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使用单片机的IO引脚直接驱动段码屏

使用单片机的IO引脚直接驱动段码屏,目的是为了降低成本。这种古老的应用,在低功耗产品中比较多见。
如:水表,燃气表等需要电池供电的产品。

下面纯属个人理解,未经测试。

1/3Duty表示LCD共有3个COM引脚,分别占显示周期的1/3
1/2BIAS表示电压0和VCC

1、LCD的COM引脚电压
由于是1/2bias的LCD,因此需在COM引脚产生三种电压:0V、0.5VDD、VDD。实现方法如下:
1)、将LCD的COM引脚通过10K电阻分别连接至VDD和GND;
2)、当CPU连接到COM引脚的IO口配置为输入浮空时,则COM引脚会产生0.5倍VDD的电压;
3)、当CPU连接到COM引脚的IO口输出低电平时,则COM引脚会产生GND电压;
4)、当CPU连接到COM引脚的IO口输出高电平时,则COM引脚会产生VDD电压;
因此,在使用CPU的IO口直接驱动1/2bias的LCD时,要求CPU的IO引脚具有三态输出功能;

2、显示方法:

1)、显示时,交替翻转COM引脚和SEG引脚电压
COM引脚电压为VCC,SEG引脚电压为0,交替后,则为COM引脚电压为0,SEG引脚电压为VCC;
2)、不显示时,交替翻转COM引脚和SEG引脚电压
COM引脚电压为VCC,SEG引脚电压为VCC,交替后,则为COM引脚电压为0,SEG引脚电压为0;

只要COM引脚和SEG引脚的电压差为+VCC或者-VCC,就可以点亮对应的LCD笔段即像素点,具体实现步骤如下:
第1次中断时设置COM0引脚输出High,其它COM引脚输出VDD/2,再根据要显示的数据设置各个SEG的输出;
第2次中断时设置COM0引脚输出Low,其它COM引脚输出VDD/2,再根据要显示的数据设置各个SEG的输出;
第3次中断时设置COM1引脚输出High,其它COM引脚输出VDD/2,再根据要显示的数据设置各个SEG的输出;
第4次中断时设置COM1引脚输出Low,其它COM引脚输出VDD/2,再根据要显示的数据设置各个SEG的输出;
第5次中断时设置COM2引脚输出High,其它COM引脚输出VDD/2,再根据要显示的数据设置各个SEG的输出;
第6次中断时设置COM2引脚输出Low,其它COM引脚输出VDD/2,再根据要显示的数据设置各个SEG的输出;
循环进行以上的6次循环设置,即可完成“使用单片机IO模拟驱动段码LCD”;

3、占空比和偏压比的关系:

一般来说,Bias的选择与COM使用个数有关,但不是绝对。见下图:

4、选择单片机直接驱动LCD,还是选择专用的驱动芯片,以及注意事项如下:
1)、单片机本身不带LCD驱动功能,在使用单片机IO直接驱动段码LCD时,偏压比只能选择1/2。
在LCD的COM引脚加上拉、下拉各1个电阻,阻值一般为100-200K;选择偏压比为1/3,也可以用,但效果没有1/2好。

2)、MCU+专用的LCD显示驱动芯片:
常用的驱动芯片有1621、1622,对应的偏压比为1/3、1/4,LCD的COM引脚就不需要外加电阻了,而且单片机可以选择相对脚位少的、资源少点的,这样单片机的价格会便宜,但驱动芯片不便宜;

若供电电压小于4.5V,建议选择1/2偏压。使用1/2偏压,液晶抖度相对大一些,在垂直视角看的会比较清楚,并且可以过12点法线
如果供电电压小于4.5V,选择1/3偏压,虽然也可以用,但是没有1/2偏压的显示效果好,且过不了12点垂直法线。

5、其它信息
一般LCD液晶屏有三个主要参数,工作中电压Duty(相匹配COM数)和BIAS(偏压,相匹配阀值)。
例如,3.3V、1/4 Duty、1/3 BIAS表明LCD的工作中电压为3.3V,有4个COM,阀值大概是1.1V(3.3/3=1.1)。
具体应用中,为确保显示实际效果优良,一般给电极两边加的电压差贴近LCD的工作中电压;若想不显示,一般
给电极两边加的电压差贴近0V。
必须需注意的是,lcd屏分子结构是必须通过交流数据信号来推动的,千万不能将直流电电压长期的加进电极两边,不然,会危害lcd屏分子结构的电化学特点,造成显示实际效果模糊不清,使用期限降低的不良影响,不可修复。
1/4 Duty、1/3 BIAS的LCD点亮方法如下:
点亮某一段时,必须确保给其电极两边加的电压差为3.3V,如COM1=3.3V,SEG1=0V,而且保持合适的时
间间距,然后再将COM1和SEG1引脚的电压翻转輸出,如COM1=0V,SEG1=3.3V;
不点亮某一段时,必须确保给其电极两边加的电压差为0V,如COM1=3.3V,SEG1=3.3V,,而且保持合适的时
间间距,然后再将COM1和SEG1引脚的电压翻转輸出,如COM1=0V,SEG1=0V;

