原標(biāo)題：51單片機數(shù)碼管靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示原理及實驗

一、數(shù)碼管靜態(tài)顯示

1. 原理

數(shù)碼管靜態(tài)顯示是指同時點亮多個數(shù)碼管，每個數(shù)碼管顯示的內(nèi)容固定不變。這通常通過為每個數(shù)碼管提供獨立的段選（顯示數(shù)字或字符的筆畫）和位選（選擇哪個數(shù)碼管顯示）信號來實現(xiàn)。在靜態(tài)顯示中，由于每個數(shù)碼管都在持續(xù)顯示，因此不需要考慮視覺暫留或余暉效應(yīng)。

• 段選：控制數(shù)碼管顯示什么數(shù)字或字符，通過向數(shù)碼管的各個段（a、b、c、d、e、f、g、dp等）提供高電平或低電平信號來實現(xiàn)。

• 位選：選擇哪個數(shù)碼管進行顯示，通過為每個數(shù)碼管的公共端（共陰極或共陽極）提供控制信號來實現(xiàn)。

2. 實驗

在實驗中，通常需要完成以下步驟：

• 硬件連接：將數(shù)碼管的段選引腳與單片機的I/O口相連，將位選引腳也連接到單片機的I/O口。如果數(shù)碼管數(shù)量較多，可能需要使用鎖存器（如74HC573）來擴展I/O口。

• 軟件編程：編寫程序，通過單片機控制I/O口的電平狀態(tài)，向數(shù)碼管發(fā)送段選和位選信號，從而實現(xiàn)數(shù)碼管的靜態(tài)顯示。

二、數(shù)碼管動態(tài)顯示

1. 原理

數(shù)碼管動態(tài)顯示是指利用人眼的視覺暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管的余暉效應(yīng)，通過快速輪流點亮每個數(shù)碼管，并在每個數(shù)碼管上短暫顯示不同的內(nèi)容，從而讓人眼感覺到所有數(shù)碼管都在同時顯示不同的內(nèi)容。這種方式可以大大節(jié)省單片機的I/O口資源。

• 視覺暫留效應(yīng)：人眼在觀察景物時，光信號傳入大腦神經(jīng)需要一段時間，光的作用結(jié)束后，視覺影像并不立即消失，這種殘留的視覺稱為“后像”。

• 余暉效應(yīng)：當(dāng)停止向發(fā)光二極管供電時，發(fā)光二極管亮度仍能維持一段時間。

在動態(tài)顯示中，單片機通過分時控制各個數(shù)碼管的位選信號，使每個數(shù)碼管依次被點亮，并在每個數(shù)碼管點亮的時間內(nèi)，通過段選信號顯示相應(yīng)的內(nèi)容。由于掃描速度足夠快（通常每個數(shù)碼管的點亮?xí)r間為1~2ms），人眼無法分辨出各個數(shù)碼管是依次點亮的，從而感覺到所有數(shù)碼管都在同時顯示。

2. 實驗

在實驗中，通常需要完成以下步驟：

• 硬件連接：與靜態(tài)顯示類似，但通常不需要為每個數(shù)碼管提供獨立的位選信號線，而是通過單片機的I/O口和驅(qū)動器（如74LS04）來實現(xiàn)位選信號的輪流控制。

• 軟件編程：編寫程序，通過單片機控制I/O口的電平狀態(tài)，以及使用延時函數(shù)來控制數(shù)碼管的點亮?xí)r間和掃描速度，從而實現(xiàn)數(shù)碼管的動態(tài)顯示。

注意事項

• 在進行數(shù)碼管顯示實驗時，需要注意單片機的I/O口驅(qū)動能力是否足夠，如果數(shù)碼管數(shù)量較多或驅(qū)動電流較大，可能需要使用驅(qū)動器來擴展I/O口或增強驅(qū)動能力。

• 在編寫程序時，需要合理設(shè)置延時函數(shù)，以確保數(shù)碼管的點亮?xí)r間和掃描速度能夠滿足視覺暫留效應(yīng)和余暉效應(yīng)的要求，從而避免出現(xiàn)閃爍或顯示不清晰的現(xiàn)象。

• 在實驗過程中，還需要注意電源電壓和電流的穩(wěn)定性，以及電路連接的正確性，以避免出現(xiàn)損壞單片機或數(shù)碼管等元件的情況。