DFR0100 Arduino教程 17-数码管显示 DF创客社区

Jane 发表于 2014-6-5 18:24:17

DFR0100 Arduino教程 17--数码管显示

该教程实验平台：(https://www.dfrobot.com.cn/goods-149.html)
上一篇教程：(https://mc.dfrobot.com.cn/thread-2538-1-1.html)

数码管，常见的用来显示数字的，比如像计算器。这回我们就要来好好研究一下数码管，看看它是如何工作的。数码管，其实也算是LED中的一种。数码管的每一段，都是一个独立的LED，通过数字引脚来控制相应段的亮灭就能达到显示数字的效果。这个项目要实现的是循环显示数字0~9。

### 所需材料

- 1×八段数码管
- 8×220欧电阻

#### STEP 1：硬件连接
按下图连线图连接，注意数码管各段所对应的引脚。右边引脚说明图上为什么画这么几个箭头呢？个人觉得，这样看起来更方便。可以给你作为参考。我们从上面一排看，红色箭头的方向，从右往左，b  a  f  g的顺序正好对应，下面红色箭头逆时针顺序b --> a --> f --> g。蓝色箭头也是表达的同样的意思。

我还特意在连接图上，对数码管所连接的引脚做了标示。这样就能更清楚的知道哪个引脚控制哪一段了。这8个电阻同样是起限流的作用。

#### STEP 2：输入代码
```
void setup(){
for(int pin = 2 ; pin <= 9 ; pin++){    // 设置数字引脚2~9为输出模式
pinMode(pin, OUTPUT);
digitalWrite(pin, HIGH);
}
}

void loop() {
// 显示数字0
int n0={0,0,0,1,0,0,0,1};
//数字引脚2~9依次按数组n0中的数据显示
for(int pin = 2; pin <= 9 ; pin++){
digitalWrite(pin,n0);
}
delay(500);

// 显示数字1
int n1={0,1,1,1,1,1,0,1};
// 数字引脚2~9依次按数组n1中的数据显示
for(int pin = 2; pin <= 9 ; pin++){
   digitalWrite(pin,n1);
}
delay(500);

// 显示数字2
int n2={0,0,1,0,0,0,1,1};
// 数字引脚2~9依次按数组n2中的数据显示
for(int pin = 2; pin <= 9 ; pin++){
   digitalWrite(pin,n2);
}
delay(500);

// 显示数字3
int n3={0,0,1,0,1,0,0,1};
// 数字引脚2~9依次按数组n3中的数据显示
for(int pin = 2; pin <= 9 ; pin++){
   digitalWrite(pin,n3);
}
delay(500);

// 显示数字4
int n4={0,1,0,0,1,1,0,1};
// 数字引脚2~9依次按数组n4中的数据显示
for(int pin = 2; pin <= 9 ; pin++){
   digitalWrite(pin,n4);
}
delay(500);

// 显示数字5
int n5={1,0,0,0,1,0,0,1};
// 数字引脚2~9依次按数组n5中的数据显示
for(int pin = 2; pin <= 9 ; pin++){
   digitalWrite(pin,n5);
}
delay(500);

// 显示数字6
int n6={1,0,0,0,0,0,0,1};
// 数字引脚2~9依次按数组n6中的数据显示
for(int pin = 2; pin <= 9 ; pin++){
   digitalWrite(pin,n6);
}
delay(500);

// 显示数字7
int n7={0,0,1,1,1,1,0,1};
// 数字引脚2~9依次按数组n7中的数据显示
for(int pin = 2; pin <= 9 ; pin++){
   digitalWrite(pin,n7);
}
delay(500);

// 显示数字8
int n8={0,0,0,0,0,0,0,1};
// 数字引脚2~9依次按数组n8中的数据显示
for(int pin = 2; pin <= 9 ; pin++){
   digitalWrite(pin,n8);
}
delay(500);

// 显示数字9
int n9={0,0,0,0,1,1,0,1};
// 数字引脚2~9依次按数组n9中的数据显示
for(int pin = 2; pin <= 9 ; pin++){
   digitalWrite(pin,n9);
}
delay(500);
}
```
完成下载后，数码管就会循环显示0~9的数字。由于要看懂代码的话，首先需要了解数码管的构造，所以我们这回先说硬件部分。