6、SegmentCodeScreen.c测试程序

以下程序未经测试,只是理论,没有板子测试。

#include "SegmentCodeScreen.h"

/*
使用单片机的IO引脚直接驱动段码屏,目的是为了降低成本。这种古老的应用,在低功耗产品中比较多见。
如:水表,燃气表等需要电池供电的产品。

1/3Duty表示LCD共有3个COM引脚,分别占显示周期的1/3
1/2BIAS表示电压0和VCC

LCD的COM引脚电压
由于是1/2bias的LCD,因此需在COM引脚产生三种电压:0V、0.5VDD、VDD。实现方法如下:
1)、将LCD的COM引脚通过10K电阻分别连接至VDD和GND;
2)、当CPU连接到COM引脚的IO口配置为输入浮空时,则COM引脚会产生0.5倍VDD的电压;
3)、当CPU连接到COM引脚的IO口输出低电平时,则COM引脚会产生GND电压;
4)、当CPU连接到COM引脚的IO口输出高电平时,则COM引脚会产生VDD电压;
因此,在使用CPU的IO口直接驱动1/2bias的LCD时,要求CPU的IO引脚具有三态输出功能;

由于是1/3duty的LCD,所以COM引脚的波形图如下:
COM0电压波形图:
3V      __               __                 
       |  |             |  |               
1.5V __|  |   __________|  |   ___________   
          |  |             |  |              
0V        |__|             |__|             
                                             
COM1电压波形图:                                  
3V            __               __             
             |  |             |  |           
1.5V ________|  |   __________|  |   _____
                |  |             |  |     
0V              |__|             |__|     
                                          
COM2电压波形图:                            
3V                  __               __    
                   |  |             |  |   
1.5V ______________|  |   __________|  |   
                      |  |             |  |
0V                    |__|             |__|
                                              
如果SEG1电压波形图如下,根据上面的COM0,COM1和COM2引脚波形,则SEG1和COM交点处的笔画码不会显示:
3V      __    __    __    __    __    __
       |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
1.5V __|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
          |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
0V        |__|  |__|  |__|  |__|  |__|  |__|

如果SEG1电压波形图如下,根据上面的COM0,COM1和COM2引脚波形,则SEG1和COM交点处的笔画码会显示:
3V         __    __    __    __    __    __
          |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
1.5V __   |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
       |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
0V     |__|  |__|  |__|  |__|  |__|  |__|

1)、显示时,交替翻转COM引脚和SEG引脚电压
COM引脚电压为VCC,SEG引脚电压为0,交替后,则为COM引脚电压为0,SEG引脚电压为VCC;
2)、不显示时,交替翻转COM引脚和SEG引脚电压
COM引脚电压为VCC,SEG引脚电压为VCC,交替后,则为COM引脚电压为0,SEG引脚电压为0;

只要COM引脚和SEG引脚的电压差为+VCC或者-VCC,就可以点亮对应的LCD笔段即像素点,具体实现步骤如下:
第1次中断时设置COM0引脚输出High,其它COM引脚输出VDD/2,再根据要显示的数据设置各个SEG的输出;
第2次中断时设置COM0引脚输出Low,其它COM引脚输出VDD/2,再根据要显示的数据设置各个SEG的输出;
第3次中断时设置COM1引脚输出High,其它COM引脚输出VDD/2,再根据要显示的数据设置各个SEG的输出;
第4次中断时设置COM1引脚输出Low,其它COM引脚输出VDD/2,再根据要显示的数据设置各个SEG的输出;
第5次中断时设置COM2引脚输出High,其它COM引脚输出VDD/2,再根据要显示的数据设置各个SEG的输出;
第6次中断时设置COM2引脚输出Low,其它COM引脚输出VDD/2,再根据要显示的数据设置各个SEG的输出;
循环进行以上的6次循环设置,即可完成“使用单片机IO模拟驱动段码LCD”;
*/

unsigned char Scan_SegmentCodeScreen_Counter;
unsigned int wei1_num=NUM0;//个位上的数码管1显示数据
unsigned int wei2_num=NUM0;//十位上的数码管1显示数据
unsigned int wei3_num=NUM0;//百位上的数码管显示数据
unsigned int wei4_num=NUM0;//千位上的数码管显示数据
unsigned int timer_value;//计数器的值
u16 Timer2MilliSecond;//毫秒计数器

void TIM2_Interrupt_Initializtion(u16 arr,u16 psc);

