三位數碼管單片機是如何工作的

A. C51單片機數碼管動態顯示工作原理是什麼

數碼管要正常顯示，就要用驅動電路來驅動數碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數字，因此根據數碼管的驅動方式的不同，可以分為靜態式和動態式兩類。
��① 靜態顯示驅動：靜態驅動也稱直流驅動。靜態驅動是指每個數碼管的每一個段碼都由一個單片機的I/O埠進行驅動，或者使用如BCD碼二-十進制解碼器解碼進行驅動。靜態驅動的優點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是佔用I/O埠多，如驅動5個數碼管靜態顯示則需要5×8＝40根I/O埠來驅動，要知道一個89S51單片盯脊機罩稿可用的I/O埠才32個呢：），實際應用時必須增加解碼驅動器進行驅動，增加了硬體電路的復雜性。
��② 動態顯示驅動：數碼管動態顯示介面是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態驅動是將所有數碼管的8個顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端連在一起，另外為每個數碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的I/O線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數碼管會顯示出字形，取決於單片機對位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數碼管就不會凱悶滲亮。通過分時輪流控制各個數碼管的的COM端，就使各個數碼管輪流受控顯示，這就是動態驅動。在輪流顯示過程中，每位數碼管的點亮時間為1～2ms，由於人的視覺暫留現象及發光二極體的余輝效應，盡管實際上各位數碼管並非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩定的顯示數據，不會有閃爍感，動態顯示的效果和靜態顯示是一樣的，能夠節省大量的I/O埠，而且功耗更低。

B. 生活中我們經常遇到單片機的例子，請你選其中的一樣，描述其工作原理

【例子】：火災報警器。

【原理】：報警器通過內部智能處理器感應離散光源、微小的煙粒和氣霧來檢測，一旦檢測到煙霧，立刻通過一個內置的專用IC驅動電路和一個外部壓電式換能器輸出報警聲，使人們及早得知火情，將火災撲滅在萌芽狀態。其採用低功耗 CMOS 微處理器就屬於單片機。

【硬體組成】：電源、煙霧感應器、CMOS 微處理器（單片機）、煙霧報警器、蜂鳴器等。兩匯流排制方式掛接EI系列剩餘電流式電氣火災監控探測器，接收並顯示火災報警信號和剩餘電流監測信息，發出聲、光報警信號。

(2)三位數碼管單片機是如何工作的擴展閱讀：

單片機的相關應用特點：

1、單片機擁有強大的控制功能，同時運行電壓比較低；

2、單片機擁有簡易攜帶等優勢， 同時性價比較高。單片機主要應用於下面幾種領域當中，分別是：自動化辦公、機電一體化、尖端武器和國防軍事領域、 航空航天領域、汽車電子設備、醫用設備領域、商業營銷設備、計算機通訊、家電領域、日常生活和實時控制領域等。

3、擁有良好的集成度， 單片機自身體積較小，擁有強大的控制功能，同時運行電壓比較低。

C. 什麼是數碼管的消影單片機是如何做的

這是數碼管動態掃描顯示方式造成的：當你在數碼管上循環顯示1，2時，（過程是在所有位的數碼管上送出1的段碼，然後只給第一位使能，就會在第一位上顯示1，以此類推）因為人有視覺暫留，當顯示完1後，再顯示2，如果間隔時間過短，那就會感覺1、2兩個數字是疊加在一起顯示的：如果你在兩位數碼管上顯示，那就會兩位同時顯示出疊加字--重影了。
那就要消影：單片機要做的是，當第一位顯示完1後，給出信號，關閉數碼管，然後再第二位顯示2，就不會重影了。

D. 如何設計一個自行車速度表

現在，很多人都把騎自行車作為一項鍛煉身體的運動項目，如果在自行車上加裝一個里程速度表，就可以知道自己騎車的速度和行程，從而很好地控制運動量。本文介紹一種用單片機製作的自行車里程速度表，里程和速度顯示可進行切換，採用三位數碼管顯示；最大可顯示里程為99.9km，顯示最高速度可為99.9km/h。該里程速度表也可以用在電動自行車和速度不超過100km/h的摩托車上。

一、電路原理

電路如圖1所示，由檢測感測器、單片機電路和數碼顯示電路等組成。

檢測感測器由永久磁鐵和開關型霍爾集成電路UGN3020.組成。UGN3020由霍爾元件、放大器、整形電路及集電極開路輸出電路等組成，其功能是把磁信號轉換成電信號，圖2a是其內部框圖。霍爾元件H為磁敏元件，當垂直於霍爾元件的磁場強度隨之變化時，其兩端的電壓就會發生變化，經放大和整形後，即可在③腳輸出脈沖電信號。其工作特性如圖2b所示。由於有一定的磁滯效應，可保證開關無抖動。B叩為工作點「開」的磁場強度,Brp為釋放點「關」的磁場強度。永久磁鐵固定在車輪的輻條上，UGN3020固定在車輪的叉架上。檢測感測器的工作原理如下：車輪每轉一周，磁鐵經過UGN3020一次，其③腳就輸出一個脈沖信號。UGN3020輸出的脈沖信號作為單片機AT89C2051的外中斷信號，從P3.2口輸人。單片機測量脈沖信號的個數和脈沖周期。根據脈沖信號的個數計算出里程，根據脈沖信號的周期計算出速度並送數碼管顯示。S1用來進行里程和速度顯示的切換，在初始狀態下顯示的是速度。