#### STEP 3：硬件回顾
数码管
数码管其实就是一个前面介绍的led的组合体，这个组合体包含8个led，所以也称之为八段数码管。说白了就八个灯。哪八段？不用多说了吧！a到g以及小数点DP。其实用法和前面说的LED也是一样的，每段都是一个发光二极管，分别用8个数字口来控制它们的亮灭，通过不同段的显示，就能组成0~9的数字。比如，我们让b，a，f，e，d，c亮起的话，就能显示一个数字“0”了。

下图是个引脚说明图，不陌生了吧！在前面硬件连接的时候，已经看到过一次了。
这里，b --> a --> f --> g --> e --> d --> c --> DP分别连接到Arduino数字引脚2~9。

数码管一共有10个引脚。a~DP 这8个引脚接到数字口，那还有两个引脚呢？这是公共端，LED只有一端是不能被点亮的。我们在RGB灯那章讲到过共阴共阳的问题，数码管也存在共阴共阳问题。所谓共阳就是公共端接+5V，共阴则是公共端接GND。

数码管的共阴共阳在使用上有什么区别

共阳数码管，它们公共端接5V，那在代码中，控制另一端的数字引脚为LOW，这样才能让数码管点亮。如果是共阴数码管，公共端接GND，在代码中中，控制另一端数字引脚为HIGH，才让数码管点亮。

所以，共阴共阳只是在代码上要稍作修改。我们这里选用的是共阳数码管。硬件有了了解，我们来看看软件部分。

#### STEP 4：代码回顾
硬件部分我们已经说过，数码管需要接到8个数字引脚，所以在一开始，需要定义8个数字引脚作为输出。这次我们用一个for循环来完成这8个数字引脚的设置。数码管b，a，f，g，e，d，c，DP分别和Arduino数字引脚2~9对应。

```
for(int pin = 2 ; pin <= 9 ; pin++){
pinMode(pin, OUTPUT);
digitalWrite(pin, HIGH);
}
```

从引脚2开始，一直循环到引脚9，都设为OUTPUT模式，初始化为HIGH。前面说过，共阳的话，设置HIGH，不被点亮，所以开始先不点亮数码管。（当然，你一个一个引脚分开设置输出模式也是不会错的，只是会让代码显得很冗长。）

好了，到了主函数，要分别显示0~9的数字。是不是觉得代码大部分都是相似的。所以，我们只要看明白如何显示数字0，那整段代码就都迎刃而解了。

`int n0={0,0,0,1,0,0,0,1};`

这里我们要引入一个数组的概念。数组是一个变量的集合，可以通过索引号来找到数组中的元素。在我们的程序中，声明了一个int型的数组。并取名为n0。之后用8个数值来初始化这个数组。那如何获得数组中的元素呢？你只需要简单的指出这个元素的索引号。数组是从0开始索引的，这意味着数组中的第一个元素的索引号为0而不是1，因此数组中的8个元素的索引号是0~7。在这里元素4，对应索引号为3（n0），值为1。元素8（索引号7，n0）的值为1。

声明中n0的方括号中的8代表有8个元素。

定义完数组后，进入又一个for循环。
```
for(int pin = 2; pin <= 9 ; pin++){
digitalWrite(pin,n0);
}
```

这个for循环是给2~9引脚写入状态值，也就是HIGH还是LOW，digitalWrite函数中写入HIGH的另一种形式就是写入“1”，LOW则可以写为“0”。我们通过数组索引的方式给2~9引脚赋值。

比如当pin=2，代入n0中，对应为n0，n0意思是获得数组的第一个元素，为0。完成了引脚2置低（LOW）。我们前面说了，共阳的数码管，置低（LOW）的话，是被点亮，所以，b端被点亮了。循环到pin=3，a段被点亮,。循环到pin=4，f段被点亮，依次类推……。

整个循环过程如下：
pin=2 --> n0 =0 --> digitalWrite(2,0) --> b段点亮
pin=3 --> n0 =0 --> digitalWrite(3,0) --> a段点亮
pin=4 --> n0 =0 --> digitalWrite(4,0) --> f 段点亮
pin=5 --> n0 =1 --> digitalWrite(5,1) --> g段不点亮
pin=6 --> n0 =0 --> digitalWrite(6,0) --> e段点亮
pin=7 --> n0 =0 --> digitalWrite(7,0) --> d段点亮
pin=8 --> n0 =0 --> digitalWrite(8,0) --> c段点亮
pin=9 --> n0 =1 --> digitalWrite(9,1) --> DP段不点亮