//函数功能:sel=1设置GPIOB13为输出口,sel=0,则设置GPIOB13为浮空输入
void COM0_PIN_Configuration(u8 sel)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    if(sel==1)
    {
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;     //选择第13脚
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  //选择推挽输出
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //设置IO口的最高工作频率为50MHz
        GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //GPIOB
  }
    else
    {
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;     //选择第13脚
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //设置IO口的最高工作频率为50MHz
        GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //GPIOB
    }
}

//函数功能:sel=1设置GPIOB14为输出口,sel=0,则设置GPIOB14为浮空输入
void COM1_PIN_Configuration(u8 sel)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    if(sel==1)
    {
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;     //选择第14脚
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  //选择推挽输出
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //设置IO口的最高工作频率为50MHz
        GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //GPIOB
  }
    else
    {
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;     //选择第14脚
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //设置IO口的最高工作频率为50MHz
        GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //GPIOB
    }
}

//函数功能:sel=1设置GPIOB15为输出口,sel=0,则设置GPIOB15为浮空输入
void COM2_PIN_Configuration(u8 sel)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    if(sel==1)
    {
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;     //选择第15脚
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  //选择推挽输出
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //设置IO口的最高工作频率为50MHz
        GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //GPIOB
  }
    else
    {
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;     //选择第15脚
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //设置IO口的最高工作频率为50MHz
        GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //GPIOB
    }
}

//函数功能:设置GPIOB1为输出口
void SEG1_PIN_Configuration(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;     //选择第1脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  //选择推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //设置IO口的最高工作频率为50MHz
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //GPIOB
}

//函数功能:设置GPIOB2为输出口
void SEG2_PIN_Configuration(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;     //选择第2脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  //选择推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //设置IO口的最高工作频率为50MHz
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //GPIOB
}

//函数功能:设置GPIOB3为输出口
void SEG3_PIN_Configuration(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;     //选择第3脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  //选择推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //设置IO口的最高工作频率为50MHz
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //GPIOB
}

//函数功能:设置GPIOB4为输出口
void SEG4_PIN_Configuration(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;     //选择第4脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  //选择推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //设置IO口的最高工作频率为50MHz
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //GPIOB
}

//函数功能:设置GPIOB5为输出口
void SEG5_PIN_Configuration(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;     //选择第5脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  //选择推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //设置IO口的最高工作频率为50MHz
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //GPIOB
}

//函数功能:设置GPIOB6为输出口
void SEG6_PIN_Configuration(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;     //选择第6脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  //选择推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //设置IO口的最高工作频率为50MHz
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //GPIOB
}

//函数功能:设置GPIOB7为输出口
void SEG7_PIN_Configuration(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;     //选择第7脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  //选择推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //设置IO口的最高工作频率为50MHz
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //GPIOB
}

//函数功能:设置GPIOB8为输出口
void SEG8_PIN_Configuration(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;     //选择第8脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  //选择推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //设置IO口的最高工作频率为50MHz
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //GPIOB
}

//函数功能:设置GPIOB9为输出口
void SEG9_PIN_Configuration(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;     //选择第9脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  //选择推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //设置IO口的最高工作频率为50MHz
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //GPIOB
}

//函数功能:设置GPIOB10为输出口
void SEG10_PIN_Configuration(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;     //选择第10脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  //选择推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //设置IO口的最高工作频率为50MHz
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //GPIOB
}

//函数功能:设置GPIOB11为输出口
void SEG11_PIN_Configuration(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;     //选择第11脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  //选择推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //设置IO口的最高工作频率为50MHz
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //GPIOB
}

//函数功能:设置GPIOB12为输出口
void SEG12_PIN_Configuration(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;     //选择第12脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  //选择推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //设置IO口的最高工作频率为50MHz
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //GPIOB
}

void SegmentCodeScreen_Init(void)
{
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //使能GPIOB的外设时钟

    COM0_PIN_Configuration(0);
    COM1_PIN_Configuration(0);
    COM2_PIN_Configuration(0);

    SEG1_PIN_Configuration();
    SEG2_PIN_Configuration();
    SEG3_PIN_Configuration();
    SEG4_PIN_Configuration();

    SEG5_PIN_Configuration();
    SEG6_PIN_Configuration();
    SEG7_PIN_Configuration();
    SEG8_PIN_Configuration();

