关键词：

51 ; STM32 ;Arduino ;Stduino单片机; Stduino UNO和Nano;四位数码管

从大部分开始，我们将介绍更多的电子元件。其中大多数大家可能并不熟悉，但是如果你把前面的 37 个传感器都测试过了，这些对你来说不过是稍微复杂，繁琐一些。

学习这些扩展的电子元件，不需要从头到尾学习一遍。就是在你需要用到它的时候，知道有这么个东西，然后再来看看就好。原理很简单，会用就行。

说明：

数码管（七段显示器）能够显示 0〜9 十个字符，生活中进场在一些只需要显示数字的地方出现，例如电子秤，食堂刷卡终端，电梯楼层显示等等。数码管有多种型号，其中显示4 位数的为四位数码管。

在讲解四位数码管之前，我们先介绍一位数码管，也是最简单的一种。如下图：

一位数码管的数字共有七段，每一段实际是一独立的 LED ，因此数码管也被称为七段数码管。通过控制LED 输入的高低电平控制亮灭，从而变化出0〜9 这9 个字符（如下图）。

共阳极，即七段 LED 公共同一个阳极，那么通过控制每一段是否接地来控制亮灭（接地，则电路导通，点亮；反之交替）。共波长，即七段LED 共享同一个波导接地，然后通过控制每一段输入的高电平控制亮灭（如下图）。

有一些数码管带有 IC ，能够通过集成电路进行控制。但是这个数码管比较原始，一个七段数码管需要更长的IO 口，需要我们自己手动写每个一个字符的高配置。

四位数码管就是集合了四个单位的数码管，其也包括共阴型与共阳型两种。我们知道七段数码管需要插孔 IO 口，四位数码管每个数码管的数字不同，那么就需要进行单独控制。所以应该需要32 个IO 口，显然这会占用过多的端口。

实际，四位数码管每只有一个数码管显示字形，其他三个数码管断电不显示。四个数码管依次循环显示，当频率足够大时，人眼由于视觉残留的缘故，就会觉得四个数码管是同时点亮的，看到连续的显示效果。这就好像，，每个帧都是不同的，但是播放的速度足够快（ 24 帧每秒），人眼就会觉得画面动起来了。

这样，四位数码管只需要连接 12 个插座。其中有时用来控制单位数码管的8 个LED ，称为段码；另外四个用来控制选择点亮和熄灭的数码管（每次只有一个点亮）。

2 N. |% Y* ~) w* S8 m% A

实验目的：

点亮数码管，并实时显示程序运行的时间（秒）。

0 T7 {. j' X1 x3 }, b) X

器材：

Stduino纳米/ UNO; 4 位数码管;杜邦线;面包板; 220 Ω电阻

电路连接：

9 D+ p2 H, t! Q

代码展示：

1. int second = 0;
   
2. void setup()
   
3. {
   ) u! f$ ]) z1 S; [/ @5 H
4.   // put your setup code here, to run once:
   
5.     pinMode(1,OUTPUT);//A
   
6.     pinMode(2,OUTPUT);//B
   % q( c& _& s. y5 L3 n
7.     pinMode(3,OUTPUT);//C
   
8.     pinMode(4,OUTPUT);//D
   
9.     pinMode(5,OUTPUT);//E
   
10.     pinMode(6,OUTPUT);//F
    3 J. A5 |# X" o; C4 M
11.     pinMode(7,OUTPUT);//G
    & o* G# W. c9 o3 \
12.     pinMode(8,OUTPUT);//DP
    
13.    
    8 U& q: p; h- b3 W
14.     pinMode(19,OUTPUT);//1
    ( p/ ?3 t! k7 ]- S$ |; a
15.     pinMode(18,OUTPUT);//2
    
16.     pinMode(17,OUTPUT);//3
    
17.     pinMode(16,OUTPUT);//4
    * k! H% P( v9 [+ \# f; x
18.    
      t) O, G7 s9 l; V- s: X
19.    
    3 C4 N9 k* W3 ~2 H5 {* B' L0 o
20.     digitalWrite(19,LOW);
    
21.     digitalWrite(18,LOW);
    ! T7 o$ G( \7 N4 Y7 L! i8 p1 S
22.     digitalWrite(17,LOW);
      V- P" x5 N3 d- s1 c
23.     digitalWrite(16,LOW);
    
24. 
    
