关键词：

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

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）。

实验目的：

点亮数码管，并实时显示程序运行的时间（秒）。

. `$ L- p2 {/ W: h# l

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：

+ _; @" X( {( w% s' w

代码展示：

1. int second = 0;
   ' C: t4 l3 j4 E2 M4 w, |5 _
2. void setup()
   8 Z# e" X0 X! u& \6 W$ b0 s
3. {
   & R/ @1 t( e3 D
4.   // put your setup code here, to run once:
   
5.     pinMode(1,OUTPUT);//A
   ! i$ o9 n: G- o! r5 m
6.     pinMode(2,OUTPUT);//B
   $ f7 G7 R/ N: W, p% I
7.     pinMode(3,OUTPUT);//C
   + ^& v/ C4 g" w6 ]- l
8.     pinMode(4,OUTPUT);//D
   . P4 m7 Y- r; j! n
9.     pinMode(5,OUTPUT);//E
   
10.     pinMode(6,OUTPUT);//F
    
11.     pinMode(7,OUTPUT);//G
    
12.     pinMode(8,OUTPUT);//DP
    ; I0 C6 @; |: N1 {; y: Q: o. X
13.    
    
14.     pinMode(19,OUTPUT);//1
    4 R: V" z) @  g% i+ w7 Q
15.     pinMode(18,OUTPUT);//2
    - N/ v* b4 Q: A' ~5 T" p% P$ W
16.     pinMode(17,OUTPUT);//3
    5 X, I' V; {7 z7 ~
17.     pinMode(16,OUTPUT);//4
    0 A, J$ u( y5 ?
18.    
    
19.    
    # m4 E7 r% k3 H$ [+ N2 ^
20.     digitalWrite(19,LOW);
    : C9 S' ~+ n' J2 L- F8 ~+ p
21.     digitalWrite(18,LOW);
    
22.     digitalWrite(17,LOW);
    
23.     digitalWrite(16,LOW);
    ' o. ?$ E) l9 i/ D
24. 
    & ]; U+ Q+ r, U6 x# b. Y0 L
25. }
    
26. 
    6 l9 ~; o3 L6 ]7 @- z+ o1 O* U4 o
27. 
    3 z8 q! O7 Q1 I3 m0 \' _
28. //void SevSegInit()
    ! m  w+ g1 P) M% x2 R. \% r
29. void showNum(int num, bool point=false)
    
30.     {   if(point)
    
31.         {
    8 u5 l. c! A1 t  e5 L) E0 H
32.             digitalWrite(8,HIGH);//DP,TRUE
    
33.         }else{
    4 }' ?5 y3 H, I( N
34.             digitalWrite(8,LOW);//DP,FALSE
    4 k% p' o9 o5 b: z5 Z* r+ L
35.             }
    
36.         switch(num)
    * d; M$ j# O# J( B9 u
37.         {
    ' ?: ~% L+ _' C5 x2 n) T2 q
38.             case 0:
    - }! E) i8 l' t/ T2 \
39.                 digitalWrite(1,HIGH);
    * w4 s( Y  c+ C$ G5 c, }
40.                 digitalWrite(2,HIGH);
    6 y6 z! C! r$ x! L3 k, q
41.                 digitalWrite(3,HIGH);
    
42.                 digitalWrite(4,HIGH);
    
43.                 digitalWrite(5,HIGH);
    
44.                 digitalWrite(6,HIGH);
    
45.                 digitalWrite(7,LOW);
    
46.                 break;
    
47.                
    
48.             case 1:
    
49.                 digitalWrite(1,LOW);
    
50.                 digitalWrite(2,HIGH);
    
51.                 digitalWrite(3,HIGH);
    
52.                 digitalWrite(4,LOW);
    
53.                 digitalWrite(5,LOW);
    
54.                 digitalWrite(6,LOW);
    ! u; S) Q5 C" u- R- F+ A. i
55.                 digitalWrite(7,LOW);
    . S' O; R- w; r2 @- ~
56.                 break;
    8 Y/ s! ^6 U% K1 _
57.                
    
