通过STM32F1 芯片的IO 口控制板载的一个共阳数码管显示。

! C  p4 L4 P* O( @3 {

数码管介绍

    数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。数码管也称LED数码管，不同行业人士对数码管的称呼不一样，其实都是同样的产品。数码管按段数可分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元，也就是多一个小数点（DP），这个小数点可以更精确的表示数码管想要显示的内容；按能显示多少个（8）可分为1 位、2 位、3 位、4 位、5 位、6 位、7 位等数码管。按发光二极管单元连接方式可分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管，共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管，共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND 上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。

    了解LED 数码管的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。LED 数码管广泛用于仪表，时钟，车站，家电等场合。选用时要注意产品尺寸颜色，功耗，亮度，波长等。下面将介绍常用LED 数码管内部引脚图，如下图所示。

- a! X# _4 ?: W2 }7 E

    如果开发板上使用的是一个共阳数码管，即8 个LED 的阳极全部并联一起引出，阴极分别引出如A、B...DP。如果要让共阳极数码管显示数字0，即对应的段ABCDEF 要点亮即给它低电平，其他的段熄灭即给它高电平

硬件设计

    通常数码管模块电路如下图所示。

' O3 ]+ m1 p3 Z. B

    相同网络标号表示它们是连接在一起的，因此数码管的8 个段选口（A-DP）是连接在STM32 的PC0-7 管脚上，这个和LED 模块电路是共用PC0-7 引脚的，因此控制数码管时也会控制LED，控制LED 也会控制数码管。由于开发板上使用的数码管是共阳，所以要点亮对应的数码管段，需要让PC 引脚输出一个低电平。

    本章我们所要实现的功能是让数码管间隔1 秒显示0-F。

软件设计

• 数码管初始化函数
  
  + g% g* c) h* H/ X! ?
  

在工程中新建smg.c 文件，里面代码如下：

1. #include "smg.h"
   - U6 Y8 d" S1 `' @; b: v
2. /*************************************************************
   6 }; c$ n& [2 R) W* s
3. * 函数名: SMG_Init
   
4. * 函数功能: 数码管初始化
   , [, T" b5 ?2 ^
5. * 输入: 无
   
6. * 输出: 无
   
7. **************************************************************/
   & y+ ], t1 f  I& l& |
8. void SMG_Init()
   
9. {
   4 C8 y; C* i3 g. Z6 w4 X
10. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //声明一个结构体变量，用
    4 U2 u) v$ r4 g2 h8 N4 [1 N
11. 来初始化GPIO
    , |& Q$ Y$ z( z, o% B$ x. Q
12. /* 开启GPIO 时钟*/
    
13. RCC_APB2PeriphClockCmd(SMG_PORT_RCC,ENABLE);
    
14. /* 配置GPIO 的模式和IO 口*/
    
15. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=SMG_PIN; //选择你要设置的IO 口
    
16. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
    
17. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    9 o; B. C, A  G
18. GPIO_Init(SMG_PORT,&GPIO_InitStructure); /* 初始化GPIO */
    
19. }

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6 `, D/ L; i) _: a# l

    SMG_Init()函数用来初始化蜂鸣器的端口及时钟，同样的在函数内我们看到有几个参数不是库函数内的，这种情况一般是我们自己定义的宏，通常放在对应的头文件内，我们打开smg.h，可以看到如下代码：

1. #ifndef _smg_H
   3 Z: q" f: G4 m; ~1 N
2. #define _smg_H
   " j" ]1 E& _' e7 @: S
3. #include "system.h"
   
4. /* 数码管时钟端口、引脚定义*/
   
5. #define SMG_PORT GPIOC
   
6. #define SMG_PIN
   $ I: i4 b$ V4 J$ m. X2 N: j% \
7. (GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_
   7 y' x( F! w9 l% s" R
8. 5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7)
   
9. #define SMG_PORT_RCC RCC_APB2Periph_GPIOC
   8 ^* G; A* k1 A  G0 W
10. void SMG_Init(void);//数码管初始化
    - w5 f- |7 K5 K3 I6 j0 q
11. #endif

复制代码

1 b2 V# b- h$ P3 I+ E

    里面就将数码管的GPIO 端口及管脚进行了宏定义，这样做是方便大家移植程序，只需要对这个宏修改就能实现数码管的初始化修改。

2 F. I. A+ R1 v& N- S- z

主函数

    我们打开工程中main.c 文件，里面代码如下：

1. /************************************************************
   9 M( K. H( y& u& N$ Y* V* C
2. * 函数名: main
   
3. * 函数功能: 主函数
   5 `4 R4 T* U7 V' G
4. * 输入: 无
   
5. * 输出: 无
   
6. ************************************************************/
   9 o% ?* G5 U4 g( n7 i
7. int main()
   7 z1 M& @& n8 q. I
8. {
   
9.   u8 i=0;
   
10.   SysTick_Init(72);
    6 q4 a0 y8 V1 v, v& N9 D- U
11.   LED_Init();
    5 M0 v0 C0 T' V
12.   SMG_Init();
    ' m/ ?: f' R; E1 |, f
13.   while(1)
    / t6 B# _+ d+ _
14.   {
    # B# P" M& e2 u) R5 C6 Z7 |+ ~' I
15.     for(i=0;i<16;i++)
      ^) p5 c$ H. M; D1 Z# `( W
16.     {
    ; ^% C3 F0 {- `! }' k
17.       GPIO_Write(SMG_PORT,(u16)(~smgduan[i]));
    " X& s' P5 n% |9 Z# S1 ^
18.       delay_ms(1000);
    
19.     }
    
20.   }
    
21. }

复制代码

1 u8 Y" W6 d* j5 K$ B

    主函数实现的功能比较简单，首先将使用到的外设硬件进行初始化，然后进入while 循环，通过GPIO_Write 库函数将数码管段码数据发送到数码管段选口，我们将0-F 的段码数据存储在smgduan 数组内，这是共阴数码管的段码数据，而我们使用的数码管是共阳，只需要将此数据取反即可。smgduan 数组如下：

1. //0~F
   : U5 m2 O5 V; n3 b7 x
2. u8 smgduan[16]={0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07,0x7F, 0x6F, 0x77, 0x7C, 0x39, 0x5E, 0x79, 0x71};

复制代码

$ y; X4 c$ x; k4 p0 ~( |5 S

) F/ D9 r& [% y  M# @" ~