一、实验目的
⑴掌握1位数码管模块的功能；
⑵熟悉4位数码管模块的功能；
⑶4位数码计时显示功能编程
二、实验设备与环境
ArduinoUNO套件、ArduinoIDE、计算机、1位数码管、4位数码管、4个欧限流电阻、面包板、杜邦线等
三、实验重点
⑴实验电路连接；⑵编写数码显示控制程序；⑶功能调试
四、实验难点
⑴数码显示控制程序编写
五、实验内容
5.1实验任务
任务描述：1位数码显示；4位数码显示；自动计时显示；
5.21位数码管
1位数码管，是由8段发光二极管（LED）封装在一起组成“8”字型加一个小数点数码显示器件，又称为LED数码管，是单片机应用最为广泛的显示器件。
图中所示数码管有8个显示笔画“a,b,c,d,e,f,g,h”，上下共10个引脚，上、下方中间引脚是公共极。公共引脚是阴极的为共阴数码管，公共引脚是阳极的为共阳数码管。共阴、共阳极数码管从外形上无法判断，可以通过公共极与任一笔画LED引脚外加3V电压点亮二极管判断，或用万用表电阻档测量判断。
共阳极1位数码管显示数字与对应各段发光LED电平对照表：
ArduinoUNOR3板与1位数码管的电路接法：
2.4位数码管
数码管根据位数不同，其封装的引脚也各不相同。但其内部都是将单个数码管的段选线a，b，c，d，e，f，g，dp发光二极管对应连接在一起，公共极则相互独立。使用时分别通过控制不同的位选线（即单个数码管的公共极）来控制单个数码管的显示。以人眼难以分辨的速度进行刷新显示，即可达到多个数码管同时显示的效果。
四位数码管引脚分布如下图所示，其中1，2，3，4表示对应位数码管的公共极。
数码管：
注：1,2,3,4引脚用于选择处理的数字位（共阴型，低电平有效；共阳极，高电平有效），是这一位数字的公共极。例如，选择数字1，则对1脚送出低电平。
5.3实验内容
1.实验电路搭建
共阳极数码管公共引脚串联一个限流电阻接接VCC,abcdefgh各脚顺序接接Arduino数字D2-D9接口。
2.1位数码管显示实验
步骤1：数码管abcdefgh管脚测试
1位数码管公共引脚接3.5V电源（或接地），其它引脚分别用杜邦线接地（或接3.5V电源），根据LED段的亮（灭）判断并识别abcdefgh的管序。
电路图：
原理图
//程序控制数码管显示
intdigitPin=2;//管脚D2连接到数码管的A脚
voidsetup(){
for(intx=0;x=7;x++)
pinMode(digitPin+x,OUTPUT);//设置D2~D9引脚为输出
}
voidloop(){
for(intx=0;x16;x++){//每隔1秒，顺序显示0-9,A-F数字
displayDigital(x);//调用displayDigit()显示数字函数
delay();//等待1秒
}
}
//自定义函数，数码管显示数字
voiddisplayDigital(unsignedintdigit){
//定义一个二维数组，存储各位数字的abcdefgh取值
unsignedcharabcdefgh[][8]={
{0,0,0,0,0,0,1,1},//0
{0,0,0,1,1,1,1,1},//1
{0,0,1,0,0,1,0,1},//2
{0,0,0,0,1,1,0,1},//3
{1,0,0,1,1,0,0,1},//4
{0,1,0,0,1,0,0,1},//5
{0,1,0,0,0,0,0,1},//6
{0,0,0,1,1,1,1,1},//7
{0,0,0,0,0,0,1,1},//8
{0,0,0,1,1,0,0,1},//9
{0,0,0,1,0,0,0,1},//A
{1,1,0,0,0,0,0,1},//b
{0,1,1,0,0,0,1,1},//C
{1,0,0,0,0,1,0,1},//d
{0,1,1,0,0,0,0,1},//E
{0,1,1,1,0,0,0,1}//F
};
if(digit=16)return;
for(unsignedintx=0;x8;x++){
digitalWrite(digitPin+x,abcdefgh[digit][x]);
}
}
//数码管每隔一秒显示一个数字从0~9,A~F
步骤3：数码管显示测试
电路图：
原理图
4将位数码管的1、2、3、4公共引脚分别接3.5V电源（或接地），其它引脚分别用杜邦线接地（或接
3.5V电源），根据LED段的亮（灭）判断并识别公共引脚控制显示位数字的abcdefgh管序。
骤步骤2：连接4位数码管驱动电路
根据四位数码管引脚顺序，a,b,c,d,e,f,g,h引脚分别连接开ArduinoUNOR3板的数字引脚D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9。数码管的4个数字位1，2，3，4引脚分别串联Ω限流电阻，电阻另一端分别连接开发板的数字引脚D10、D11、D12、D13。
intdigitalPin=2;//D2引脚连接数码管a脚，D3连b...D9连h
intweiPin=10;// 位数引脚接口
voidsetup(){
for(intx=0;x4;x++){
pinMode(weiPin+x,OUTPUT);//设置各位公共引脚接口为输出
digitalWrite(weiPin+x,HIGH);//公共引脚高电平，
}
for(intx=0;x8;x++){
pinMode(digitalPin+x,OUTPUT);//设置各段led引脚接口为输出
}
}
voidloop(){
display(1,3);//调用函数显示第1位数字3
display(2,2);//调用函数显示第2位数字2
display(3,1);//调用函数显示第3位数字1
