本筆記默認學習者已擁有：
1.Keil5和stc燒寫工具 等各種軟件、驅動、環境；
2.有一個屬於自己的 51單片機開發板及相關零件 ；
3.認識C語言的語法；
本人使用的51開發板為 郭天祥C51 TX-1C增強版開發板 ；
本筆記根據B站up主：江科大自化協的教學視頻 整理得到ヾ(•ω•)
4-1 靜態數碼管顯示
上圖為TX-1C的 數碼管及LED模塊 原理圖
138譯碼器和74HC245 都是用來控制 數碼管顯示 的；
單數碼管
1.上圖為 一位數碼管，數碼管有兩種連接方式（對應 右邊上下兩幅圖）；
2.右上圖的原理圖，8個LED的陰極都連在一個引腳上，稱為共陰極連接；
3.右下圖的原理圖，8個LED的陽極都連在一個引腳上，稱為共陽極連接；
TX-1C開發板的連接方式是 共陰極連接；
4.左下角的 左邊圖片 ，定義了8個LED的名稱；
5.左下角的 右邊圖片 ，定義了引腳的名稱，與右圖的引腳名稱一一對應
假設數碼管連接方式為 共陽極連接，觀察可以發現，數碼管中的 LED 的引腳引出，使用的是就近原則；
假設數碼管連接方式為 共陰極連接，如果上數碼管顯示 數字6 ？
1.要讓數碼管顯示 數字6，讓要 LED-A、C、D、E、F、G亮起；
2.共陰極的公共端 要接地（給數據‘0’，或者是低電平）;
3.陽極（稱為位選端）根據LED的亮滅需求給 數據0或1（1亮、0滅） ，稱為 段碼（陽碼） (1011 1110 即為段碼)；
如果 共陽極連接，共陽極端 要接到 VCC（高電平），陰極給 數據0或1 （1滅，0亮），稱為 段碼（陰碼），和共陰極正好是相反關系；
四位一體數碼管
開發板上即為 四位一體的數碼管，且有兩個，正好組成了 八位數碼管；
而TX-1C上 包含的是六位數碼管，而非八位；
1.四位數碼管 也有 兩種連接方式，即 共陰極連接 和 共陽極連接 ；
2.四位數碼管，（每位的公共端 單獨引出來，位選端全部連在一起（所有A段連在一起、所有B段連在一起……），總共有12個引腳；
假設數碼管連接方式為 共陰極連接，如何在 第三位 顯示 數字1 ？
1.給第三位的公共端 賦值 0（低電平），給其他位的公共端 賦值 1（高電平）；
這樣等同於 其他位的公共端（負極）接到了正極上，無論如何都亮不了；只有第三位能亮；
2.這樣給 LED-B、C 的位選端 賦值 1，其他 位選端 賦值0
共陽極連接 即為 公共端 賦值 1（高電平）亮，其他以此類推；
3.發現這樣一個現象，數碼管無法在同一時間顯示多個數字，其在同一時刻下只能有一個顯示，
只有一個數碼管能被點亮，即使有多個被選中的數碼管，顯示的數字也是相同的；
這種共用引腳的現象，是為了減少控制數碼管IO口；
（四位數碼管有32個LED，如果都采用 共陰極連接 的方式，也要\(32+1（公共端）=33\)個引腳；）
（采用這種鏈接，就只需要12個引腳即可控制四位數碼管；）
如何讓數碼管多位顯示不同數字（動態數碼管顯示）？
1.利用 人眼視覺的暫留 和 數碼管顯示的余輝 的原理
先讓第一位數碼管顯示1，然后很快地讓第二位數碼管顯示2，再很快地讓第三位數碼管顯示3，
讓它不斷地掃描，重復顯示1、2、3的過程，這樣三個數字就“同時”顯示了；
原理分析
138譯碼器
1.觀察到 原理圖右圖 與數碼管有關的，有138譯碼器(74LS138)和74HC245兩枚芯片；
TX-1C的原理圖為左圖，也有兩個74HC573芯片與數碼管有關；
芯片名稱與功耗、電壓、說明符號有關，具體內容不做分析；
2.如圖，數碼管連接方式為 共陰極連接，這樣傳輸數據，就能讓第三位顯示 數字1 了；
3.而上面的 LED1 ~ 8，其實接在了138譯碼器的輸出端，138譯碼器正好可以實現讓LED1 ~ 8輸出 0或1；
LED1 ~ 8 對應了 TX-1C 六位數碼管的SEG DS 1 ~ 6；
4.138譯碼器可將LED 1 ~ 8的八個端口 轉化為 由 3個端口 （P22、P23、P24）控制，而G1、G2A、G2B端口 被 稱為 使能端；
使能端 相當於 一種開關，如果電平有效，它就可以工作；如果電平無效，它就不工作；
觀察原理圖發現，使能端是已經接好 VCC 和 GND 的，也就是說，其上電 其實就會工作
TX-1C的74HC573也是同理，但其並未壓縮 控制端口的數量；
5.138譯碼器也叫“38線譯碼器”，是由3個線到8個線，其中C是高位、A是低位，
CBA組成的數符合8進制，控制着Y0 ~ Y7 這8個端口；
6.所以，138譯碼器的作用就是用來選中某一位數碼管的
74HC245
