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  • 1 # 玩轉嵌入式

    使用模擬軟體Proteus可以實現微控制器控制數碼管顯示的模擬。該模擬電路包括微控制器的最小系統電路、數碼管驅動電路,還需要進行程式設計。Proteus是支援程式聯調的,執行後可以看到最終的模擬效果。

    1 微控制器的最小系統電路

    所謂微控制器的最小系統電路是指微控制器在工作時所需要的最基本的電路,一般包括電源電路、復位電路、晶振電路和下載電路。由於是軟體模擬,只需要設計電源電路、復位電路和晶振電路就可以。甚至,只放一顆微控制器都可以,軟體是預設具有最小系統的。微控制器的最小系統如下圖所示。

    2 數碼管驅動電路

    微控制器驅動數碼管具有多種方案,但是一般不會透過GPIO口直接驅動的方式,一般都會透過驅動晶片來實現控制,一方面可以解決微控制器驅動能力小的問題;另一方面可以實現以較少的GPIO實現多位數碼管驅動的目的。可以使用373/573一類的鎖存器來控制數碼管,也可以使用595一類的移位暫存器來控制,還可以使用數碼管專用的晶片如TM160等來實現控制。我比較喜歡使用74HC595來驅動數碼管。這是一顆移位暫存器,可以級聯,只需要三個GPIO口就可以實現多片數碼管驅動的目的。驅動一顆數碼管的電路如下圖。

    只需要三個GPIO就能實現一顆數碼管的控制,如果要驅動多個數碼管的話,可以使用多片595級聯,如下圖所示:

    3 數碼管驅動程式的設計

    使用74HC595來驅動數碼管,其程式設計也非常簡單。595是八位的移位暫存器,需要將資料迴圈八次寫入,需要特別注意的是,74HC595具有鎖存功能,將資料寫入後,需要給CP一個脈衝後,資料才會被輸出,如下所示。

    微控制器驅動數碼管是非常簡單的設計,是初學微控制器必經的小設計,透過該設計可以聯絡GPIO口的配置、時序圖的理解。

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