    SEG9_PIN_Configuration();
    SEG10_PIN_Configuration();
    SEG11_PIN_Configuration();
    SEG12_PIN_Configuration();
}

void SegmentCodeScreen_Work(void)//定时器配置5ms扫描一次即可
{
    Scan_SegmentCodeScreen_Counter++;//下一位
  if(Scan_SegmentCodeScreen_Counter>5)//扫描完一轮才更新数值
    {
        Scan_SegmentCodeScreen_Counter=0;
        switch(timer_value%10000/1000)//求千位数
        {
            case 0:  wei4_num=NUM0; break;
            case 1:  wei4_num=NUM1; break;
            case 2:  wei4_num=NUM2; break;
            case 3:  wei4_num=NUM3; break;
            case 4:  wei4_num=NUM4; break;
            case 5:  wei4_num=NUM5; break;
            case 6:  wei4_num=NUM6; break;
            case 7:  wei4_num=NUM7; break;
            case 8:  wei4_num=NUM8; break;
            case 9:  wei4_num=NUM9; break;
        }
        switch(timer_value%1000/100)//求百位数
        {
            case 0:  wei3_num=NUM0; break;
            case 1:  wei3_num=NUM1; break;
            case 2:  wei3_num=NUM2; break;
            case 3:  wei3_num=NUM3; break;
            case 4:  wei3_num=NUM4; break;
            case 5:  wei3_num=NUM5; break;
            case 6:  wei3_num=NUM6; break;
            case 7:  wei3_num=NUM7; break;
            case 8:  wei3_num=NUM8; break;
            case 9:  wei3_num=NUM9; break;
        }
        switch(timer_value%100/10)//求十位数
        {
            case 0:  wei2_num=NUM0; break;
            case 1:  wei2_num=NUM1; break;
            case 2:  wei2_num=NUM2; break;
            case 3:  wei2_num=NUM3; break;
            case 4:  wei2_num=NUM4; break;
            case 5:  wei2_num=NUM5; break;
            case 6:  wei2_num=NUM6; break;
            case 7:  wei2_num=NUM7; break;
            case 8:  wei2_num=NUM8; break;
            case 9:  wei2_num=NUM9; break;
        }
        switch(timer_value%10)//求个位数
        {
            case 0:  wei1_num=NUM0; break;
            case 1:  wei1_num=NUM1; break;
            case 2:  wei1_num=NUM2; break;
            case 3:  wei1_num=NUM3; break;
            case 4:  wei1_num=NUM4; break;
            case 5:  wei1_num=NUM5; break;
            case 6:  wei1_num=NUM6; break;
            case 7:  wei1_num=NUM7; break;
            case 8:  wei1_num=NUM8; break;
            case 9:  wei1_num=NUM9; break;
        }
    }

    switch(Scan_SegmentCodeScreen_Counter)    //动态扫描
    {
        case 0: //COM0引脚正向驱动
            COM1_PIN_Configuration(0);//设置COM1引脚为输入浮空,COM1引脚因电阻分压得到电压为VDD/2
          COM2_PIN_Configuration(0);//设置COM2引脚为输入浮空,COM1引脚因电阻分压得到电压为VDD/2
          COM0_PIN_Configuration(1);//配置COM0引脚为输出口
          COM0=1;//COM0引脚电压为VCC,则要求SEGx引脚电压为0

千位上的数码管/
          if(wei4_num!=NUM0)
          {
            if(wei4_num&0x01)   SEG1=0;else SEG1=1;
            if(wei4_num&0x02)   SEG2=0;else SEG2=1;
            if(wei4_num&0x04)   SEG3=0;else SEG3=1;
            }
            else{SEG1=1;SEG2=1;SEG3=1;}//不显示

百位上的数码管
         if(wei3_num&0x01)   SEG4=0;else SEG4=1;
         if(wei3_num&0x02)   SEG5=0;else SEG5=1;
         if(wei3_num&0x04)   SEG6=0;else SEG6=1;

十位上的数码管
         if(wei2_num&0x01)   SEG7=0;else SEG7=1;
         if(wei2_num&0x02)   SEG8=0;else SEG8=1;
         if(wei2_num&0x04)   SEG9=0;else SEG9=1;

个位上的数码管
         if(wei1_num&0x01)   SEG10=0;else SEG10=1;
         if(wei1_num&0x02)   SEG11=0;else SEG11=1;
         if(wei1_num&0x04)   SEG12=0;else SEG12=1;
        break;

        case 1://COM0引脚反向驱动
            COM1_PIN_Configuration(0);//设置COM1引脚为输入浮空,COM1引脚因电阻分压得到电压为VDD/2
          COM2_PIN_Configuration(0);//设置COM2引脚为输入浮空,COM1引脚因电阻分压得到电压为VDD/2
          COM0_PIN_Configuration(1);//配置COM0引脚为输出口
          COM0=0;//COM0引脚电压为0,则SEGx引脚电压为VCC;

千位上的数码管/
            if(wei4_num&0x01)   SEG1=1; else SEG1=0;
            if(wei4_num&0x02)   SEG2=1; else SEG2=0;
            if(wei4_num&0x04)   SEG3=1; else SEG3=0;

百位上的数码管
          if(wei4_num!=NUM0)
            {
            if(wei3_num&0x01)   SEG4=1;   else SEG4=0;
            if(wei3_num&0x02)   SEG5=1;   else SEG5=0;
            if(wei3_num&0x04)   SEG6=1;   else SEG6=0;
            }
            else{SEG1=0;SEG2=0;SEG3=0;}//不显示

