数码管作为人机接口的重要显示部件，广泛应用于各行各业。本文将围绕数码管的原理和使用展开讨论，实验内容也是由浅入深，结合C语言特性，着意于在实验中掌握数码管和C语言知识。文章采用与单片机C语言实现独立按键检测与矩阵键盘操作同样的开发板。以下先给出数码管的电路原理图。
上图中的4个数码管为共阳极数码管。数码管实际是由8个发光二极管组成的，而共阳极是指将这8个二极管的正极连接到一个公共端。所以当这8个二极管的任何一个负极通低电平的时候，相应的二极管就会被点亮，相反，通高电平则灭。详细请参照以下原理图。
图中任取一个数码管，有a, b, c, d, e, f, g, p分别代表组成该数码管的发光二极管。当要该数码管显示0到9之间任一数字的时候，要给每一个二极管不一样的电平（0或1），8个二极管分别由P0口的8个I/O口控制，P0口的控制输出即为段码。 上面说的是单个数码管的显示，然后我们有四个数码管，怎么选择我要用哪个数码管呢？回到数码管原理图，可以看到数码管底下的DIG口分别连接到4个驱动三极管，并最终由P2口的4个端子来控制。这样就可以选择哪个数码管工作，譬如希望最左侧数码管亮，我们称其为千位数码管（因为有4个数码管，分别代表个十百千），则只需给P2.0口送低电平。 实验一 好了，现在就来做个实验，实验目标是使千位数码管显示数字6。直接上代码。 #include "reg51.h" //char seg[10]={0xC0,0XF9,0XA4,0XB0,0X99,0X92,0X82,0XF8,0X80,0X90}; code char seg[10]={0xC0,0XF9,0XA4,0XB0,0X99,0X92,0X82,0XF8,0X80,0X90}; sbit QIAN = P2^0; //QIAN表示千位 void main() { P0 = seg[6]; QIAN = 0; while(1) { } }程序中，显示定义了段码，进入main函数后，先给P0口数字6的显示段码，再选通千位数码管，这样千位数码管就顺利地显示6。这里我们重点讲解seg数组。 char seg[10] 10：10个数连续存放。 seg：代表了第一个数的首地址。 char：每个数最大值不超过255，即一个内存单元（如果定义成int则每个数要占用两个内存单元）。 但是这10个数存在哪呢？ 有两种方法。第一种也就是当我们采用char seg[...]={...}这种定义方法时，程序下载烧到ROM后，当下次上电时候，程序会自动将这数组拷贝到RAM。第二种当定义成code char seg[...]={...}时候，程序下载烧到ROM后，内核只从ROM中读取，并不通过RAM。这样的好处是节省了内存资源，但同时程序执行时seg数组也不能被更改。 实验二 接下来我们要使4个数码管都显示，本例显示1234。直接上代码： #include "reg51.h" //char seg[10]={0xC0,0XF9,0XA4,0XB0,0X99,0X92,0X82,0XF8,0X80,0X90}; code char seg[10]={0xC0,0XF9,0XA4,0XB0,0X99,0X92,0X82,0XF8,0X80,0X90}; sbit QIAN = P2^0; char i; char smgbuf[4]={1,2,3,4}; //从RAM的smgbuf这个地址开始连续存放4个数，并且每个数占一个单元。 void delay(unsigned int x) { while(x) //注意这里不是1 { x--; } } void load_smg() //将数码管显示缓冲区的数据，显示到数码管上 { char i; for(i=0;i<4;i++) { P0=0xFF; //消除上一个循环的影子，因为i每一次叠代时，数码管都会有上一次叠代的痕迹，0xFF则是使所有数码管灭掉。 P0 = seg[smgbuf[i]]; P2 = ~(1<实验三 下面我们希望用四个数码管显示一个可变的数字，这个数字记录了程序执行进入main函数的次数。还是直接上代码（为了方便代码管理，拆分代码到main.c和smg.c）： main.c文件 #include "reg51.h" unsigned int count; extern void load_smg(); void main() { int a; while(1) { load_smg(); a++; if(a>=200) { count++; a=0; } } }smg.c文件 #include "reg51.h" //char seg[10]={0xC0,0XF9,0XA4,0XB0,0X99,0X92,0X82,0XF8,0X80,0X90}; code char seg[10]={0xC0,0XF9,0XA4,0XB0,0X99,0X92,0X82,0XF8,0X80,0X90}; char i; char smgbuf[4]={1,2,3,4}; //从RAM的smgbuf这个地址开始连续存放4个数，并且每个数占一个单元。 sbit QIAN = P2^0; extern unsigned int count; //外部申明 void delay(unsigned int x) { while(x) { x--; } } void fill_smgbuf() //向LED缓冲区填充数据 { smgbuf[0]=count/1000; //千位，我们希望千位数码管来显示数字的千位 smgbuf[1]=(count%1000)/100; //百位 smgbuf[2]=((count%1000)%100)/10; //十位 smgbuf[3]=((count%1000)%100)%10; //个位 } void load_smg() //将缓冲区的数据，显示到数码管上 { char i; fill_smgbuf(); for(i=0;i<4;i++) { P0=0xFF; P0 = seg[smgbuf[i]]; P2 = ~(1<实验四
接下来我们要引入独立按键控制数码管上的数字加1（K1键）或减1（K2键）。还是上代码： main.c文件 #include "reg51.h" extern void load_smg(); extern delay(unsigned int x); extern void key1(); extern void key2(); unsigned int count; void main() { while(1) { load_smg(); key1(); key2(); } }smg.c文件 #include "reg51.h" //char seg[10]={0xC0,0XF9,0XA4,0XB0,0X99,0X92,0X82,0XF8,0X80,0X90}; code char seg[10]={0xC0,0XF9,0XA4,0XB0,0X99,0X92,0X82,0XF8,0X80,0X90}; char smgbuf[4]={1,2,3,4}; extern unsigned int count; void delay(unsigned int x) { while(x) { x--; } } void fill_smgbuf() { smgbuf[0]=count/1000; smgbuf[1]=(count%1000)/100; smgbuf[2]=((count%1000)%100)/10; smgbuf[3]=((count%1000)%100)%10; } void load_smg() { char i; fill_smgbuf(); for(i=0;i<4;i++) { P0=0xFF; P0 = seg[smgbuf[i]]; P2 = ~(1<key.c文件 #include "reg51.h" extern delay(unsigned int x); extern unsigned int count; sbit K1=P2^4; //+1 sbit K2=P2^5; //-1 void key1() { static char st; if(K1==0) { if(st==0) { delay(5000); if(K1==0) { st=1; count++; } } } else { st=0; } } void key2() { static char st; if(K2==0) { if(st==0) { delay(5000); if(K2==0) { st=1; count--; } } } else { st=0; } }这个实验有一个地方需要注意，即每当复位，按K2键，数码管显示535。这是因为开机后程序默认count值为0，即16个0。当按下K2键后，减1，变成负1。而负1在内存中为16个1（负数的补码为其绝对值的原码取反再加1），又因为count定义为unsigned，所以显然count为65535。65535再被1000除，得到了535。

总结： 1、掌握数的分离方法，例如求出5678的个十百千位。 2、C语言数组是数据批量处理的基础。 3、尝试分别用四个键去控制个十百千四个数码管的闪烁。