关键词：

51 ; STM32 ;Arduino ;Stduino单片机; Stduino UNO和Nano;四位数码管

4 I/ q" H/ z; k& D, L  f0 Q; Z

从大部分开始，我们将介绍更多的电子元件。其中大多数大家可能并不熟悉，但是如果你把前面的 37 个传感器都测试过了，这些对你来说不过是稍微复杂，繁琐一些。

学习这些扩展的电子元件，不需要从头到尾学习一遍。就是在你需要用到它的时候，知道有这么个东西，然后再来看看就好。原理很简单，会用就行。

说明：

数码管（七段显示器）能够显示 0〜9 十个字符，生活中进场在一些只需要显示数字的地方出现，例如电子秤，食堂刷卡终端，电梯楼层显示等等。数码管有多种型号，其中显示4 位数的为四位数码管。

在讲解四位数码管之前，我们先介绍一位数码管，也是最简单的一种。如下图：

一位数码管的数字共有七段，每一段实际是一独立的 LED ，因此数码管也被称为七段数码管。通过控制LED 输入的高低电平控制亮灭，从而变化出0〜9 这9 个字符（如下图）。

共阳极，即七段 LED 公共同一个阳极，那么通过控制每一段是否接地来控制亮灭（接地，则电路导通，点亮；反之交替）。共波长，即七段LED 共享同一个波导接地，然后通过控制每一段输入的高电平控制亮灭（如下图）。

有一些数码管带有 IC ，能够通过集成电路进行控制。但是这个数码管比较原始，一个七段数码管需要更长的IO 口，需要我们自己手动写每个一个字符的高配置。

四位数码管就是集合了四个单位的数码管，其也包括共阴型与共阳型两种。我们知道七段数码管需要插孔 IO 口，四位数码管每个数码管的数字不同，那么就需要进行单独控制。所以应该需要32 个IO 口，显然这会占用过多的端口。

实际，四位数码管每只有一个数码管显示字形，其他三个数码管断电不显示。四个数码管依次循环显示，当频率足够大时，人眼由于视觉残留的缘故，就会觉得四个数码管是同时点亮的，看到连续的显示效果。这就好像，，每个帧都是不同的，但是播放的速度足够快（ 24 帧每秒），人眼就会觉得画面动起来了。

这样，四位数码管只需要连接 12 个插座。其中有时用来控制单位数码管的8 个LED ，称为段码；另外四个用来控制选择点亮和熄灭的数码管（每次只有一个点亮）。

4 @* n4 |$ I! ]$ ]

实验目的：

点亮数码管，并实时显示程序运行的时间（秒）。

, g! f+ G" ?, b/ Q! M9 \& @) X

器材：

Stduino纳米/ UNO; 4 位数码管;杜邦线;面包板; 220 Ω电阻

电路连接：

4 O4 _$ h" v6 o% v" h$ Q  w) _

代码展示：

1. int second = 0;
   
2. void setup()
   / j% S6 _+ V  j3 m; M3 k
3. {
   
4.   // put your setup code here, to run once:
   % P* v: ~5 ?" {- g. b# Z2 g, q
5.     pinMode(1,OUTPUT);//A
   $ I9 ]2 H& I% g" p& a2 S% V2 o
6.     pinMode(2,OUTPUT);//B
   3 I  W2 O/ B1 @. f" n2 ^5 O3 m# _6 K6 V! B
7.     pinMode(3,OUTPUT);//C
   
8.     pinMode(4,OUTPUT);//D
   
9.     pinMode(5,OUTPUT);//E
   1 |5 f6 c/ C( m6 ?& X0 z& Q
10.     pinMode(6,OUTPUT);//F
    
11.     pinMode(7,OUTPUT);//G
    
12.     pinMode(8,OUTPUT);//DP
    
13.    
    ) L/ \9 W! e  p8 @4 @; ^; V& C
14.     pinMode(19,OUTPUT);//1
    
15.     pinMode(18,OUTPUT);//2
    , Y! e5 x& Y" C0 m' ~3 G- E
16.     pinMode(17,OUTPUT);//3
    : k) |2 D( q+ D7 z" Q- i
17.     pinMode(16,OUTPUT);//4
    % F6 r$ I# F' K& J$ o* y  l$ ~
18.    
    
