【Proteus仿真】数码管控制系列仿真——单个数码管控制/多数码管控制

目录

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0.1例子1：控制单个数码管显示0-9

0.2例子2：8个数码管控制显示

0.3例子3：8只数码管闪烁显示数字串

0.4例子4：数码管滚动显示数字串

1基础知识补充

1.1 数码管基础知识

1.1.1外观与引脚

1.1.2 共阴（CC） vs 共阳（CA）

1.1.3段码表（以数字1为例）

1.1.4驱动方式

1.1.5 多连排数码管动态扫描

1.1.6 快速排查清单

2例子1：控制单个数码管显示0-9

2.1电路原理图

2.1.1电路组成及接线

2.2控制程序

2.2.1控制程序步骤

2.2.3源代码

3例子2：8个数码管控制显示

2.1电路原理图

2.1.1电路组成及接线

3.2控制程序

3.2.1控制程序步骤

3.2.2源代码

4例子3：8只数码管闪烁显示数字串

4.1电路原理图

4.1.1电路组成及接线

4.2控制程序

4.2.1控制程序步骤

4.2.2源代码

5例子4：数码管滚动显示数字串

5.1电路原理图

5.2.2源代码

  7 硬件工程师笔试面试相关文章链接(部分链接)

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摘要：本文系统介绍了7段数码管的原理与应用，重点讲解了共阴/共阳数码管的区别、段码表生成方法及四种典型控制案例。内容包括：单个数码管0-9循环显示（直连IO）、8位数码管动态扫描（0-7滚动显示）、数字串闪烁显示和左移滚动显示三种效果实现。每个案例均提供完整的电路原理图、控制流程和51单片机C语言源代码，涉及动态扫描、环形队列等关键技术。文章还详细介绍了数码管驱动方式选择、常见问题排查方法等实用知识，为电子设计初学者提供了全面的数码管应用参考方案。

0案例视频效果展示

0.1例子1：控制单个数码管显示0-9

例子10：控制单个数码管显示0-9

0.2例子2：8个数码管控制显示

例子11：8个数码管控制显示

0.3例子3：8只数码管闪烁显示数字串

例子12：8只数码管闪烁显示数字串

0.4例子4：数码管滚动显示数字串

例子13：数码管滚动显示数字串

1基础知识补充

1.1 数码管基础知识

7段数码管（7-segment display）是最常见的数字显示器件之一，广泛用于仪表、时钟、计数器等场合。

1.1.1外观与引脚

如上图所示，7个发光段分别命名为 a、b、c、d、e、f、g（顺时针方向排列），再加一个小数点 dp。

引脚排列没有统一标准，务必看数据手册或用万用表「二极管档」量：红笔固定接公共端，黑笔依次碰其它脚，某一段亮就说明该脚对应段。

1.1.2 共阴（CC） vs 共阳（CA）

共阴：所有 LED 阴极并在一起 → 公共脚接 GND，要点亮某段就给该段阳极送高电平（+V）。

共阳：所有 LED 阳极并在一起 → 公共脚接 +V，要点亮某段就给该段阴极送低电平（GND）。

记忆口诀：
共阴 = “给1亮”
共阳 = “给0亮”

1.1.3段码表（以数字1为例）

数字1需要点亮 b、c 两段。

类型	a b c d e f g dp	十六进制	说明
共阴	0 1 1 0 0 0 0 0	0x06	b、c=1，其余=0
共阳	1 0 0 1 1 1 1 1	0xF9	b、c=0，其余=1

完整段码速查：
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
共阴：0x3F 0x06 0x5B 0x4F 0x66 0x6D 0x7D 0x07 0x7F 0x6F
共阳：取反即可（~共阴 & 0xFF）

1.1.4驱动方式

A. 直连IO（最简单，占用IO多）
一个段一根线，共阴或共阳公共端固定接GND/VCC。
适合单个数码管、教学实验。

B. 译码/驱动芯片
74HC47（BCD→7段，共阳）
CD4511（BCD→7段，带锁存，共阴）
TM1637、MAX7219（集成扫描与亮度调节）

C. MCU+三极管/MOS（动态扫描多个位）
节省IO：段线共用，位选线轮流导通。
需要定时刷新（>100 Hz 无闪烁）。

1.1.5 多连排数码管动态扫描

以4位共阴为例：

12个IO：8段+4位选

流程：

关所有位（位选高）

送第N位段码

打开第N位（位选低）

延时1~2 ms

回到1，循环

伪代码：

const uint8_t seg_cc[] = {0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};void display_4digit(uint16_t val){for(uint8_t pos=0; pos<4; pos++){set_digit_OFF();output_SEG(seg_cc[val%10]); // 输出段码set_digit_ON(pos);          // 打开位delay_ms(2);val /= 10;}}

1.1.6 快速排查清单

不亮：检查公共端电压、限流电阻（每段330 Ω~1 kΩ）。

乱亮：段码高低反了（把共阴/共阳搞反）。

闪烁：动态扫描频率太低，提高刷新或加定时器中断。

2例子1：控制单个数码管显示0-9

实现功能：循环显示0-9

本质：控制I/O口高低电平点亮数码管对应的LED灯段

2.1电路原理图

2.1.1电路组成及接线

名称	接线
AT89C51单片机	XTAL1/XTAL2—>连接晶振电路 RST—>连接复位电路 P0.0-P0.7—>连接数码管/排阻
复位电路
晶振电路
排阻
单个数码管

