2019年10月10日 | MSP430程序库<九>数码管显示

数码管也是单片机系统最常用的输出设备之一(还有液晶、发光二极管等)。七段(这里用的是8段，有小数点)数码管可以完成显示0-9数字和一部分的英文字符如：A、b。本文实现的程序完成显示数字和可显示的英文字符；同时完成数码管显示的printf函数的移植，以支持printf的格式化字符等好用的特点（我用的数码管8个排为一排，方便数字等的显示）。

硬件介绍：

这里所用到的硬件资源包括8个数码管、和msp430单片机的两个8位IO口(这里用的是P3和P5口，如有改变，可以通过宏定义更改)。

数码管是8个共阴的数码管，a-h 8段通过一个200Ω的电阻接到430单片机的P5口。共阴端是由单片机的P3口控制，单片机的一位IO通过一个三极管接到数码管的共阴端，以完成位选。

单片机的P3口时数码管的位选口，某位为高则选中；P5口时段选口；要数码管显示时，通过P3位选，选中某个数码管亮，P5段选选择8段（a-h）中的那些亮，从而控制某一位显示数字或字符。

要同时显示多个数码管，就要动态扫描；动态扫描时，本程序选用的是由看门狗的中断扫描显示：每1.9ms显示其中的一位，动态扫描显示每一位，从而让数码管看起来是同时亮的。

程序实现：

数码管显示首先要有一个数码管显示的断码表（完成数字和字符到数码管段值的表），程序中采用了《MSP430系列单片机系统工程设计与实践》这本书推荐的方式实现的这个数码表：先用宏定义定义每段对应的单片机要输出的段值，然后再实现是个表，当硬件改变时，只需更改前面的每段的段值定义即可，改动的地方少了很多，代码如下：

/*宏定义，数码管a-h各段对应的比特，更换硬件只用改动以下8行*/

#define a       0x01                            //  AAAA

#define b       0x02                            // F    B

#define c       0x04                            // F    B

#define d       0x08                            //  GGGG

#define e       0x10                            // E    C

#define f       0x20                            // E    C

#define g       0x40                            //  DDDD  HH

#define h       0x80        //小数点

/*用宏定义自动生成段码表，很好的写法，值得学习*/

/*更换硬件无需重写段码表*/

const char Tab[] = {

    a + b + c + d + e + f,                  // Displays "0"

    b + c,                                  // Displays "1"

    a + b + d + e + g,                      // Displays "2"

    a + b + c + d + g,                      // Displays "3"

    b + c + f + g,                          // Displays "4"

    a + c + d + f +g,                       // Displays "5"

    a + c + d + e + f + g,                  // Displays "6"

    a + b + c,                              // Displays "7"

    a + b + c + d + e + f + g,              // Displays "8"

    a + b + c + d + f + g,                  // Displays "9"

    a + b + c + e + f + g,                  // Displays "A"

    c + d + e + f + g,                      // Displays "B"  

    a + d + e + f,                          // Displays "C"

    b + c + d + e + g,                      // Displays "D"

    a + d + e + f + g,                      // Displays "E"

    a + e + f + g,                          // Displays "F"

    a + c + d + e + f,                      // Displays "G"

    b + c + e + f + g,                      // Displays "H"  

    e + f,                                  // Displays "I"

    b + c + d + e,                          // Displays "J"

    b + d + e + f + g,                      // Displays "K"

    d + e + f,                              // Displays "L"  

    a + c + e + g,                          // Displays "M" 

    a + b + c + e + f,                      // Displays "N"   

    c + e + g,                              // Displays "n"

    c + d + e + g,                          // Displays "o"

    a + b + c + d + e + f,                  // Displays "O"

    a + b + e + f + g,                      // Displays "P"

    a + b + c + f + g,                      // Displays "Q" 

    e + g,                                  // Displays "r"

    a + c + d + f +g,                       // Displays "S"

    d + e + f + g,                          // Displays "t"

    a + e + f ,                             // Displays "T" 

    b + c + d + e + f,                      // Displays "U"

    c + d + e,                              // Displays "v" 

    b + d + f + g,                          // Displays "W"

    b + c + d + f + g,                      // Displays "Y" 

    a + b + d + e + g,                      // Displays "Z"

    g,                                      // Displays "-"

    h,                                      // Displays "."  

    0                                       // Displays " "

}; 

#undef a

#undef b

#undef c

#undef d

#undef e

#undef f

#undef g 

0-9的位置对应显示0-9，之后的是A开始往后显示，为了方便访问这个表格，定义了AA等一系列的常量，方便访问这个表。

#define AA  10

#define BB  AA+1

#define CC  BB+1

#define DD  CC+1

#define EE  DD+1

#define FF  EE+1

#define GG  FF+1

#define HH  GG+1

#define II  HH+1

#define JJ  II+1

#define KK  JJ+1

#define LL  KK+1

#define mm  LL+1

#define NN  mm+1

#define nn  NN+1

#define oo  nn+1

#define OO  oo+1

#define PP  OO+1

#define QQ  PP+1

#define rr  QQ+1

#define SS  rr+1

#define tt  SS+1

#define TT  tt+1

#define UU  TT+1

#define VV  UU+1

#define WW  VV+1

#define YY  WW+1

#define ZZ  YY+1

#define NEG ZZ+1    /*   -  */  //负号

#define DOT NEG+1   /*   .  */  //小数点

#define SP  DOT+1   /* 空白 */  //空格

A从10开始访问这个表格，如果要显示A只需这样用Tab[AA]，即可得到需要的段值，AA-空格的宏定义放在H文件里，方便其他文件访问（当要调用显示函数的时候需要AA等宏定义）。为什么是AA而不是A呢？主要原因是单字母的有几个已经在单片机430的头文件里定义了，为了访问的时候一致，就都用两个字母的了。

为了动态扫描，这里定义了一个全局数组(数码管的程序可以访问)Nixie[8]在这个里面的8个char对应8个数码管要显示的段值。初始值是8个数码管都不显示：

char Nixie[8] = "";     //初始状态 不显示

动态扫描时，函数每1.9ms(设的看门狗定时中断)调用一次显示函数，每次显示一位(为了让中断占用更少的时间，这样中断里只需赋值即可)。函数如下：

void Display()

{

    static char i = 0;      //记录扫描显示到哪位

    CTRL_OUT = 1<    DATA_OUT = Nixie[i];

    i++;

    if(i>7)

        i = 0;

}

这个函数供中断调用，i用来保存要显示哪一位。CTRL_OUT 、DATA_OUT 是宏定义的位选和段选口。中断程序如下：

#pragma vector=WDT_VECTOR

__interrupt void WDT_ISR()

{

    Display();

}

中断只调用了一个函数，这样很方便换其他中断来定时。

中断是必须初始设置的，还有IO口，要设为输出方向 ，初始化函数完成数码管用到的单片机资源的初始工作：

void NixiettubeInit()

{

    WDTCTL = WDT_ADLY_1_9;  //看门狗内部定时器模式16ms

    IE1 |= WDTIE;           //允许看门狗中断

    CTRL_DIR_OUT;

    DATA_DIR_OUT;

}

首先，设置中断并允许中断；然后设置位选和段选所用的端口为输出方向。CTRL_DIR_OUT; DATA_DIR_OUT; 和刚才用到的两个OUT的宏定义如下：

#define DATA_DIR_OUT    P5DIR|=0XFF

#define CTRL_DIR_OUT    P3DIR|=0XFF

#define DATA_OUT        P5OUT

#define CTRL_OUT        P3OUT