19.    
    1 v! C/ C' y9 ~4 N
20.     digitalWrite(19,LOW);
    
21.     digitalWrite(18,LOW);
    2 ?3 h; i, p5 [+ s& i& B
22.     digitalWrite(17,LOW);
    ) _/ f5 w+ L6 `. F% x
23.     digitalWrite(16,LOW);
    " B( J' U& F/ X, i1 p% `# |# j
24. 
    
25. }
    
26. 
    " ~4 M& R1 B/ a: J7 Q9 \: _, C4 a
27. 
    
28. //void SevSegInit()
    1 ~) @( f4 W# }" g( U
29. void showNum(int num, bool point=false)
    
30.     {   if(point)
    
31.         {
    % q4 W6 l! ~& r" K3 k: {
32.             digitalWrite(8,HIGH);//DP,TRUE
    
33.         }else{
    & ]2 T) M2 E+ H* V9 M
34.             digitalWrite(8,LOW);//DP,FALSE
    : G- b$ D% O* h
35.             }
    
36.         switch(num)
    
37.         {
    
38.             case 0:
    * F( q2 M5 `$ T. [' P5 v5 m4 F
39.                 digitalWrite(1,HIGH);
    / I# f  H% ~8 U! R( |$ r
40.                 digitalWrite(2,HIGH);
    
41.                 digitalWrite(3,HIGH);
    
42.                 digitalWrite(4,HIGH);
    $ D+ G. h+ f, D1 P& x7 v  x9 K2 i
43.                 digitalWrite(5,HIGH);
    - j9 b1 r. t+ m
44.                 digitalWrite(6,HIGH);
    ' @. {4 F2 K3 Z& x
45.                 digitalWrite(7,LOW);
    
46.                 break;
    
47.                
    
48.             case 1:
    
49.                 digitalWrite(1,LOW);
    
50.                 digitalWrite(2,HIGH);
    
51.                 digitalWrite(3,HIGH);
    3 X8 B/ w" {* P8 I
52.                 digitalWrite(4,LOW);
    
53.                 digitalWrite(5,LOW);
    : H# Z+ e, X. c
54.                 digitalWrite(6,LOW);
    6 d! Y; n$ [  S4 \! Y
55.                 digitalWrite(7,LOW);
    / g6 e5 ^. y$ n" g$ j: r, Z
56.                 break;
    - t! G; i1 J3 R; V! e
57.                
    
58.             case 2:
    
59.                   //2
    ; p. k. c( ?3 L
60.                 digitalWrite(1,HIGH);//A
    # v5 v9 e  }1 d% e& L
61.                 digitalWrite(2,HIGH);//B
    3 S# }: b4 L' ~! B7 r# r5 g( d
62.                 digitalWrite(3,LOW);//C
    9 B3 {# _' g+ K( k1 V
63.                 digitalWrite(4,HIGH);//D
    
64.                 digitalWrite(5,HIGH);//E
    ! ^5 A/ k3 T: O9 F2 [
65.                 digitalWrite(6,LOW);//F
    % b, x+ h" J/ T/ l- s
66.                 digitalWrite(7,HIGH);//G
    
67.                 break;
    
68.                
    
69.             case 3:
    
70.                   //3
    9 ]( {: }! a$ k" E4 Y  x' u
71.                 digitalWrite(1,HIGH);//A
    
72.                 digitalWrite(2,HIGH);//B
    
73.                 digitalWrite(3,HIGH);//C
    . S" L$ I. K; y* S: N
74.                 digitalWrite(4,HIGH);//D
    ! Q$ i4 [! c9 Z4 A
75.                 digitalWrite(5,LOW);//E
    ; U; {; @0 W: H0 o. Q7 u* N4 M
76.                 digitalWrite(6,LOW);//F
    
77.                 digitalWrite(7,HIGH);//G
    ) v- y% ]/ Q6 r0 z$ c$ K+ i
78. 
    
79.         
    4 y3 h/ [- e+ v2 t+ H8 U
80.                 break;
    8 }* {6 g% T  l( a. m, O
81.                
    