58.             case 2:
    - d5 ^/ a2 Y1 V& G! A
59.                   //2
    2 q, J  q) W5 [5 W$ v
60.                 digitalWrite(1,HIGH);//A
    9 Q. y, C& P, q9 x6 `; k
61.                 digitalWrite(2,HIGH);//B
      b  o3 [. i$ K
62.                 digitalWrite(3,LOW);//C
    9 y& ?! O; H' ?" w1 V
63.                 digitalWrite(4,HIGH);//D
    & U) {% a" t: p/ J( g: C
64.                 digitalWrite(5,HIGH);//E
    9 a: f4 d6 Y6 ~5 X8 E. _* Z  ]5 z
65.                 digitalWrite(6,LOW);//F
    
66.                 digitalWrite(7,HIGH);//G
    
67.                 break;
    
68.                
    ' ]/ p6 J% ~% ?
69.             case 3:
    
70.                   //3
    1 K6 r  i$ Z& w$ l- K
71.                 digitalWrite(1,HIGH);//A
    
72.                 digitalWrite(2,HIGH);//B
    
73.                 digitalWrite(3,HIGH);//C
    - i  B1 p9 |( k( {2 g" `# j% m
74.                 digitalWrite(4,HIGH);//D
    . c: o# g. }, L! M7 c! ]
75.                 digitalWrite(5,LOW);//E
    4 _# h+ x( ]+ W9 x4 r
76.                 digitalWrite(6,LOW);//F
    
77.                 digitalWrite(7,HIGH);//G
    % X7 u7 I4 ?; c
78. 
    6 a7 ~1 b, y4 r9 E# x
79.         
    2 i3 e, h6 K( k1 {
80.                 break;
    ; _1 d: u5 e4 Q$ P1 k
81.                
    
82.             case 4:
    
83.                 digitalWrite(1,LOW);//A
    
84.                 digitalWrite(2,HIGH);//B
    
85.                 digitalWrite(3,HIGH);//C
    
86.                 digitalWrite(4,LOW);//D
    ; q7 k, |0 ~& G: O+ S4 [* B$ s7 \) v4 _
87.                 digitalWrite(5,LOW);//E
    
88.                 digitalWrite(6,HIGH);//F
    
89.                 digitalWrite(7,HIGH);//G
    ; [* Z% D: L" x; ~
90.                 break;
    
91.                
    6 C  M/ q1 ?  ?2 a
92.             case 5:
    ; k  T6 ~4 c; i6 S' i
93.                 digitalWrite(1,HIGH);//A
    
94.                 digitalWrite(2,LOW);//B
    
95.                 digitalWrite(3,HIGH);//C
    
96.                 digitalWrite(4,HIGH);//D
    
97.                 digitalWrite(5,LOW);//E
    ( t( Z# k. @, y
98.                 digitalWrite(6,HIGH);//F
    
99.                 digitalWrite(7,HIGH);//G
    1 m) m9 I- g. c
100.                 break;
     
101.             case 6:
     1 x  k. g" h" {% ?: T2 U
102.                 digitalWrite(1,HIGH);//A
     
103.                 digitalWrite(2,LOW);//B
     # n1 \' W+ E: @4 {
104.                 digitalWrite(3,HIGH);//C
     
105.                 digitalWrite(4,HIGH);//D
     
106.                 digitalWrite(5,HIGH);//E
     6 I4 @9 E: _/ o" Z1 r
107.                 digitalWrite(6,HIGH);//F
     9 `$ O- Q( X; G$ S) R
108.                 digitalWrite(7,HIGH);//G
     
109.                 break;
     
110.             case 7:
     
111.                 digitalWrite(1,HIGH);//A
     
112.                 digitalWrite(2,HIGH);//B
     
113.                 digitalWrite(3,HIGH);//C
     . u* K; _4 q/ E
114.                 digitalWrite(4,LOW);//D
     ' V! L0 z; a3 I: d- y6 M: \
115.                 digitalWrite(5,LOW);//E
     ) o- `6 q/ c* a2 _8 D/ D2 F
116.                 digitalWrite(6,LOW);//F
     # O( C7 i( S  y  E" I2 z$ L
117.                 digitalWrite(7,LOW);//G
     7 q5 F8 O; S9 ]3 u! C
118.                 break;
     
119.             case 8:
     
120.                 digitalWrite(1,HIGH);//A
     
121.                 digitalWrite(2,HIGH);//B
     
122.                 digitalWrite(3,HIGH);//C
     9 d- D; Y+ f! s- `8 c
123.                 digitalWrite(4,HIGH);//D
     7 s8 @; G7 E6 s* S
124.                 digitalWrite(5,HIGH);//E
     4 w+ S, a. F* x' G8 z
125.                 digitalWrite(6,HIGH);//F
     + O& Z$ Q0 V; l+ ]) t: W* D
126.                 digitalWrite(7,HIGH);//G
     
127.                 break;
     # s$ V5 l( `7 a0 A: y; c
128.             case 9:
     