25. }
    
26. 
    
27. 
    
28. //void SevSegInit()
    
29. void showNum(int num, bool point=false)
    , [/ z5 v6 B; e
30.     {   if(point)
    ! G  m% k9 ~9 W$ C9 J) I
31.         {
    
32.             digitalWrite(8,HIGH);//DP,TRUE
    
33.         }else{
    
34.             digitalWrite(8,LOW);//DP,FALSE
    
35.             }
    % s" Q. q. d3 q
36.         switch(num)
    ( c* c3 [7 W5 k, G3 [
37.         {
    3 I. V* i/ G! _8 F( B( T1 V6 |
38.             case 0:
    
39.                 digitalWrite(1,HIGH);
    
40.                 digitalWrite(2,HIGH);
    
41.                 digitalWrite(3,HIGH);
    ! {7 |8 A- b: M
42.                 digitalWrite(4,HIGH);
    
43.                 digitalWrite(5,HIGH);
    
44.                 digitalWrite(6,HIGH);
    
45.                 digitalWrite(7,LOW);
    
46.                 break;
    7 ~& i6 r# |+ S$ a5 N8 O/ v
47.                
      G1 ?3 H+ [3 X5 {& U0 l$ h
48.             case 1:
    8 P% `, G7 E& q7 K' b8 _- E
49.                 digitalWrite(1,LOW);
    " p# t0 |! u% g0 B' q
50.                 digitalWrite(2,HIGH);
    7 K! _* G8 j7 r* J# N
51.                 digitalWrite(3,HIGH);
    $ S4 P3 C8 D) M+ U; v
52.                 digitalWrite(4,LOW);
    ! L, N' a# J: T, }6 u
53.                 digitalWrite(5,LOW);
    / n6 K: r2 y& R8 i
54.                 digitalWrite(6,LOW);
    * {/ t$ `9 q; _7 g& a$ ~. A# ]; v
55.                 digitalWrite(7,LOW);
    
56.                 break;
    
57.                
    
58.             case 2:
    7 s0 [- n. [3 E" s: m! _
59.                   //2
    ) Q6 c3 g) z9 Y4 e6 E2 H8 I9 w2 B
60.                 digitalWrite(1,HIGH);//A
    " G0 {. s7 c5 ?, j  Z% h& B  g
61.                 digitalWrite(2,HIGH);//B
    
62.                 digitalWrite(3,LOW);//C
    
63.                 digitalWrite(4,HIGH);//D
    
64.                 digitalWrite(5,HIGH);//E
    1 y0 F" h9 f, n  S' @3 N# i
65.                 digitalWrite(6,LOW);//F
    8 r0 e/ j" p5 c) P+ r
66.                 digitalWrite(7,HIGH);//G
    
67.                 break;
    
68.                
      [+ N% d+ ]1 }
69.             case 3:
    * w9 R& A  {- U  a4 V& C' k) T( q
70.                   //3
    $ C+ ?8 J/ k, P/ k# C' c7 V2 D
71.                 digitalWrite(1,HIGH);//A
    
72.                 digitalWrite(2,HIGH);//B
    9 M  a4 _8 Z5 G6 K
73.                 digitalWrite(3,HIGH);//C
    2 ^: C; O/ K/ t9 B
74.                 digitalWrite(4,HIGH);//D
    
75.                 digitalWrite(5,LOW);//E
    
76.                 digitalWrite(6,LOW);//F
    
77.                 digitalWrite(7,HIGH);//G
    
78. 
    $ D1 a( R9 [" e5 ?- u, g
79.         
    
80.                 break;
    
81.                
    