十位上的数码管
         if(wei2_num&0x01)   SEG7=1;else SEG7=0;
         if(wei2_num&0x02)   SEG8=1;else SEG8=0;
         if(wei2_num&0x04)   SEG9=1;else SEG9=0;

个位上的数码管
         if(wei1_num&0x01)   SEG10=1;else SEG10=0;
         if(wei1_num&0x02)   SEG11=1;else SEG11=0;
         if(wei1_num&0x04)   SEG12=1;else SEG12=0;
      break;

        case 2://COM1引脚正向驱动
            COM0_PIN_Configuration(0);//除COM1输出外,其余COM设为输入
          COM2_PIN_Configuration(0);//除COM1输出外,其余COM设为输入
          COM1_PIN_Configuration(1);//配置COM1引脚为输出口
          COM1=1;//COM1引脚电压为VCC,则要求SEGx引脚电压为0

千位上的数码管/
          if(wei4_num!=NUM0)
            {
            if(wei4_num&0x08)   SEG1=0; else SEG1=1;
              if(wei4_num&0x10)   SEG2=0; else SEG2=1;
              if(wei4_num&0x20)   SEG3=0; else SEG3=1;
            }
            else{SEG1=1;SEG2=1;SEG3=1;}//不显示

百位上的数码管
          if(wei3_num&0x08)   SEG4=0;else SEG4=1;
            if(wei3_num&0x10)   SEG5=0;else SEG5=1;
            if(wei3_num&0x20)   SEG6=0;else SEG6=1;

十位上的数码管
          if(wei2_num&0x08)   SEG7=0;else SEG7=1;
            if(wei2_num&0x10)   SEG8=0;else SEG8=1;
            if(wei2_num&0x20)   SEG9=0;else SEG9=1;

个位上的数码管
          if(wei1_num&0x08)   SEG10=0;else SEG10=1;
            if(wei1_num&0x10)   SEG11=0;else SEG11=1;
            if(wei1_num&0x20)   SEG12=0;else SEG12=1;
            break;

        case 3://COM1引脚反向驱动
            COM0_PIN_Configuration(0);//除COM1输出外,其余COM设为输入
          COM2_PIN_Configuration(0);//除COM1输出外,其余COM设为输入
          COM1_PIN_Configuration(1);//配置COM1引脚为输出口
          COM1=0;//COM1引脚电压为0,则要求SEGx引脚电压为VCC

千位上的数码管/
          if(wei4_num!=NUM0)
          {
            if(wei4_num&0x08)   SEG1=1; else SEG1=0;
              if(wei4_num&0x10)   SEG2=1; else SEG2=0;
              if(wei4_num&0x20)   SEG3=1; else SEG3=0;
            }
            else{SEG1=0;SEG2=0;SEG3=0;}//不显示

百位上的数码管
          if(wei3_num&0x08)   SEG4=1;else SEG4=0;
            if(wei3_num&0x10)   SEG5=1;else SEG5=0;
            if(wei3_num&0x20)   SEG6=1;else SEG6=0;

十位上的数码管
          if(wei2_num&0x08)   SEG7=1;else SEG7=0;
            if(wei2_num&0x10)   SEG8=1;else SEG8=0;
            if(wei2_num&0x20)   SEG9=1;else SEG9=0;

个位上的数码管
          if(wei1_num&0x08)   SEG10=1;else SEG10=0;
            if(wei1_num&0x10)   SEG11=1;else SEG11=0;
            if(wei1_num&0x20)   SEG12=1;else SEG12=0;
            break;

        case 4:
            COM0_PIN_Configuration(0);//除COM2输出外,其余COM设为输入
          COM1_PIN_Configuration(0);//除COM2输出外,其余COM设为输入
          COM2_PIN_Configuration(1);//配置COM1引脚为输出口
          COM2=1;//COM2引脚电压为VCC,则要求SEGx引脚电压为0

千位上的数码管/
          if(wei4_num!=NUM0)
            {
            if(wei4_num&0x40)    SEG1=0;else SEG1=1;
              if(wei4_num&0x80)    SEG2=0;else SEG2=1;
              if(wei4_num&0x100)   SEG3=0;else SEG3=1;
            }
          else{SEG1=1;SEG2=1;SEG3=1;}//不显示

百位上的数码管/
          if(wei3_num&0x40)    SEG4=0;else SEG4=1;
            if(wei3_num&0x80)    SEG5=0;else SEG5=1;
            if(wei3_num&0x100)   SEG6=0;else SEG6=1;

十位上的数码管/
          if(wei2_num&0x40)    SEG7=0;else SEG7=1;
            if(wei2_num&0x80)    SEG8=0;else SEG8=1;
            if(wei2_num&0x100)   SEG9=0;else SEG9=1;