129.                 digitalWrite(1,HIGH);//A
     ) b# }8 O2 I9 W  u7 w. M+ J
130.                 digitalWrite(2,HIGH);//B
     ! S, S8 A1 z* B: r. c* k. U
131.                 digitalWrite(3,HIGH);//C
       X, a. |% V& B& }. C
132.                 digitalWrite(4,HIGH);//D
     & A1 a6 z  k* @6 K" t
133.                 digitalWrite(5,LOW);//E
     * g/ k- [3 L' @! R/ m
134.                 digitalWrite(6,HIGH);//F
     / X0 O' L) j( I4 m
135.                 digitalWrite(7,HIGH);//G
     ) u6 {6 O8 a! E/ J
136.                 break;
     
137.         }
       I8 t4 }# a0 |# E
138.     }
     
139. 
     4 Y1 I4 D2 R  U+ u6 z" A
140. void setNum(int num)
     1 U" x; D9 F& b
141.     {
     ) y: g% u& Y; B; y- K3 v9 s
142.         
     
143.         int d0=num%10;
     7 w$ j& m. C* I0 h
144.         int d1=(num%100)/10;
     + L3 D- r- r$ U6 j
145.         int d2=(num/100)%10;
     : z" m3 R, J  \. x! ]3 q
146.         int d3=num/1000;
     9 Q' Q8 X- R& l% ]6 L* ?0 y
147.         
     
148.         
     
149.         int add=250;
     
150.         
     
151.         digitalWrite(19,LOW);
     
152.         for(int i=add;i--;i<0)
     
153.         {
     5 J% r( y4 ?0 N1 R
154.         showNum(d3);
     
155.         }
     ( J3 v0 p, Y0 \0 d
156.         digitalWrite(19,HIGH);
     
157.         
     9 `0 z/ x) Z8 ?
158.         digitalWrite(18,LOW);
     " ^( k* W  b( v1 h  l6 J2 _
159.         for(int i=add;i--;i<0)
     
160.         {
     
161.         showNum(d2);
     
162.         }
     * ]' c* H1 [1 K* W, x
163.         digitalWrite(18,HIGH);
     
164.         
     ( Q$ t3 y4 Y  d1 M
165.         digitalWrite(17,LOW);
     , ^' s2 K% {$ Z; c
166.         for(int i=add;i--;i<0)
     6 D) x1 Q3 T. s$ f3 e
167.         {
     8 C% E# e% P# r" G  u: V
168.         showNum(d1);
     
169.         }
     
170.         digitalWrite(17,HIGH);
     
171.         
     
172.         digitalWrite(16,LOW);
     
173.         for(int i=add;i--;i<0)
     
174.         {
     
175.         showNum(d0);
     2 P( P7 U- P! m. t5 J
176.         }
     8 q% w2 _% J4 [6 E
177.         digitalWrite(16,HIGH);
     " }, }) E% u; d3 a  b
178.         
     + U3 z0 d3 F" n4 @! `/ i# m( _' E
179.     }
       F; b9 ?# Z6 S  n/ K1 k* y
180.    
     ' \* T. s+ p2 Y1 \6 I7 P1 W9 o
181. void loop()
     
182. {
     7 y5 E) c8 P8 t8 f
183.   // put your main code here, to run repeatedly:
     
184.     setNum(second);
     
185.     second=millis()/1000;
     
186.    
     / P9 t% J# \( `5 e; G4 ^" ?* V
187. }

复制代码

实验效果：

6 D- S+ W1 @+ s! E

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。
IDE当前支持的功能有：

( o5 E/ }4 @% l+ v2 b. l+ p


4 f$ r+ T- l  S3 i: e
' O" K; y! i. V! p
• 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
  
• SWD\串口程序下载&调试（已验证）
  
• DFU程序下载方式（待验证）
  
  
• USB HID程序下载方式（待验证）
  - {5 }4 B3 C, p' }0 o5 V( H
  
• maple DFU程序下载方式（待验证）
  6 z9 @( u6 S: Q! {  i
  * c5 l: i0 ]" F: ?) L2 h, @7 L! [- r+ J
• maple DFU2程序下载方式（待验证）
  
  
• MassStorage程序下载方式（待验证）
  5 W3 y5 a0 V/ `* c1 W
  更多功能细节请前往www.stduino.com进行了解
  $ O8 N( k- C: w1 j  T3 v5 g. f: f

  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
      ]) Q. f/ ]' z5 w$ F
    ! t6 G2 q& U! [+ q" ]; i% A6 D

    更多功能集成正在进行中~

    
    
  
  

+ c& R0 i/ [$ F( ^