82.             case 4:
    
83.                 digitalWrite(1,LOW);//A
    
84.                 digitalWrite(2,HIGH);//B
    ) T5 z# [4 v( O$ S( `9 n# M
85.                 digitalWrite(3,HIGH);//C
    / a2 Q9 Y+ m- }6 q' W; c
86.                 digitalWrite(4,LOW);//D
    
87.                 digitalWrite(5,LOW);//E
    
88.                 digitalWrite(6,HIGH);//F
    0 K4 t$ d5 q7 A5 w. d3 Y. G
89.                 digitalWrite(7,HIGH);//G
    
90.                 break;
    
91.                
    . N( a1 }% ?- Q: n; x5 {" \
92.             case 5:
    
93.                 digitalWrite(1,HIGH);//A
    
94.                 digitalWrite(2,LOW);//B
    
95.                 digitalWrite(3,HIGH);//C
    
96.                 digitalWrite(4,HIGH);//D
    
97.                 digitalWrite(5,LOW);//E
    
98.                 digitalWrite(6,HIGH);//F
    : v8 t3 V4 ?! {) a( B1 w7 B
99.                 digitalWrite(7,HIGH);//G
    " @. V( a2 ?; ^
100.                 break;
     
101.             case 6:
     
102.                 digitalWrite(1,HIGH);//A
     ; M! m! C- t9 z6 W, Q, B6 ?
103.                 digitalWrite(2,LOW);//B
     5 |; j: D* ^6 G- o  j
104.                 digitalWrite(3,HIGH);//C
     # r6 U6 Q3 f- X. m) [; o" R4 b' |
105.                 digitalWrite(4,HIGH);//D
     ! i% ]& }+ n" q0 ]: @
106.                 digitalWrite(5,HIGH);//E
     
107.                 digitalWrite(6,HIGH);//F
     
108.                 digitalWrite(7,HIGH);//G
     
109.                 break;
     
110.             case 7:
     7 H9 Q* W; v0 b$ s+ E( f7 e
111.                 digitalWrite(1,HIGH);//A
     1 q& H: L$ q. I
112.                 digitalWrite(2,HIGH);//B
     
113.                 digitalWrite(3,HIGH);//C
     7 ^. b- E  ^9 M; L
114.                 digitalWrite(4,LOW);//D
     % y4 z9 e! I- b+ W
115.                 digitalWrite(5,LOW);//E
     ) |0 q: |3 n& D" p
116.                 digitalWrite(6,LOW);//F
     4 V; x2 y: h* j; e
117.                 digitalWrite(7,LOW);//G
     
118.                 break;
     * x! ?9 [# D! D3 j; g/ j
119.             case 8:
     ! b* D  ?; Q/ Y# p. Y9 s
120.                 digitalWrite(1,HIGH);//A
     + A' ?" H' s# |# i* z( M) X
121.                 digitalWrite(2,HIGH);//B
     
122.                 digitalWrite(3,HIGH);//C
     4 O9 c$ E9 `' }! _+ P
123.                 digitalWrite(4,HIGH);//D
     
124.                 digitalWrite(5,HIGH);//E
     + ~+ j4 L3 `2 ~; D& u/ h3 j, N
125.                 digitalWrite(6,HIGH);//F
     
126.                 digitalWrite(7,HIGH);//G
     
127.                 break;
     3 I- C; c9 E6 x# ^# W; Q. A- L* q
128.             case 9:
     8 C) f; A+ E+ J+ J2 d4 V
129.                 digitalWrite(1,HIGH);//A
     * n4 c) H: {# N; H
130.                 digitalWrite(2,HIGH);//B
     0 A3 B- x& A1 R, f- b
131.                 digitalWrite(3,HIGH);//C
     
132.                 digitalWrite(4,HIGH);//D
     
133.                 digitalWrite(5,LOW);//E
     
134.                 digitalWrite(6,HIGH);//F
     1 G4 \/ A) M, z$ o/ }
135.                 digitalWrite(7,HIGH);//G
     
136.                 break;
     
137.         }
     
138.     }
     
139. 
     
140. void setNum(int num)
       u2 W) ]2 G0 S0 `) |! g( a
141.     {
     2 n9 ^$ I# h+ ]& b
142.         
     
143.         int d0=num%10;
     
144.         int d1=(num%100)/10;
     6 [4 u* Y) }% R1 H5 h
145.         int d2=(num/100)%10;
     ) B% A. O* Y5 z% b" A/ s1 ]1 J- ~  a
146.         int d3=num/1000;
     
147.         
     
148.         
     