82.             case 4:
    
83.                 digitalWrite(1,LOW);//A
    . I" N) x8 x. C* {
84.                 digitalWrite(2,HIGH);//B
    
85.                 digitalWrite(3,HIGH);//C
    
86.                 digitalWrite(4,LOW);//D
    
87.                 digitalWrite(5,LOW);//E
    . Q7 C& [* ~0 Y, L8 J$ R
88.                 digitalWrite(6,HIGH);//F
    
89.                 digitalWrite(7,HIGH);//G
    ' w2 E: Y) |- S, f
90.                 break;
    
91.                
    
92.             case 5:
    
93.                 digitalWrite(1,HIGH);//A
    + _/ d. R3 h9 Z+ z4 D
94.                 digitalWrite(2,LOW);//B
    
95.                 digitalWrite(3,HIGH);//C
    
96.                 digitalWrite(4,HIGH);//D
    : @, M' y6 |' A, V
97.                 digitalWrite(5,LOW);//E
    6 `* X& P$ A: W, G$ n
98.                 digitalWrite(6,HIGH);//F
    
99.                 digitalWrite(7,HIGH);//G
    
100.                 break;
     
101.             case 6:
     
102.                 digitalWrite(1,HIGH);//A
     
103.                 digitalWrite(2,LOW);//B
     
104.                 digitalWrite(3,HIGH);//C
     
105.                 digitalWrite(4,HIGH);//D
     + k, Q2 G. Q. |5 z: y5 V! ]$ X. ?
106.                 digitalWrite(5,HIGH);//E
     
107.                 digitalWrite(6,HIGH);//F
     2 ]" _  q( q1 b; c& r
108.                 digitalWrite(7,HIGH);//G
     
109.                 break;
     5 v& }$ H, q# D8 Q' F7 Y& w( v7 p
110.             case 7:
     
111.                 digitalWrite(1,HIGH);//A
     
112.                 digitalWrite(2,HIGH);//B
     
113.                 digitalWrite(3,HIGH);//C
     
114.                 digitalWrite(4,LOW);//D
     0 D6 x& s8 k* P, N: y
115.                 digitalWrite(5,LOW);//E
     
116.                 digitalWrite(6,LOW);//F
     - i: q/ b  b5 r% h3 C; q* H
117.                 digitalWrite(7,LOW);//G
     * t8 L6 G$ B" C+ p# q7 J
118.                 break;
     
119.             case 8:
     , |# @) r5 O8 W; x. e! l2 C
120.                 digitalWrite(1,HIGH);//A
     . G% f% T: K' ~$ d9 H
121.                 digitalWrite(2,HIGH);//B
     
122.                 digitalWrite(3,HIGH);//C
     : M* L. S  x5 W2 h0 A& f: u, g- S
123.                 digitalWrite(4,HIGH);//D
     ) \# Q4 r4 J" e; c+ r; W3 T
124.                 digitalWrite(5,HIGH);//E
     5 {# s# f+ l2 o) V1 ^1 G% Y. H  s
125.                 digitalWrite(6,HIGH);//F
     ' s8 |/ k( }/ I2 S6 S9 X
126.                 digitalWrite(7,HIGH);//G
     8 x5 S( F9 [* n, {4 g  v
127.                 break;
     4 H8 q$ b+ i. [
128.             case 9:
     1 q8 k9 U; @# ^& W; `& P
129.                 digitalWrite(1,HIGH);//A
     7 ^2 R+ c" [" T8 o
130.                 digitalWrite(2,HIGH);//B
     
131.                 digitalWrite(3,HIGH);//C
     
132.                 digitalWrite(4,HIGH);//D
     
133.                 digitalWrite(5,LOW);//E
     
134.                 digitalWrite(6,HIGH);//F
     4 h- [) T* `/ y$ a9 i0 d
135.                 digitalWrite(7,HIGH);//G
     
136.                 break;
     - v# s- _' e" _! g1 L8 f- `
137.         }
     
138.     }
     
139. 
     , B7 X5 {( i9 c) E1 k/ |
140. void setNum(int num)
     
141.     {
     
142.         
     
143.         int d0=num%10;
     4 \; s3 j3 u! S- g6 q! n4 e' q7 c
144.         int d1=(num%100)/10;
     
145.         int d2=(num/100)%10;
     
146.         int d3=num/1000;
     # P2 [/ x+ z! C4 c, H, z
147.         
     4 y8 j  b0 K" \0 o6 p
148.         
     
