疯壳MSP430实验教程2数码管实验

目录

第一节 数码管介绍 3

第二节 GPIO基础寄存器介绍 4

第三节 实验 6

第四节 实验现象 8

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第一节 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。

数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。

1.静态显示驱动

静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×8=40根I/O端口来驱动，要知道一个89S51单片机可用的I/O端口才32个，实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。

2.动态显示驱动

数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是哪个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。

第二节 GPIO基础寄存器介绍

1. 输入寄存器PxIN

   PxIN：位7~0  数据输入，只读寄存器。

2. 输出寄存器PxOUT

   PxOUT：位7~0  Px 口输出

                  当 IO 口配置为输出模式时：

                  0，输出低电平；

                  1，输出高电平；

                  当 IO 口配置为输入模式并且上拉/下拉使能时：

                  0，下拉；

                  1，上拉。

   3.方向寄存器PxDIR
   
    

   PxDIR：位7~0  Px口的方向

                 0，配置为输入；

                 1，配置为输出。

   4.上拉/下拉电阻使能寄存器PxREN

   
    

   PxREN：位7~0  Px上拉/下拉电阻使能。当对应的端口配置为输入，设置该位将

                 使能上拉或者下拉。

                 0，上拉或者下拉无效；

                 1，上拉/下拉使能。

   5.驱动能力寄存器PxDS

   

   PxDS：位7-0  Px口输出驱动能力

                0，减弱输出驱动能力

            1，全力输出驱动能力

       详细的寄存器介绍可以参考官方数据手册中的相关章节。
    

   第三节 实验

   数码管选用两位的8段共阳数码管。驱动管选用8550三极管，段位使用74HC573锁存器，具体硬件电路图如下图所示：
   
    

   开发接口连接可以参考《开发接口连接教程》，路径为：..\MSP430\0.从这里开始\2.快速上手。

   开发板供电可以参考《如何上电》教程，路径为：..\MSP430\0.从这里开始\0.开机测试。

   下面打开数码管实验工程文件Digital_Tube.eww，路径为：..\MSP430\03 教程\02 数码管，如下图所示：
   
   打开之后，点击编译按钮，下方出现编译完成并且没有错误之后，点击DEBUG按钮进行仿真调试，同时程序也下载进单片机中，如下图所示：

   
   
   进入仿真之后就可以看到仿真界面，如下图所示：
   
   点击全速云心按钮，运行程序，可以进行暂停或者停止操作，如下图所示：

   第四节 实验现象

   完成第三节的操作之后，就会看到数码管开始计数。

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