149.         int add=250;
     
150.         
     
151.         digitalWrite(19,LOW);
     4 q5 E: x; ]3 E: V
152.         for(int i=add;i--;i<0)
     3 [4 }: Z$ w# b( W( x4 A
153.         {
     ' g# Y( k6 E* c& w* r
154.         showNum(d3);
     7 m' I0 Y/ a, C! o- o, Q9 O
155.         }
     ! }& e& ?. `) i+ }
156.         digitalWrite(19,HIGH);
     
157.         
     & v9 f; N+ H2 A
158.         digitalWrite(18,LOW);
     7 T3 B$ R4 t; s' a
159.         for(int i=add;i--;i<0)
     
160.         {
     8 p: A/ P3 L: e
161.         showNum(d2);
     3 E" f# Y" ?2 ^& |: [$ w
162.         }
     
163.         digitalWrite(18,HIGH);
     
164.         
     3 G; y) e! W# i8 Z/ Y& I
165.         digitalWrite(17,LOW);
     ! k5 H5 m: H0 W8 {2 ^
166.         for(int i=add;i--;i<0)
     
167.         {
     1 {( W5 B, {2 ?8 |
168.         showNum(d1);
     
169.         }
     
170.         digitalWrite(17,HIGH);
     4 C4 @# N) }! y2 z
171.         
     2 C* V# a; s6 M. U" Z
172.         digitalWrite(16,LOW);
     
173.         for(int i=add;i--;i<0)
     
174.         {
     , _  s' w) ^) U0 s" t
175.         showNum(d0);
     : b+ r7 ^6 w& a/ k: R
176.         }
     
177.         digitalWrite(16,HIGH);
     7 l3 H; D! @' _. x
178.         
     . L) {: h( J% L, M9 J
179.     }
     . t5 U" X6 n$ f! n, V! q
180.    
     
181. void loop()
     
182. {
     
183.   // put your main code here, to run repeatedly:
     
184.     setNum(second);
     
185.     second=millis()/1000;
     1 k+ c! ?1 }. m# E
186.    
     ; s# h/ K& X: u( D/ o
187. }

复制代码

实验效果：

Stduino IDE是一款面向32位处理器快速入门学习的集成开发平台，目前已经支持Arduino_Core_STM32框架，集聚快捷、高效、免费、开源、易得于一身，软件还集成了GDB调试功能。
2 _9 q. g. u6 m' VIDE当前支持的功能有：

3 T1 m; Z3 B' F

" T) p/ W9 Q. t2 B) Y
5 G& y, S- h! ]6 y: C# I: {$ {* z5 ~
• GDB调试
• 封装库下载安装
• 代码自动补全提示
• 中英文模式
• UTF-8\GBK编码格式
• 代码快速格式化
  
• SWD\串口程序下载&调试（已验证）
  5 O7 J' ]0 E- d9 S
• DFU程序下载方式（待验证）
  
  & T) V% V4 m+ {- Y: r, p* L
• USB HID程序下载方式（待验证）
  1 e# C1 G. k, r2 n
  % O: W9 T0 u( s4 e  X
• maple DFU程序下载方式（待验证）
  
  
• maple DFU2程序下载方式（待验证）
  
  3 y5 u* c, _5 a% l! ~
• MassStorage程序下载方式（待验证）
  
  更多功能细节请前往www.stduino.com进行了解
  7 a. e! e) q+ M  |2 o4 k

  已经支持的芯片&板型列表:

  
  
  • Stduino UNO&Nano
  • Nucleo 144 boards
  • Nucleo 64 boards
  • Nucleo 32 boards
  • Discovery boards
  • Eval boards
  • STM32MP1 series coprocessor boards
  • Generic STM32F0 boards
  • Generic STM32F1 boards
  • Generic STM32F3 boards
  • Generic STM32F4 boards
  • Generic STM32H7 boards
  • Generic STM32L0 boards
  • 3D printer boards
  • LoRa boards
  • Electronic Speed Controller boards
  • Generic flight controllers
  • Garatronics boards
  • Midatronics boards
    
    

    更多功能集成正在进行中~

    
    
  
  5 \/ a2 O% V- `* \( p) k