这样就完成了显示数字“0”了。同样用数组的方法显示数字1~9。自己动手画一下，哪几段亮，哪几段不亮就一目了然了。

Guolug 发表于 2022-11-14 09:53:57

kaka 发表于 2015-11-30 15:41
多位数码管的时候，你的IO口就不够用了，建议使用专用数码管驱动芯片

你好要控制LED矩阵用什么ic芯片比较好，我现在使用的是74hc595只需要3个端口就可以控制8位，还有更好的解决方案吗？

комалов 发表于 2022-4-5 17:57:49

flugkatze 发表于 2015-1-7 22:19
做了一段可以用遥控器控制8段数码管的程序：

谢谢,自己感觉很实用

绝地智者 发表于 2019-7-19 22:16:02

厉害了，新手来顶一顶帖子，加油学习~

flugkatze 发表于 2015-1-7 22:19:06

做了一段可以用遥控器控制8段数码管的程序：

#include <IRremote.h>

int RECV_PIN = 11;
IRrecv irrecv(RECV_PIN);
decode_results results;
boolean stopplay = LOW;
int playNum=0;
boolean onoff = LOW;

void setup(){
for(int pin = 2 ; pin <= 9 ; pin++){    // 设置数字引脚2~9为输出模式
   pinMode(pin, OUTPUT);
   digitalWrite(pin, HIGH);
   Serial.begin(9600);
   irrecv.enableIRIn();
}
}

void loop() {
   if (irrecv.decode(&results)) {
         Serial.println(results.value, HEX);

   if (onoff == HIGH)
   {
   switch (results.value) {
      case 0xFD30CF:{
      // 显示数字0
      displayNum(0);
      playNum=0;}
      break;
      case 0xFD08F7:{
      // 显示数字1
      displayNum(1);
      playNum=1;}
      break;
      case 0xFD8877:{
      // 显示数字2
      displayNum(2);
      playNum=2;}
      break;
      case 0xFD48B7:{
      // 显示数字3
      displayNum(3);
      playNum=3;}
      break;
      case 0xFD28D7:{
      // 显示数字4
      displayNum(4);
      playNum=4;}
      break;
      case 0xFDA857:{
      // 显示数字5
      displayNum(5);
      playNum=5;}
      break;
      case 0xFD6897:{
      // 显示数字6
      displayNum(6);
      playNum=6;}
      break;
      case 0xFD18E7:{
      // 显示数字7
      displayNum(7);
      playNum=7;}
      break;
      case 0xFD9867:{
      // 显示数字8
      displayNum(8);
      playNum=8;}
      break;
      case 0xFD58A7:{
      // 显示数字9
      displayNum(9);
      playNum=9;}
      break;
      case 0xFD00FF:{
      // off
      for(int pin = 2 ; pin <= 9 ; pin++){    // 设置数字引脚2~9为输出模式
         digitalWrite(pin, HIGH);
         }
      onoff = LOW;}
      break;
      case 0xFDA05F:
      {
      irrecv.resume();
      stopplay = LOW;
      for (int i = playNum ; i <= 9; i++){
         displayNum(i);
         delay(500);

         if (irrecv.decode(&results)) {
         Serial.println(results.value, HEX);

         if(results.value == 0xFDA05F){
            stopplay = HIGH;
            playNum = i;
            break; //stop play
         }
            irrecv.resume();
         }
         }
      while(!stopplay){
         // 显示数字
         for (int i = 0 ; i <= 9; i++){
         displayNum(i);
         delay(500);

         if (irrecv.decode(&results)) {
         Serial.println(results.value, HEX);

         if(results.value == 0xFDA05F){
            stopplay = HIGH;
            playNum = i;
            break; //stop play
         }
            irrecv.resume();
         }
         }
      }
      }
      break;
      case 0xFD50AF:
      {
         if (++playNum > 9)
         playNum=0;
      displayNum(playNum);
      }
      break;
      case 0xFD10EF:
      {
         if (--playNum < 0)
         playNum=9;
         displayNum(playNum);
      }
      break;
      case 0xFD609F:
      {
         playNum += 2;
         if (playNum > 9)
         playNum -= 10;
      displayNum(playNum);
      }
      break;
      case 0xFD20DF:
      {
         playNum -= 2;
         if (playNum < 0)
         playNum += 10;
         displayNum(playNum);
      }
      break;
      default:
      break;
   }
         irrecv.resume();
   }
   else {
      if (results.value == 0xFD00FF){
      // on
      displayNum(playNum);
      onoff = HIGH;}
      irrecv.resume();
   }
   }
}

