单排数码管控制原理与实现方法详解
单排数码管控制原理与实现方法详解
单排数码管是一种常见的显示设备，广泛应用于各种电子设备中。与传统的共阴极或共阳极数码管相比，单排数码管具有IO引脚少、成本低、可以直接由单片机驱动等优点。本文将详细介绍单排数码管的控制原理和具体实现方法，帮助读者掌握这种显示设备的使用技巧。
单排引脚数码管
在电子设备中，数码管是一种常见的显示设备。传统的数码管通常采用共阴极或共阳极结构，每个数码管需要多个IO引脚进行控制，还需要额外的驱动芯片和译码器，成本较高。在某些特殊情况下，如IO资源紧张的场合，使用这种单排数码管可以大大节省IO资源和成本。
单排数码管可以直接由单片机驱动，只需要在IO引脚上加一个限流电阻即可。这种数码管的价格也不贵，非常适合在资源受限的场合使用。
一、控制原理
单排数码管的控制原理与传统的数码管有所不同。传统的数码管是通过控制每个段的高低电平来点亮或熄灭，而单排数码管则是通过每两个IO引脚相互配合使用来点亮一个段。
例如，要点亮DIG1的A段，需要控制数码管的pin1为低电平、pin6为高电平。同理，其他段的点亮也需要通过相应的IO引脚组合来实现。如果要显示数字0，就需要依次点亮A、B、C、D、E、F这6个LED。
需要注意的是，这里的“依次点亮”并不是同时点亮这些LED，而是通过快速切换来实现视觉上的同时点亮效果。这是单排数码管与普通数码管的一个重要区别。
在实际控制过程中，会遇到一个看似矛盾的问题：例如，要点亮数字0，需要控制多个LED，而这些LED的控制引脚会有重叠。例如，LED_A需要pin1为低电平，而LED_F需要pin1为高电平，这似乎产生了冲突。
解决这个问题的关键在于理解单排数码管的控制条件：点亮一个LED，只允许控制该LED的2个IO引脚有高低电平，不允许其他IO引脚有高低电平。
因此，在使用时不能同时初始化所有IO引脚为输出模式，而应该每次只设置需要使用的2个IO引脚为输出模式，其他未使用的IO引脚则设置为输入模式。这样可以避免不必要的LED被点亮。
二、具体操作流程
这里以STM8S105单片机为例，介绍具体的控制流程：
- 首先将所有用于数码管控制的IO引脚设置为输入模式，以确保没有电流输出。
- 对需要点亮的LED，将其对应的2个IO引脚设置为输出模式，并根据需要设置一个为高电平、另一个为低电平。
下面是具体的代码实现：
// 用于数码管的引脚重置--将所有IO引脚设置为浮空输入模式
void SMG_Pin_Reset(void)
{
// 浮空输入无中断
GPIO_Init(SMG_GPIO_PORT, (GPIO_Pin_TypeDef)(SMG_PIN1|SMG_PIN2|SMG_PIN3|SMG_PIN4|SMG_PIN5|SMG_PIN6), GPIO_MODE_IN_FL_NO_IT);
}
// HighPinNum 需要设定为高电平的引脚 LowPinNum需要设定为低电平的引脚
// 每次点亮新的LED时都要关闭所有SMG引脚 防止别的LED亮
void SMG_LEDN_Set(u8 HighPinNum,u8 LowPinNum)
{
SMG_Pin_Reset(); // 重置一次消除残影 关闭所有引脚
GPIO_Init(SMG_GPIO_PORT, SMG_GetPin(HighPinNum), GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_FAST);
GPIO_Init(S2M_GPIO_PORT, SMG_GetPin(LowPinNum), GPIO_MODE_OUT_PP_HIGH_FAST);
GPIO_Write(SMG_GPIO_PORT, SMG_GetPin(HighPinNum), Bit_SET);
GPIO_Write(SMG_GPIO_PORT, SMG_GetPin(LowPinNum), Bit_RESET);
}
通过上述方法，可以精确控制单排数码管的显示，实现各种数字和字符的显示效果。
本文详细介绍了单排数码管的控制原理和具体实现方法，希望对从事嵌入式开发或单片机编程的读者有所帮助。通过理解单排数码管的工作原理和控制方法，可以更好地利用这种显示设备，实现更高效、更低成本的电子设备设计。