51单片机显示扫描技术

介绍

51单片机显示扫描技术是一种用于驱动多位数码管或LED点阵显示的技术。通过快速切换显示内容，利用人眼的视觉暂留效应，实现多位数码管或LED点阵的显示效果。这种技术可以显著减少硬件资源的使用，同时实现复杂的显示功能。

基本原理

显示扫描技术的核心思想是通过分时复用（Time Division Multiplexing, TDM）的方式，依次点亮每一位数码管或LED点阵的每一行。由于切换速度非常快，人眼无法察觉到闪烁，从而看到稳定的显示效果。

视觉暂留效应

视觉暂留效应是指人眼在观察快速变化的图像时，会将前一帧的图像保留在视觉中一段时间。利用这一效应，我们可以通过快速切换显示内容，使得多位数码管或LED点阵看起来像是同时点亮。

实现方法

硬件连接

在51单片机中，通常使用P0口或P2口来控制数码管的段选（Segment Selection），使用P1口或P3口来控制位选（Digit Selection）。通过控制位选信号，依次选择每一位数码管，并在选中的数码管上显示相应的段选信号。

代码示例

以下是一个简单的51单片机显示扫描代码示例，用于驱动4位数码管显示数字“1234”。

c

#include <reg52.h>

#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int

sbit LSA = P2^2;  // 位选控制
sbit LSB = P2^3;
sbit LSC = P2^4;

uchar code table[] = {0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F};  // 0-9的段码

void delay(uint ms) {
    uint i, j;
    for(i = ms; i > 0; i--)
        for(j = 110; j > 0; j--);
}

void display(uchar pos, uchar num) {
    switch(pos) {
        case 0: LSA = 0; LSB = 0; LSC = 0; break;
        case 1: LSA = 1; LSB = 0; LSC = 0; break;
        case 2: LSA = 0; LSB = 1; LSC = 0; break;
        case 3: LSA = 1; LSB = 1; LSC = 0; break;
    }
    P0 = table[num];
    delay(5);  // 延时一段时间，保持显示
    P0 = 0x00;  // 消隐
}

void main() {
    while(1) {
        display(0, 1);  // 显示第一位数字1
        display(1, 2);  // 显示第二位数字2
        display(2, 3);  // 显示第三位数字3
        display(3, 4);  // 显示第四位数字4
    }
}

代码解释

1. 段码表：table[]数组存储了0-9的段码，用于控制数码管的每一段。
2. 位选控制：通过LSA、LSB、LSC三个引脚控制4位数码管的位选。
3. 显示函数：display()函数用于选择某一位数码管并显示相应的数字。
4. 延时函数：delay()函数用于控制每位数码管的显示时间，确保显示稳定。

实际应用案例

电子钟

显示扫描技术广泛应用于电子钟的设计中。通过显示扫描技术，可以驱动4位数码管显示小时和分钟，并且可以通过按键调整时间。

温度显示器

在温度显示器中，显示扫描技术可以用于驱动数码管显示当前温度。通过温度传感器采集数据，经过处理后显示在数码管上。

总结

51单片机显示扫描技术是一种高效、灵活的显示驱动方法，适用于多位数码管或LED点阵的显示。通过分时复用的方式，可以显著减少硬件资源的使用，同时实现复杂的显示功能。

提示

提示：在实际应用中，显示扫描的频率需要根据具体硬件和显示内容进行调整，以确保显示效果稳定且无闪烁。

附加资源与练习

1. 练习：尝试修改代码，使数码管显示“5678”。
2. 扩展：研究如何驱动8位数码管，并实现滚动显示效果。
3. 资源：参考51单片机的数据手册，了解更多关于I/O口和定时器的使用。

备注

注意：在实际项目中，显示扫描的频率和延时时间需要根据具体硬件和显示内容进行调整，以确保显示效果稳定且无闪烁。