单片机：实现数码管显示小数(附带源码）-EW帮帮网

单片机实现数码管显示小数

数码管（7段数码管）在嵌入式应用中广泛用于显示数字。通常，数码管只能显示整数，但我们可以通过控制其显示内容，使其显示小数部分。这个过程的关键是模拟小数点的显示，并正确地显示数字。

本项目将实现通过8051单片机控制一个数码管显示带小数的数字，例如 12.34，通过合理分配数码管的显示位，实现小数的显示。

一、项目需求

数码管显示：通过数码管显示带小数的数字。
控制方式：通过单片机控制数码管的显示，支持两位整数和两位小数。
小数点显示：通过控制数码管的小数点位置来显示小数。

二、硬件设计

单片机：使用8051单片机（如AT89C51）。
数码管：使用两个共阴数码管显示带小数的数字。每个数码管显示一位数字，两个数码管依次显示整数和小数部分。
小数点：使用数码管的一个小数点（通常是共阴数码管的第8个段）来表示小数点的位置。

三、数码管显示原理

数码管通常由7个LED段和一个小数点段组成。每个数字的显示是通过控制不同段的亮灭来实现的。例如，数字0对应的段码为0x3F，数字1对应的段码为0x06，依此类推。

3.1 数码管段码定义

数字和小数点的段码（以共阴数码管为例）如下：

数字	段码 (0x3F)	数字	段码 (0x3F)
0	0x3F	1	0x06
2	0xB6	3	0x76
4	0xEE	5	0x7A
6	0xFA	7	0x06
8	0xFE	9	0x7E
小数点	0x80	-	-

其中，0x80用于点亮小数点。

3.2 显示流程

假设我们需要显示一个带两位小数的数字，如12.34，可以通过以下方式控制数码管显示：

第一位数码管显示1。
第二位数码管显示2。
第三个数码管显示.（小数点）。
第四个数码管显示3。
第五个数码管显示4。

四、程序设计

4.1 数码管显示函数

在程序中，我们需要设计一个函数来显示数值和小数点。

由于数码管只能显示单个数字，因此我们必须将整数和小数部分分别处理。
控制显示时需要选择相应的数码管和小数点。

4.2 代码实现

#include <reg51.h>  // 包含8051单片机的寄存器定义

// 数码管段码（共阴数码管）
unsigned char code digit_code[] = {
    0x3F,  // 0
    0x06,  // 1
    0xB6,  // 2
    0x76,  // 3
    0xEE,  // 4
    0x7A,  // 5
    0xFA,  // 6
    0x06,  // 7
    0xFE,  // 8
    0x7E,  // 9
};

// 定义数码管端口
#define DIGIT1 P0  // 个位数码管连接到P0口
#define DIGIT2 P1  // 十位数码管连接到P1口
#define DIGIT3 P2  // 小数点数码管连接到P2口
#define DIGIT4 P3  // 小数部分数码管连接到P3口

// 延时函数（用来调整数码管刷新时间）
void delay_ms(unsigned int ms) {
    unsigned int i, j;
    for (i = 0; i < ms; i++) {
        for (j = 0; j < 120; j++) {
            // 空循环，产生延时
        }
    }
}

// 数码管显示函数
void display_number(float number) {
    unsigned char integer_part = (unsigned char)number;  // 整数部分
    unsigned char decimal_part = (unsigned char)((number - integer_part) * 100);  // 小数部分

    // 显示十位数
    DIGIT1 = digit_code[integer_part / 10];  
    delay_ms(5);        // 延时，避免闪烁

    // 显示个位数
    DIGIT2 = digit_code[integer_part % 10];
    delay_ms(5);        // 延时，避免闪烁

    // 显示小数点
    DIGIT3 = 0x80;  // 点亮小数点
    delay_ms(5);    // 延时，避免闪烁

    // 显示小数部分
    DIGIT4 = digit_code[decimal_part / 10];  // 显示小数点后一位
    delay_ms(5);        // 延时，避免闪烁

    // 显示小数部分第二位
    DIGIT4 = digit_code[decimal_part % 10];  // 显示小数点后一位
    delay_ms(5);        // 延时，避免闪烁
}

// 主程序
void main() {
    float number = 12.34;  // 示例数字

    while (1) {
        display_number(number);  // 显示数字
        delay_ms(500);           // 延时500ms，每秒更新一次
    }
}

五、程序说明

数码管段码：
- digit_code[]数组定义了数字0-9对应的数码管段码。
显示数字：
- display_number(float number)函数将传入的浮动数字分解为整数部分和小数部分，然后分别显示在相应的数码管上。
- 整数部分通过integer_part存储，小数部分通过decimal_part存储。每个数码管显示一位数字，同时使用0x80来点亮小数点。
延时：
- delay_ms()函数用来控制数码管刷新时间，避免显示闪烁。
数码管控制：
- 每个数码管都通过DIGIT1、DIGIT2等端口控制，数字显示时会通过这些端口传输相应的段码。
小数点显示：
- 小数点通过控制小数点段（通常是0x80）来点亮，显示在小数部分和整数部分之间。

六、总结

通过8051单片机的控制，可以成功实现数码管显示带小数的数字。这个方案通过将整数和小数部分分开控制数码管，并利用小数点段显示小数部分，实现了对浮动数字的显示。通过调整delay_ms()函数中的延时时间，可以实现合适的刷新速度，从而避免数码管闪烁的问题。

该方案适用于各种嵌入式应用，尤其是在需要显示带小数的数字时。通过增加更多的数码管或者使用动态显示技术，系统可以扩展以显示更多的数字位。

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