void displayNum(int num){
int n0={0,0,0,1,0,0,0,1};
int n1={0,1,1,1,1,1,0,1};
int n2={0,0,1,0,0,0,1,1};
int n3={0,0,1,0,1,0,0,1};
int n4={0,1,0,0,1,1,0,1};
int n5={1,0,0,0,1,0,0,1};
int n6={1,0,0,0,0,0,0,1};
int n7={0,0,1,1,1,1,0,1};
int n8={0,0,0,0,0,0,0,1};
int n9={0,0,0,0,1,1,0,1};
int *n /*= (int *) malloc(sizeof(int)*8)*/;

switch (num) {
case 0:
n=n0;
break;
case 1:
n=n1;
break;
case 2:
n=n2;
break;
case 3:
n=n3;
break;
case 4:
n=n4;
break;
case 5:
n=n5;
break;
case 6:
n=n6;
break;
case 7:
n=n7;
break;
case 8:
n=n8;
break;
case 9:
n=n9;
break;
default:
// statements
break;
}
//数字引脚2~9依次按数组n0中的数据显示
for(int pin = 2; pin <= 9 ; pin++){
digitalWrite(pin,n);
}

//free(n);
}

红色开关可以控制数码管显示/关闭；
显示状态下按数字键控制数码管显示相应数字；
按下播放键使数码管循环显示0~9，再按一下停止循环；
还有上下键和快进/后退键也有相应的用途；

有一个比较奇怪的地方是：
我如果把displayNum函数中，下面这两段注释的代码打开，就会导致显示失灵。
int *n /*= (int *) malloc(sizeof(int)*8)*/;
//free(n);

有哪位大侠能帮忙解释解释？

Jane 发表于 2015-1-8 10:26:56

flugkatze 发表于 2015-1-7 22:19
做了一段可以用遥控器控制8段数码管的程序：

没太看明白你的代码，我之前写过一段也是红外遥控的，给你参考下吧。
#include <IRremote.h>
int RECV_PIN = 11;
IRrecv irrecv(RECV_PIN);
decode_results results;
int currentNumber = 0;

long codes=          // this array is used to store infrared codes
{
0xFD30CF,0xFD08F7,             // 0 ,1
0xFD8877,0xFD48B7,             // 2 ,3
0xFD28D7,0xFDA857,             // 4 ,5
0xFD6897,0xFD18E7,             // 6 ,7
0xFD9867,0xFD58A7,             // 8 ,9
0xFD20DF,0xFD609F,             // advance, move back
};

int number =          //the array is used to store the number 0~9
{
{0,0,0,1,0,0,0,1},//0
{0,1,1,1,1,1,0,1},//1
{0,0,1,0,0,0,1,1},//2
{0,0,1,0,1,0,0,1},//3
{0,1,0,0,1,1,0,1},//4
{1,0,0,0,1,0,0,1},//5
{1,0,0,0,0,0,0,1},//6
{0,0,1,1,1,1,0,1},//7
{0,0,0,0,0,0,0,1},//8
{0,0,0,0,1,1,0,1} //9
};

void numberShow(int i) {                //this function is used to display numbers
for(int pin = 2; pin <= 9 ; pin++){
digitalWrite(pin, number);
}
}

void setup(){
Serial.begin(9600);
irrecv.enableIRIn();

for(int pin = 2 ; pin <= 9 ; pin++){
   pinMode(pin, OUTPUT);
   digitalWrite(pin, HIGH);
}
}

void loop() {
if (irrecv.decode(&results)) {
   for(int i = 0; i <= 11; i++){

      if(results.value == codes&& i <= 9){
            numberShow(i);// display number 0~9 on the digital control
            currentNumber = i;
            Serial.println(i);
            break;
      }

      else if(results.value == codes&& currentNumber != 0){
            currentNumber--;
            numberShow(currentNumber);
            Serial.println(currentNumber);
            break;
      }

      //
      else if(results.value == codes&& currentNumber != 9){
            currentNumber++;
            numberShow(currentNumber);
            Serial.println(currentNumber);
            break;
      }
}

