通过STM32F1 芯片的IO 口控制板载的一个共阳数码管显示。

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。

    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。

0 t, h3 x5 G! E! ]! c

    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
  
  
  ' q* P, ?8 E' @/ q% O

在工程中新建smg.c 文件，里面代码如下：

1. #include "smg.h"
   ; {5 V2 B1 t0 }/ ?+ N2 o# {
2. /*************************************************************
   8 C7 D  Y& J6 _! G: S5 C# d
3. * 函数名: SMG_Init
   
4. * 函数功能: 数码管初始化
   $ \3 ]9 G/ D  }& c5 C
5. * 输入: 无
   
6. * 输出: 无
   ! N7 L. s- q1 x% N) E( x+ e
7. **************************************************************/
   
8. void SMG_Init()
   
9. {
   2 R, g2 T1 J( Z: Q6 q" R: A
10. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //声明一个结构体变量，用
    ! b4 I- v. f0 [
11. 来初始化GPIO
    2 M, m9 L1 u+ d. _' {
12. /* 开启GPIO 时钟*/
    
13. RCC_APB2PeriphClockCmd(SMG_PORT_RCC,ENABLE);
    6 V. F$ _  H( @% U
14. /* 配置GPIO 的模式和IO 口*/
    / S: O+ }' o5 t8 V8 P: c4 ]4 J7 C, t; Q
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;
    
18. GPIO_Init(SMG_PORT,&GPIO_InitStructure); /* 初始化GPIO */
    
19. }

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7 I8 X9 k7 o9 j, A7 u. y0 s* ^

    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
   1 k# A9 n3 n: Y8 X+ H6 n/ ^( O
2. #define _smg_H
   $ x2 @& x0 M0 Z0 p" x
3. #include "system.h"
   
4. /* 数码管时钟端口、引脚定义*/
   
5. #define SMG_PORT GPIOC
   # Q) D. E, d, L5 O# f  A- o
6. #define SMG_PIN
   : V; B4 \; v# U
7. (GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_
   5 v( R/ t$ j3 N5 o/ y5 w
8. 5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7)
   
9. #define SMG_PORT_RCC RCC_APB2Periph_GPIOC
   ( ~7 E9 G( F- m6 P9 Z
10. void SMG_Init(void);//数码管初始化
    8 F/ `% p  L3 P. L9 V/ J8 C8 S
11. #endif

复制代码

    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。

  ]% F9 t' @- A2 S* A; t

主函数

    我们打开工程中main.c 文件，里面代码如下：

1. /************************************************************
   
2. * 函数名: main
   1 ?- m7 {- B. w+ l8 a
3. * 函数功能: 主函数
   
4. * 输入: 无
   
5. * 输出: 无
   
6. ************************************************************/
   
7. int main()
   
8. {
   
9.   u8 i=0;
   . Q( G! s0 f% P3 `* d, H
10.   SysTick_Init(72);
    
11.   LED_Init();
    
12.   SMG_Init();
    ; B, G( ^9 ^! z6 m+ k8 O
13.   while(1)
    
14.   {
    
15.     for(i=0;i<16;i++)
    
16.     {
    9 y( `) N6 o% ^
17.       GPIO_Write(SMG_PORT,(u16)(~smgduan[i]));
    6 T) U, f+ s: {' i  a; E1 t6 p
18.       delay_ms(1000);
    
19.     }
    
20.   }
    
21. }

复制代码

    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
   " j4 E1 {2 J$ y. ]. ]
2. u8 smgduan[16]={0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07,0x7F, 0x6F, 0x77, 0x7C, 0x39, 0x5E, 0x79, 0x71};

复制代码

, L2 S# |3 @$ K) y' L

: B8 w3 W0 B( X; {/ g/ K, `. s! D