2.2控制程序

2.2.1控制程序步骤

库文件

数字(0-9)对应16进制

延时函数

主程序(0-9循环显示)

2.2.3源代码

//循环显示0-9#include<reg51.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code DSY_CODE[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff};//延时void DelayMS(uint x){uchar t;while(x--) for(t=0;t<120;t++);}//主程序void main(){uchar i=0;P0=0x00;while(1){ /* for(;i<11;i++){ P0=~DSY_CODE[i]; DelayMS(300);}  //注:另一方案 */P0=~DSY_CODE[i];i=(i+1)%10;DelayMS(300);}}

3例子2：8个数码管控制显示

实现功能：数码管从左到右依次滚动显示0~7，每次仅循环选通一只数码管

本质：控制I/O口高低电平点亮数码管对应的LED灯段

2.1电路原理图

2.1.1电路组成及接线

名称	接线
AT89C51单片机	XTAL1/XTAL2—>连接晶振电路 RST—>连接复位电路 P0.0-P0.7—>数码管段(ABCDEFG/DP) P2.0-P2.7—>三极管数码管驱动电路 1-8(数码管位)—>三极管数码管驱动电路
复位电路
晶振电路
8数码管
三极管数码管驱动电路

3.2控制程序

3.2.1控制程序步骤

库文件

引脚输出对应16进制码值

主程序(数码管从左到右依次滚动显示0~7，每次仅循环选通一只数码管)

3.2.2源代码

//功能：数码管从左到右依次滚动显示0~7，每次仅循环选通一只数码管#include<reg51.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code DSY_CODE[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};//延时void DelayMS(uint x){uchar t;while(x--) for(t=0;t<120;t++);}//主程序void main(){uchar i,wei=0x80;while(1){for(i=0;i<8;i++){P2=0xff;      //关闭显示wei=_crol_(wei,1);P0=DSY_CODE[i];  //发送数字段码P2=wei;               //发送位码DelayMS(300);}}}

4例子3：8只数码管闪烁显示数字串

实现功能：8只数码管闪烁显示数字串(数码管闪烁显示由0~7构成的一串数字)

本质：控制I/O口高低电平点亮数码管对应的LED灯段

4.1电路原理图

4.1.1电路组成及接线

名称	接线
AT89C51单片机	XTAL1/XTAL2—>连接晶振电路 RST—>连接复位电路 P0.0-P0.7—>数码管段(ABCDEFG/DP) P2.0-P2.7—>三极管数码管驱动电路 1-8(数码管位)—>三极管数码管驱动电路
复位电路
晶振电路
8数码管
三极管数码管驱动电路

4.2控制程序

4.2.1控制程序步骤

库文件

段码表和位码表定义

延时函数

主程序(8只数码管闪烁显示数字串)

4.2.2源代码

//功能：8只数码管闪烁显示数字串(数码管闪烁显示由0~7构成的一串数字)本例用动态刷新法显示一串数字，在停止刷新时所有数字显示消失。#include<reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int//段码表uchar code DSY_CODE[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};//位码表uchar code DSY_IDX[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80};//延时void DelayMS(uint x){uchar t;while(x--) for(t=0;t<120;t++);}//主程序void main(){uchar i,j;while(1){for(i=0;i<30;i++){      for(j=0;j<8;j++){P0=0xff;P0=DSY_CODE[j];  //发送段码P2=DSY_IDX[j];        //发送位码DelayMS(2);}}P2=0x00;   //关闭所有数码管并延时DelayMS(1000);}}

5例子4：数码管滚动显示数字串

实现功能：数码管向左滚动显示3个字符构成的数字串

本质：控制I/O口高低电平点亮数码管对应的LED灯段

5.1电路原理图

5.1.1电路组成及接线

名称	接线
AT89C51单片机	XTAL1/XTAL2—>连接晶振电路 RST—>连接复位电路 P0.0-P0.7—>数码管段(ABCDEFG/DP) P2.0-P2.7—>三极管数码管驱动电路 1-8(数码管位)—>三极管数码管驱动电路
复位电路
晶振电路
8数码管
三极管数码管驱动电路

5.2控制程序

5.2.1控制程序步骤

库文件

段码表定义

延时函数

主程序(8只数码管闪烁显示数字串并进行移位)

5.2.2源代码

//功能：数码管向左滚动显示3个字符构成的数字串#include<reg51.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int//段码表uchar code DSY_CODE[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff};//下面数组看作环形队列，显示从某个数开始的8个数（10表示黑屏）uchar Num[]={10,10,10,10,10,10,10,10,2,9,8};//延时void DelayMS(uint x){uchar t;while(x--) for(t=0;t<120;t++);}//主程序void main(){uchar i,j,k=0,m=0x80;while(1){       //刷新若干次，保持一段时间的稳定显示for(i=0;i<15;i++){      for(j=0;j<8;j++){       //发送段码，采用环形取法，从第k个开始取第j个P0=0xff;P0=DSY_CODE[Num[(k+j)%11]]; m=_crol_(m,1);P2=m;      //发送位码DelayMS(2);}}k=(k+1)%11;    //环形队列首支针k递增，Num下标范围0~10，故对11取余}}

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