display(4,0);//调用函数显示第4位数字0
}
//定义数码管位显数字函数
voiddisplayDigital(unsignedintdigit){
unsignedcharabcdefgh[][8]={//定义一个数组，存储不同数字的abcdefgh各段的取值
{0,0,0,0,0,0,1,1},//0
{0,0,0,1,1,1,1,1},//1
{0,0,1,0,0,1,0,1},//2
{0,0,0,0,1,1,0,1},//3
{1,0,0,1,1,0,0,1},//4
{0,1,0,0,1,0,0,1},//5
{0,1,0,0,0,0,0,1},//6
{0,0,0,1,1,1,1,1},//7
{0,0,0,0,0,0,1,1},//8
{0,0,0,1,1,0,0,1},//9
{0,0,0,1,0,0,0,1},//A
{1,1,0,0,0,0,0,1},//b
{0,1,1,0,0,0,1,1},//C
{1,0,0,0,0,1,0,1},//d
{0,1,1,0,0,0,0,1},//E
{0,1,1,1,0,0,0,1},//F
{1,1,1,1,1,1,1,0},//DOT=16
{1,1,1,1,1,1,0,1},//MINUS=17
{1,1,1,1,1,1,1,1}//BLANK=18
}
if(digit18)return;
for(unsignedintx=0;x8;x++)
digitalWrite(digitalPin+x,abcdefgh[digit][x]);
}
//指定位显示给定数字函数
voiddisplay(unsignedintwei,unsignedintdigit){
constintBLANK18;
for(intx=0;x=3;x++){
digitalWrite(weiPin+x,LOW);//数字位引脚置低电平
}
displayDigital(BLANK);//调用函数关闭所有显示字段
digitalWrite(weiPin+wei-1,HIGH);//选择位显引脚，置高电平
delay(1);
displayDigital(digit);//调用函数位显数字字段
delay();//指定位的数字显示时间
}
4.程序扩展
任务根据以上示例，编写程序，实现一个累加计数器或累减计数器。
intdigitalPin=2;//D2引脚连接数码管a脚，D3连b...D9连h
intweiPin=10;// 位数引脚接口
voidsetup(){
for(intx=0;x4;x++){
pinMode(weiPin+x,OUTPUT);//设置各位公共引脚接口为输出
digitalWrite(weiPin+x,HIGH);//公共引脚高电平，
}
for(intx=0;x8;x++){
pinMode(digitalPin+x,OUTPUT);//设置各段led引脚接口为输出
}
}
voidloop(){
for(intj=0;j10;j++){
for(intk=0;k10;k++){
for(inte=0;e10;e++){
for(intc=0;c10;c++){
display(1,j);
display(2,k);
display(3,e);
display(4,c);
}
}
}
}}
//定义数码管位显数字函数
voiddisplayDigital(unsignedintdigit){
unsignedcharabcdefgh[][8]={//定义一个数组，存储不同数字的abcdefgh各段的取值
{0,0,0,0,0,0,1,1},//0
{1,0,0,1,1,1,1,1},//1
{0,0,1,0,0,1,0,1},//2
{0,0,0,0,1,1,0,1},//3
{1,0,0,1,1,0,0,1},//4
{0,1,0,0,1,0,0,1},//5
{0,1,0,0,0,0,0,1},//6
{0,0,0,1,1,1,1,1},//7
{0,0,0,0,0,0,1,1},//8
{0,0,0,1,1,0,0,1},//9
{0,0,0,1,0,0,0,1},//A
{1,1,0,0,0,0,0,1},//b
{0,1,1,0,0,0,1,1},//C
{1,0,0,0,0,1,0,1},//d
{0,1,1,0,0,0,0,1},//E
{0,1,1,1,0,0,0,1},//F
{1,1,1,1,1,1,1,0},//DOT=16
{1,1,1,1,1,1,0,1},//MINUS=17
{1,1,1,1,1,1,1,1}//BLANK=18
};
if(digit18)return;
for(unsignedintx=0;x8;x++)
digitalWrite(digitalPin+x,abcdefgh[digit][x]);
}
//指定位显示给定数字函数
voiddisplay(unsignedintwei,unsignedintdigit){
constintBLANK=18;
for(intx=0;x=3;x++){
digitalWrite(weiPin+x,LOW);//数字位引脚置低电平
}
displayDigital(BLANK);//调用函数关闭所有显示字段
digitalWrite(weiPin+wei-1,HIGH);//选择位显引脚，置高电平
delay(1);
displayDigital(digit);//调用函数位显数字字段
delay(5);//指定位的数字显示时间
}
实验现象：
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