149.         int add=250;
     " M7 C( X, {# r! ^- k' v! u
150.         
     0 b; K' |  g$ f5 m; _2 |- w. w! S' a
151.         digitalWrite(19,LOW);
     
152.         for(int i=add;i--;i<0)
     
153.         {
     
154.         showNum(d3);
     7 Y! s+ ?- s1 f4 P1 q! s& B; ~3 F2 K- Y
155.         }
     
156.         digitalWrite(19,HIGH);
     
157.         
     
158.         digitalWrite(18,LOW);
     ) t) Y9 b2 ~+ K- x' U* U, T! D- N
159.         for(int i=add;i--;i<0)
     " E4 `! T* }7 |- e5 x" K" x
160.         {
     
161.         showNum(d2);
     : U8 r  l( K7 e" {& Q2 S; I
162.         }
     : Z/ z# B- C) q3 l" p
163.         digitalWrite(18,HIGH);
     6 P6 y6 d, o# N2 [2 u8 G& s" w
164.         
     
165.         digitalWrite(17,LOW);
     6 y: d- ]1 v! m2 s8 R
166.         for(int i=add;i--;i<0)
     & ]. \9 l% q5 S& z
167.         {
     
168.         showNum(d1);
     
169.         }
       }; V6 E5 w1 b$ z" W1 x
170.         digitalWrite(17,HIGH);
     ) \  ^1 e9 Y* ~: v. M- x
171.         
     
172.         digitalWrite(16,LOW);
     
173.         for(int i=add;i--;i<0)
     3 Q+ M. F0 l- x- @" p
174.         {
     % T* ^4 P+ }% e  {
175.         showNum(d0);
     
176.         }
     
177.         digitalWrite(16,HIGH);
     ! q2 {3 F  d" l* b; U: d7 x
178.         
     ! f* `$ F# m, Y5 a8 b( v1 y
179.     }
     6 c9 q- p. [, X
180.    
     
181. void loop()
     
182. {
     
183.   // put your main code here, to run repeatedly:
     
184.     setNum(second);
     ( X* \  h( a8 L. t1 T
185.     second=millis()/1000;
     " G2 A1 p. {1 x7 C" K
186.    
     
187. }

复制代码

实验效果：

9 b* q- N: l0 E# Z& N; Q# q
  P) a& p0 B5 V9 |( V

Stduino IDE是一款面向32位处理器快速入门学习的集成开发平台，目前已经支持Arduino_Core_STM32框架，集聚快捷、高效、免费、开源、易得于一身，软件还集成了GDB调试功能。
  Q) [7 s. O- x2 c* N1 fIDE当前支持的功能有：

& U) x/ Q) |2 r' v




4 d( X. r$ ~1 ], K
• GDB调试
• 封装库下载安装
• 代码自动补全提示
• 中英文模式
• UTF-8\GBK编码格式
• 代码快速格式化
  9 o* P" B" n; B
• SWD\串口程序下载&调试（已验证）
  " p4 s4 j7 A' b# M) S6 E, \
• DFU程序下载方式（待验证）
  
  
• USB HID程序下载方式（待验证）
  
  
• maple DFU程序下载方式（待验证）
  6 ^& ?4 H  K* i7 u+ k
  " i8 d& f7 h3 {) C2 ^, ~
• maple DFU2程序下载方式（待验证）
  4 P% y- ?7 O  y6 ^+ G4 Q
  / G, J2 M! v* I* @/ m$ e, b
• MassStorage程序下载方式（待验证）
  ' j+ e, v5 a5 C' z: b
  " f$ ^  E$ e$ s& Y更多功能细节请前往www.stduino.com进行了解
  

  已经支持的芯片&板型列表:

  
  
  • Stduino UNO&Nano
  • Nucleo 144 boards
  • Nucleo 64 boards
  • Nucleo 32 boards
  • Discovery boards
  • Eval boards
  • STM32MP1 series coprocessor boards
  • Generic STM32F0 boards
  • Generic STM32F1 boards
  • Generic STM32F3 boards
  • Generic STM32F4 boards
  • Generic STM32H7 boards
  • Generic STM32L0 boards
  • 3D printer boards
  • LoRa boards
  • Electronic Speed Controller boards
  • Generic flight controllers
  • Garatronics boards
  • Midatronics boards
    " E+ P# o4 w' D6 a; d
    

    更多功能集成正在进行中~