1.74HC245是一種 雙向數據緩沖器，VDD、GND都可視為電源，OE為使能（其 接地 就工作）；
2.DIR（direction），是方向的意思，它接到了VCC（高電平）上，將數據從左邊輸出到右邊，從右邊將數據讀取回左邊；
DIR若接到低電平上，會將數據從右邊輸出到左邊，從左邊將數據讀取回右邊；
3.單片機的高電平 驅動能力有限，其輸出的最大電流不能太大；其低電平 驅動能力強；
因此，LED模塊才采用了 低電平點亮 的模式；
4.如果用高電平 直接點亮 數碼管，電流會很小，燈會很暗；所以其加一個緩沖器，緩沖器可以提高 其驅動能力，
如果直接將 數據 輸出 給 數碼管，數據就會被視為 驅動數據；現在增加了緩沖器，數據 就變成了 控制信號，
控制信號 只需要很微弱，緩沖器 就可以接收到，緩沖器再通過自己接到的電源，輸出 數據 到引腳上，
這樣控制的電流只需要非常小，就能驅動數碼管 以比較亮的形式顯示；
5.CC2電容 是用來 穩定電源的，叫電源濾波；
6.圖右有 一 排阻，阻值為100R（即為100Ω），作用為 限流電阻 ，防止數碼管的電流過大；
TX-1C既沒有電容，也沒有排阻；
原理總結
1.用 138譯碼器 使 數碼管 的某一位 被選中；
2.再給P0口一個 段碼數據；
TX-1C雖然用P0口控制 段碼輸入，但也用P0口控制 位選；
需要先用 P2.6口和P2.7口 控制 輸入數據 是 段碼 還是 位選；
P2.6口控制 段碼的輸入；P2.7口控制 位選的輸入；
例，給P2.6 數據1 （高電壓）、給P2.7 數據 0 （低電壓），就可以確定現在給數據是 段碼 ；
1.由TX-1C的原理圖可知，數碼管內 LED燈 與 P0端口 的順序關系：
(1)LED的名稱定義是通用無疑的;
(2)數碼管本身的引腳名稱不重要，重要的是 LED與哪個 P0 的 引腳 相連；
2.由TX-1C的原理圖可知， P0.0引腳 控制 數碼管的最左位，P0.5引腳控制 數碼管的最右位，
剩余引腳是沒有控制 數碼管 位選 的作用的，哪個P0 的 引腳 控制 六位數碼管的 哪位 很重要；
代碼實現
靜態數碼管顯示（讓數碼管第三位顯示3）.c
#include<reg51.h>
sbit D=P2^6; //段碼口
sbit W=P2^7; //位選口
void main(){
D=0;
W=1;
P0=0xFB;//1111 1011
W=0;
D=1;
P0=0x4F;//0100 1111
while(1);
}
下面寫出了一個通用函數，可以讓數碼管在 第幾個位置 顯示 哪個數
#include<reg51.h>
#define uchar unsigned char
sbit D=P2^6;
sbit W=P2^7;
void NixieTube(uchar wei,uchar duan){ //NixieTube是數碼管的英文
uchar WEI,DUAN; //(Nixie是女水妖的意思)
D=0;
W=1;
switch(wei){ //位選部分
case 1:WEI=0xFE; break;
case 2:WEI=0xFD; break;
case 3:WEI=0xFB; break;
case 4:WEI=0xF7; break;
case 5:WEI=0xEF; break;
case 6:WEI=0xDF; break;
}
P0=WEI;
W=0;
D=1;
switch(duan){ //段碼部分
case 0:DUAN=0x3F; break;
case 1:DUAN=0x06; break;
case 2:DUAN=0x5B; break;
case 3:DUAN=0x4F; break;
case 4:DUAN=0x66; break;
case 5:DUAN=0x6D; break;
case 6:DUAN=0x7D; break;
case 7:DUAN=0x07; break;
case 8:DUAN=0x7F; break;
case 9:DUAN=0x6F; break;
case 10:DUAN=0x77; break; //A
case 11:DUAN=0x7F; break; //B
case 12:DUAN=0x39; break; //C
case 13:DUAN=0x3F; break; //D
case 14:DUAN=0x79; break; //E
case 15:DUAN=0x71; break; //F
case 16:DUAN=0x80; break; //.
