态显示的亮度比静态显 示要差一些，所以在选择限流电阻时应略小于静 态显示电路中的。