个位上的数码管/
          if(wei1_num&0x40)    SEG10=0;else SEG10=1;
            if(wei1_num&0x80)    SEG11=0;else SEG11=1;
            if(wei1_num&0x100)   SEG12=0;else SEG12=1;
            break;

        case 5:
            COM0_PIN_Configuration(0);//除COM2输出外,其余COM设为输入
          COM1_PIN_Configuration(0);//除COM2输出外,其余COM设为输入
          COM2_PIN_Configuration(1);//配置COM1引脚为输出口
          COM2=0;//COM2引脚电压为0,则要求SEGx引脚电压为VCC

千位上的数码管/
          if(wei4_num!=NUM0)
            {
            if(wei4_num&0x40)    SEG1=1;else SEG1=0;
              if(wei4_num&0x80)    SEG2=1;else SEG2=0;
              if(wei4_num&0x100)   SEG3=1;else SEG3=0;
            }
            else{SEG1=0;SEG2=0;SEG3=0;}//不显示

百位上的数码管/
          if(wei3_num&0x40)    SEG4=1;else SEG4=0;
            if(wei3_num&0x80)    SEG5=1;else SEG5=0;
            if(wei3_num&0x100)   SEG6=1;else SEG6=0;

十位上的数码管/
          if(wei2_num&0x40)    SEG7=1;else SEG7=0;
            if(wei2_num&0x80)    SEG8=1;else SEG8=0;
            if(wei2_num&0x100)   SEG9=1;else SEG9=0;

个位上的数码管/
          if(wei1_num&0x40)    SEG10=1;else SEG10=0;
            if(wei1_num&0x80)    SEG11=1;else SEG11=0;
            if(wei1_num&0x100)   SEG12=1;else SEG12=0;
            break;
    }
}

//通用定时器2中断初始化
//这里时钟选择为APB1的2倍,而APB1为36M
//arr:自动重装值。
//psc:时钟预分频数
//这里使用的是定时器2!
//TIM2_Interrupt_Initializtion(1000,36);//当arr=1000,psc=36时,则为0.5ms,误差为0.5us;
//TIM2_Interrupt_Initializtion(2000,36);//当arr=2000,psc=36时,则为1ms,误差为0.5us;
//TIM2_Interrupt_Initializtion(4000,36);//当arr=4000,psc=36时,则为2ms,误差为0.5us;
void TIM2_Interrupt_Initializtion(u16 arr,u16 psc)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //使能定时器TIM2的APB1外设时钟
    
    //定时器TIM2初始化
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr-1; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值    
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc-1; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
    //计算公式:arr*psc/72000000/1,当arr=1000,psc=72时,则为1ms,误差为1us;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
    TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); //根据指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
    
     TIM_SetCounter(TIM2,0);                      //设置TIM2的计数器值为0;
  TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);        //清除TIM2溢出的待处理标志位
    TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update ); //清除TIM2中断的待处理位
    TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE ); //允许TIM2溢出产生中断

    //中断优先级NVIC设置
    //NVIC_PriorityGroup_4设置NVIC中断分组4:表示抢占优先级为4位,取值为0~15,没有响应优先级,取值为0
  //NVIC_PriorityGroup_3设置NVIC中断分组3:表示抢占优先级为3位,取值为0~7,响应优先级只有1位,取值为0~1
    //NVIC_PriorityGroup_2设置NVIC中断分组3:表示抢占优先级为2位,取值为0~3,响应优先级只有2位,取值为0~3
    //NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);//设置系统中断优先级分组4
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;  //TIM2中断
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 11;  //设置抢占优先级为11
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;  //设置响应优先级为0
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;     //IRQ通道被使能
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化NVIC嵌套向量中断控制寄存器

    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);//使能TIM2外设

    SegmentCodeScreen_Init();

  Timer2MilliSecond=0;//毫秒计数器
    timer_value=0;
}

//函数功能:TIM2每1ms中断一次
void TIM2_IRQHandler()
{
    if (TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update) != RESET) //TIM2计数器溢出产生中断
    {
      Timer2MilliSecond++;//毫秒计数器加1

      if(Timer2MilliSecond%5==0)//5毫秒时间到达
      {
            SegmentCodeScreen_Work();
      }

        if(Timer2MilliSecond%1000==0)//1秒时间到达
        {
            timer_value++;
            if(timer_value>999) timer_value=0;

            Timer2MilliSecond=0;
        }
        TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update); //清除TIM2计数器的溢出中断标志;
    }
}

7、SegmentCodeScreen.h

#ifndef _SegmentCodeScreen_H
#define _SegmentCodeScreen_H

#include "stm32f10x.h"
#include "sys.h"