數碼管DS1--DS3,VT1-VT3.R4-R13等組成顯示電路，使用共陽數碼管。P3.3-P3.5為數碼管的動態掃描位驅動。PLO-P1.6作數碼段碼輸出。

二、程序設計

程序用C語言編寫，由主程序、外中斷0服務程序,TO中斷服務程序、延時子程序等模塊組成。主程序主要完成程序初始化和鍵盤處理，外部中斷朋及務程序由測量、計算、讀數等部分組成，TO中斷服務程序由計時、動態掃描顯示、自行車停車判斷等部分組成。

從P3.2口輸人的脈沖信號作為外中斷0的中斷請求信號，採用沿觸發方式。在測量速度時，由於車輪轉動脈沖信號的頻率很低，不適宜使用計數的方式進行測量，所以採用測脈沖周期的方法進行測量，用脈沖信號系統來控制計時信號，通過計時數計算出脈沖周期，用車輪的周長除以周期便可得到自行車的行駛速度。在測量里程時，用脈沖信號個數乘以車輪的周長便可獲得行駛里程。需要說明的是：脈沖信號周期和個數是同時測量的，要做的只是用按鈕開關S1切換顯示。

本文的程序是針對車輪直徑為26英寸的自行車編寫的對於其他規格的自行車，只要改寫程序spm=14904（常量1）In和spm=207（常量2）xc即可。為了避免使用浮點數，遠算結果長度是以百米為單位的，數據讀出時在第三位數加小數點就換算成千米了。為方便讀者製作，現列出各種規格的輪徑和輪周長、程序常量的對應值見附表，供參考。

定時器TO的中斷定時時間為5ms，每中斷一次計時變數n加1，因此n的單位為5ms。例如：自行車車輪轉一周對應的n值為100，則對應的時間為0.5s，由此可得自行車的速度為14.9km/li。如果n的值達到1000，即5秒鍾仍沒有發生外部中斷，即表示自行車沒有前進，n也被清零，速度顯示為0。讀數採用三位顯示，TO中斷一次顯示一位數，中斷3次就可以刷新一次數據，即巧ms刷新一次數據。

三、安裝與調試

感測器的安裝與調試是一個關鍵。將它安裝在前輪的位置，把一塊小永久磁鐵固定在車輪的輻條上，UGN3020作防潮密封後固定在前叉上，使得車輪轉動時磁鐵從它的前面經過，並使兩者相遇時間隔盡量小。安裝時，要使磁鐵的S極面向UGN3020的正面。判定磁鐵極性方法是：把磁鐵的兩個極分別靠近UGN3020的正面，當其③腳電平由高變低時即為正確的安裝位置。感測器安裝完成後，轉動車輪，UGN3020的③腳應有脈沖信號輸出，否則說明兩者的間隔偏大，應縮小距離，直至轉動時③腳有脈沖信號輸出為止。一般間隔為5mm左右，如果向隔小於5mm仍無脈沖信號輸出，說明磁鐵的磁場強度偏小，應予以更換。

調試結束後，把里程速度表安裝在車把手上，打開電源，騎動自行車，這時數碼管顯示的是速度，如果要顯示里程，只要按一下S1，如果要回到顯示速度，再按一下SI即可

E. 單片機原理圖

VCC接供電電源的正級，gnd接供電電源的負極。DU,WE是給單片機發出來的控制信號取的名字這里WE應該指的是位，WE1，WE2，WE3，分別控制3位數碼管的一位（圖上的CS1，CS2，CS3）。DU應該指的的段，下面的8個控制信號分別控制8段數碼管的8個LED燈（數碼管的顯示就是靠控制那7根條狀的LED燈和圓點LED燈的亮滅，不懂的話自己去找找數碼管的工作原理）。這些控制信號無非就是發送高低電平來控制數碼管的亮滅。

F. 單片機與數碼管

首先是4.7K上拉電阻

單片機的P0埠和其它三個埠不一樣，內部沒有集成上拉電阻，所以需要外部連接

再有就是1K電阻

這個是起到限流作用，作用於數碼管，因為數碼管的abcdefg各引腳是直接與單片機相連，單片機的埠剛好是0有效，即低電位0V，這樣流過數碼管的電流就靠三極體限流，這種接法的三極體工作在放大狀態，輸出的電流是根據基極載入的電壓發生變化的，工作不穩定

你圖中的接法不好，容易燒數碼管

解決辦法是，4.7K電阻不變，P0埠直接與三極體基極（b）相連，三極體的集電極（c）與Vcc之間接上1K電阻進行限流，三極體的射極（e）與數碼管連接

這樣就避免三極體擊穿時，燒壞數碼管，此種接法的三極體工作在開關狀態，工作更穩定