}
P0=DUAN;
}
void main(){
NixieTube(3,3);
while(1);
}
運行結果如下：
4-2 動態數碼管顯示
1.如果只是單純讓其顯示完一個再顯示一個，代碼如下：
#include<reg51.h>
#define uchar unsigned char
sbit D=P2^6;
sbit W=P2^7;
uchar Nixiewei[]={0,0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF};
uchar Nixiecode[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7F,0x39,0x3F,0x79,0x71,0x80};
//將兩個switch改進為數組
void NixieTube(uchar wei,uchar duan){
D=0;
W=1;
P0=Nixiewei[wei];
W=0;
D=1;
P0=Nixiecode[duan];
}
void main(){
while(1){
NixieTube(1,1);
NixieTube(2,2);
NixieTube(3,3);
}
}
運行結果如下：
2.這是一個數碼管的常見問題，稱為 數碼管的消影 ；
位選-->段選-->位選-->段選-->位選-->......
在這一位的段選 （輸入段碼）結束，進行下一位的位選時，很短的時間內，上一位的數據會串到下一位數據里面去；
所以我們在 段選和位選之間 ，增加一個 P0 清零 的操作；
動態數碼管顯示（數碼管同時顯示123）.c
#include<reg51.h>
#define uchar unsigned char
sbit D=P2^6;
sbit W=P2^7;
uchar Nixiewei[]={0,0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF};
uchar Nixiecode[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7F,0x39,0x3F,0x79,0x71,0x80};
void Delayms(unsigned int x){
unsigned int j;
for(;x>0;x--) for(j=110;j>0;j--);
}
void NixieTube(uchar wei,uchar duan){
D=0;
W=1;
P0=Nixiewei[wei];
W=0;
D=1;
P0=Nixiecode[duan];
Delayms(1); //讓數碼管 穩定顯示，立刻清零會讓數碼管 顯示較暗
P0=0; //清零操作
}
void main(){
while(1){
NixieTube(1,1);
NixieTube(2,2);
NixieTube(3,3);
}
}
運行結果如下：
相關知識
1.在運行某些代碼時，TX-1C的LED點陣模塊會亂閃
2.將左下角 DOT-OE旁的跳線帽 拔下來即可 斷開LED點陣模塊，
3.拔下來的跳線帽不要亂丟，可以 只插一個腳放在原處，也可以妥善保管在其他地方
上圖即為拔下來的跳線帽
1.此元件為電容；
2.104的數量規則與 第二節 所講的電容是相同的，其單位是pF
1000pF=1nF, 1000nF=1uF, 1000uF=1000mF, 1000mF=1F
F 是一個很大的單位，正常電容都是uF、nF級別的；超級電容能達到1 ~ 2 F，其一般作為備用電池；
3.TX-1C的原理圖上，電容的量都是直接用單位標記好的。
TM1640芯片：內部自帶顯存 掃描電路，單片機只需 通過兩根通訊線，按照它規定的 通訊協議 告訴它顯示什么即可；
74HC595（移位寄存器）驅動數碼管：通過 三根數據線和兩根電源線 就可控制 八個數碼管，可耗費單片機CPU時間，但可以很大地節省單片機的IO口；