/*
LCD引脚号码   1     2     3     4    5    6    7    8    9    10   11   12    13    14    15    
LCD引脚名字   COM0  COM1  COM2  SEG1 SEG2 SEG3 SEG4 SEG5 SEG6 SEG7 SEG8 SEG9  SEG10 SEG11 SEG12 
              COM0   --   --   --   1D   --   --   2D   COL  --   3D   --    --    4D    --    
              --   COM1   --   1E   1G   1C   2E   2G   2C   3E   3G   3C    4E    4G    4C         
              --    --   COM2  1F   1A   1B   2F   2A   2B   3F   3A   3B    4F    4A    4B
*/

/*
数码管1:
COM0和SEG2控制数码管1的D段
COM1和SEG1控制数码管1的E段
COM1和SEG2控制数码管1的G段
COM1和SEG3控制数码管1的C段
COM2和SEG1控制数码管1的F段
COM2和SEG2控制数码管1的A段
COM2和SEG3控制数码管1的B段
*/
#define COM0_SEG1_VALUE 0x01  //定义LCD引脚SEG1和COM0交点的值,对于数码管1来说,没有段
#define COM0_SEG2_VALUE 0x02  //定义LCD引脚SEG2和COM0交点的值,即定义数码管1的D段
#define COM0_SEG3_VALUE 0x04  //定义LCD引脚SEG3和COM0交点的值,对于数码管1来说,没有段
#define COM1_SEG1_VALUE 0x08  //定义LCD引脚SEG1和COM1交点的值,即定义数码管1的E段
#define COM1_SEG2_VALUE 0x10  //定义LCD引脚SEG2和COM1交点的值,即定义数码管1的G段
#define COM1_SEG3_VALUE 0x20  //定义LCD引脚SEG3和COM1交点的值,即定义数码管1的C段
#define COM2_SEG1_VALUE 0x40  //定义LCD引脚SEG1和COM2交点的值,即定义数码管1的F段
#define COM2_SEG2_VALUE 0x80  //定义LCD引脚SEG2和COM2交点的值,即定义数码管1的A段
#define COM2_SEG3_VALUE 0x100 //定义LCD引脚SEG3和COM2交点的值,即定义数码管1的B段

/*
数码管2:
COM0和SEG5控制数码管2的D段
COM0和SEG6控制数码管2的COL段,即“:”
COM1和SEG4控制数码管2的E段
COM1和SEG5控制数码管2的G段
COM1和SEG6控制数码管2的C段
COM2和SEG4控制数码管2的F段
COM2和SEG5控制数码管2的A段
COM2和SEG3控制数码管6的B段
*/
#define COM0_SEG4_VALUE 0x01  //定义LCD引脚SEG4和COM0交点的值,对于数码管2来说,没有段
#define COM0_SEG5_VALUE 0x02  //定义LCD引脚SEG5和COM0交点的值,即定义数码管2的D段
#define COM0_SEG6_VALUE 0x04  //定义LCD引脚SEG6和COM0交点的值,即定义数码管2的COL段
#define COM1_SEG4_VALUE 0x08  //定义LCD引脚SEG4和COM1交点的值,即定义数码管2的E段
#define COM1_SEG5_VALUE 0x10  //定义LCD引脚SEG5和COM1交点的值,即定义数码管2的G段
#define COM1_SEG6_VALUE 0x20  //定义LCD引脚SEG6和COM1交点的值,即定义数码管2的C段
#define COM2_SEG4_VALUE 0x40  //定义LCD引脚SEG4和COM2交点的值,即定义数码管2的F段
#define COM2_SEG5_VALUE 0x80  //定义LCD引脚SEG5和COM2交点的值,即定义数码管2的A段
#define COM2_SEG6_VALUE 0x100 //定义LCD引脚SEG6和COM2交点的值,即定义数码管2的B段

/*
数码管3:
COM0和SEG8控制数码管3的D段
COM1和SEG7控制数码管3的E段
COM1和SEG8控制数码管3的G段
COM1和SEG9控制数码管3的C段
COM2和SEG7控制数码管3的F段
COM2和SEG8控制数码管3的A段
COM2和SEG9控制数码管3的B段
*/
#define COM0_SEG7_VALUE 0x01  //定义LCD引脚SEG7和COM0交点的值,对于数码管3来说,没有段
#define COM0_SEG8_VALUE 0x02  //定义LCD引脚SEG8和COM0交点的值,即定义数码管3的D段
#define COM0_SEG9_VALUE 0x04  //定义LCD引脚SEG9和COM0交点的值,对于数码管3来说,没有段
#define COM1_SEG7_VALUE 0x08  //定义LCD引脚SEG7和COM1交点的值,即定义数码管3的E段
#define COM1_SEG8_VALUE 0x10  //定义LCD引脚SEG8和COM1交点的值,即定义数码管3的G段
#define COM1_SEG9_VALUE 0x20  //定义LCD引脚SEG9和COM1交点的值,即定义数码管3的C段
#define COM2_SEG7_VALUE 0x40  //定义LCD引脚SEG7和COM2交点的值,即定义数码管3的F段
#define COM2_SEG8_VALUE 0x80  //定义LCD引脚SEG8和COM2交点的值,即定义数码管3的A段
#define COM2_SEG9_VALUE 0x100 //定义LCD引脚SEG9和COM2交点的值,即定义数码管3的B段