Serial.println(results.value, HEX);
irrecv.resume();
}
}

flugkatze 发表于 2015-1-8 21:43:51

Jane 发表于 2015-1-8 10:26
没太看明白你的代码，我之前写过一段也是红外遥控的，给你参考下吧。

OK，多谢！

Silver 发表于 2015-11-15 10:48:51

为什么复制上面的代码会弹出“应用程序错误的窗口”

kaka 发表于 2015-11-30 15:41:09

多位数码管的时候，你的IO口就不够用了，建议使用专用数码管驱动芯片

powera 发表于 2015-12-12 15:02:29

本帖最后由 powera 于 2015-12-12 15:07 编辑

请问Jane，除了那八个接数字口之外，另外两个针脚，从图上来看，都是接到5V上
为什么，不是一个接5V，一个接地吗？

哦，明白了，数码管那另外两个针脚是公共端
共阳，则两个公共端都接5V
共阴，则两个公共端都接GND。:)

qq135791050 发表于 2016-5-19 15:46:45

数码管这样接是不是好点吧？23456789分别对应abcdefgDP

jiashe2011 发表于 2017-2-21 23:39:26

好好好！！！！

李明哲 发表于 2017-3-28 09:28:23

你好，我对数组不是太理解

int number = //the array is used to store the number 0~9
{
{0,0,0,1,0,0,0,1},//0
{0,1,1,1,1,1,0,1},//1
{0,0,1,0,0,0,1,1},//2
{0,0,1,0,1,0,0,1},//3
{0,1,0,0,1,1,0,1},//4
{1,0,0,0,1,0,0,1},//5
{1,0,0,0,0,0,0,1},//6
{0,0,1,1,1,1,0,1},//7
{0,0,0,0,0,0,0,1},//8
{0,0,0,0,1,1,0,1} //9
};

怎么知道0~9对应的数组就是这几个呢？

李明哲 发表于 2017-3-28 09:31:28

此段loop里的函数是什么意思，为什么没有for(int pin = 2; pin <= 9 ; pin++){
digitalWrite(pin,n); //数字引脚2~9依次按数组n0中的数据显示
这一段？

void loop() {
if (irrecv.decode(&results)) {
   for(int i = 0; i <= 11; i++){

      if(results.value == codes&& i <= 9){
            numberShow(i);// display number 0~9 on the digital control
            currentNumber = i;
            Serial.println(i);
            break;
      }

      else if(results.value == codes&& currentNumber != 0){
            currentNumber--;
            numberShow(currentNumber);
            Serial.println(currentNumber);
            break;
      }

      //
      else if(results.value == codes&& currentNumber != 9){
            currentNumber++;
            numberShow(currentNumber);
            Serial.println(currentNumber);
            break;
      }
}

Jane 发表于 2017-3-30 00:29:17

李明哲发表于 2017-3-28 09:28
你好，我对数组不是太理解

int number = //the array is used to store the number 0~9 ...

数字0的组成 = （b,a,f,g,e,d,c,DP）赋值为（0,0,0,1,0,0,0,1）你看这样是不是能理解

Jane 发表于 2017-3-30 00:30:08

李明哲发表于 2017-3-28 09:31
此段loop里的函数是什么意思，为什么没有for(int pin = 2; pin

你可以试下效果如何~

李明哲 发表于 2017-3-30 10:03:12

Jane 发表于 2017-3-30 00:29
数字0的组成 = （b,a,f,g,e,d,c,DP）赋值为（0,0,0,1,0,0,0,1）你看这样是不是能理解
...

懂了，是0代表LOW，所以显示0的代表亮了。谢谢楼主啦~:handshake

andyyr 发表于 2017-7-14 21:53:07

Arduino:1.8.3 (Windows 7), 开发板："Arduino/Genuino Uno"

C:\Users\andyyt\Desktop\ygf\arduino-1.8.3\libraries\RobotIRremote\src\IRremoteTools.cpp:5:16: error: 'TKD2' was not declared in this scope

int RECV_PIN = TKD2; // the pin the IR receiver is connected to

^

exit status 1
为开发板 Arduino/Genuino Uno 编译时出错。

在文件 -> 首选项开启
“编译过程中显示详细输出”选项
这份报告会包含更多信息。

amoygirl 发表于 2018-3-27 21:44:00

请问为什么头脚两个+需要连接到5V？发现一端连接到5V就能正常工作了

DFryV-PQkh7 发表于 2018-10-25 20:32:59

Jane 发表于 2015-1-8 10:26
没太看明白你的代码，我之前写过一段也是红外遥控的，给你参考下吧。

有没有电路图啊

DFryV-PQkh7 发表于 2018-10-25 20:34:09

就红外控制8的

gada888 发表于 2018-10-28 10:13:01

受教了

1528 发表于 2019-1-29 08:38:52

完习了！完习了！完习了！

辉竹雾云晨 发表于 2019-2-22 15:54:21

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DFR0100 Arduino教程 17--数码管显示