/*
数码管4:
COM0和SEG11控制数码管4的D段
COM1和SEG10控制数码管4的E段
COM1和SEG11控制数码管4的G段
COM1和SEG12控制数码管4的C段
COM2和SEG10控制数码管4的F段
COM2和SEG11控制数码管4的A段
COM2和SEG12控制数码管4的B段
*/
#define COM0_SEG10_VALUE 0x01  //定义LCD引脚SEG10和COM0交点的值,对于数码管4来说,没有段
#define COM0_SEG11_VALUE 0x02  //定义LCD引脚SEG11和COM0交点的值,即定义数码管4的D段
#define COM0_SEG12_VALUE 0x04  //定义LCD引脚SEG12和COM0交点的值,对于数码管4来说,没有段
#define COM1_SEG10_VALUE 0x08  //定义LCD引脚SEG10和COM1交点的值,即定义数码管4的E段
#define COM1_SEG11_VALUE 0x10  //定义LCD引脚SEG11和COM1交点的值,即定义数码管4的G段
#define COM1_SEG12_VALUE 0x20  //定义LCD引脚SEG12和COM1交点的值,即定义数码管4的C段
#define COM2_SEG10_VALUE 0x40  //定义LCD引脚SEG10和COM2交点的值,即定义数码管4的F段
#define COM2_SEG11_VALUE 0x80  //定义LCD引脚SEG11和COM2交点的值,即定义数码管4的A段
#define COM2_SEG12_VALUE 0x100 //定义LCD引脚SEG12和COM2交点的值,即定义数码管4的B段

/*
  -----A----
 |         |
 F         B
 |         |
  ----G ---
 |         |
 E         C
 |         |   _
 -----D----   | |COL   
               -
根据上述定义,我们发现如下规律:
数码管的A段用0x80表示
数码管的B段用0x100表示
数码管的C段用0x20表示
数码管的D段用0x02表示
数码管的E段用0x08表示
数码管的F段用0x40表示
数码管的G段用0x10表示
数码管的COL段用0x04表示
*/

#define  NUM0     0x01EF//A段+B段+C段+D段+E段+F段    =  0x80+0x100+0x20+0x02+0x08+0x40
#define  NUM1     0x0120//B段+C段                    =  0x100+0x20
#define  NUM2     0x019A//A段+B段+G段+E段+D段        =  0x80+0x100+0x10+0x08+0x02
#define  NUM3     0x01B2//A段+B段+G段+C段+D段        =  0x80+0x100+0x10+0x20+0x02
#define  NUM4     0x0170//F段+G段+B段+C段            =  0x40+0x10+0x100+0x20
#define  NUM5     0x00F2//A段+F段+G段+C段+D段        =  0x80+0x40+0x10+0x20+0x02
#define  NUM6     0x00FA//A段+F段+E段+D段+C段+G段    =  0x80+0x40+0x08+0x02+0x20+0x10
#define  NUM7     0x01A0//A段+B段+C段                =  0x80+0x100+0x20
#define  NUM8     0x01FA//A段+B段+C段+D段+E段+F段+G段 =0x80+0x100+0x20+0x02+0x08+0x40+0x10
#define  NUM9     0x01F2//A段+B段+C段+D段+F段+G段     =0x80+0x100+0x20+0x02+0x40+0x10

//CPU引脚定义///
#define SEG1    PBout(1)  //PB1
#define SEG2    PBout(2)  //PB2
#define SEG3    PBout(3)  //PB3

#define SEG4    PBout(4)  //PB4
#define SEG5    PBout(5)  //PB5
#define SEG6    PBout(6)  //PB6

#define SEG7    PBout(7)  //PB7
#define SEG8    PBout(8)  //PB8
#define SEG9    PBout(9)  //PB9

#define SEG10   PBout(10)  //PB10
#define SEG11   PBout(11)  //PB11
#define SEG12   PBout(12)  //PB12

#define COM0    PBout(13)  //PB13
#define COM1    PBout(14)  //PB14
#define COM2    PBout(15)  //PB15

extern void TIM2_Interrupt_Initializtion(u16 arr,u16 psc);
#endif

8、使用单片机IO直接驱动偏压比为1/3的段码屏,驱动和显示原理如下:

段码屏驱动条件: 3.3V, 1/4Duty, 1/3Bias

视角: 6
温度范围: -20~70度工作


本文转载自: https://blog.csdn.net/weixin_42550185/article/details/138656769
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