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TM1638数码管显示板（8数码管+16按键）单片机C语言驱动程序（显示功能）

时间：2023-02-14 10:53:22

一、概述

模块如下图，8位共阳数码管，16个按键，8个led灯。

笔者采用的MCU是STM32F103C8T6，IAR开发环境，使用了HAL库。

二、源代码

该模块的大部分驱动程序与另一款TM1638驱动的8个数码管、8个LED、8个按键的显示板的程序一致，该模块驱动程序见

TM1638显示板（8数码管+8LED+8按键）驱动程序（显示功能）

2.1 端口设置函数

/******************************************************************************** 函数名：Port_SetMode* 功能：GPIO设置输入或输出模式* 参数：*GPIOx 引脚组号GPIO_Pin引脚号u32Mode输入或输出模式* 返回值：无* 说明：无*******************************************************************************/void Port_SetMode(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, uint32_t u32Mode){GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_Pin;GPIO_InitStruct.Mode = u32Mode;//GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;HAL_GPIO_Init(GPIOx, &GPIO_InitStruct);}

2.2 TM1638驱动函数

2.2.1 头文件TM1638.h

/******************************************************************************** 文件：TM1638.h* 作者：/wanglong3713* 版本：v1.0* 日期：-1-3* 说明：适用于TM1638驱动的8个共阳数码管、16个按键的显示板*******************************************************************************/#ifndef _TM1638_H_#define _TM1638_H_#include "Typedefine.h"#include "Port.h"/*******************************************************************************Macro definitions*******************************************************************************/#define TUBE_DISPLAY_NULL26#define TUBE_DISPLAY_DECIMAL_PIONT_OFFSET16#define TM1638_STBSet()HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_SET)#define TM1638_STBReset()HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_RESET)#define TM1638_CLKSet()HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_SET)#define TM1638_CLKReset()HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET)#define TM1638_DIOSet()HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_SET)#define TM1638_DIOReset()HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_RESET)#define TM1638_DIOModeOutput()Port_SetMode(GPIOB, GPIO_PIN_9, GPIO_MODE_OUTPUT_PP)#define TM1638_DIOModeInput()Port_SetMode(GPIOB, GPIO_PIN_9, GPIO_MODE_INPUT)#define TM1638_DIORead()HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_9)/*******************************************************************************Typedef definitions*******************************************************************************/typedef struct{uint8_t tube0;uint8_t tube1;uint8_t tube2;uint8_t tube3;uint8_t tube4;uint8_t tube5;uint8_t tube6;uint8_t tube7;}TM1638Tube_ts;/*******************************************************************************Global functions*******************************************************************************/void TM1638_Init(void);void TM1638_TubeDisplay(TM1638Tube_ts data);void TM1638_LedDisplay(uint8_t data);uint8_t TM1638_ReadKey(void);void TM1638_WriteCmd(uint8_t u8Cmd);void TM1638_SetBrightness(uint8_t u8Brt);void TM1638_Switch(bool bState);#endif/***********************************END OF FILE********************************/

2.2.2 TM638.c文件

/******************************************************************************** 文件：TM1638.c* 作者：w/wanglong3713* 版本：v1.0* 日期：-1-3* 说明：适用于TM1638驱动的8个共阳数码管、16个按键的显示板*******************************************************************************/#include "TM1638.h"//数码管数字段码表const uint8_t TM1638_TubeNumTab[] ={//0,1,2,3,4, 5,6, 7, 8, 9, A, b, C, d, E, F, 0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71,//0., 1.,2.,3., 4., 5., 6., 7., 8., 9. Null0xBF,0x86,0xDB,0xCF,0xE6,0xED,0xFD,0x87,0xFF,0xEF,0x00};//显示寄存器地址const uint8_t TM1638_TubeAddrTab[] ={0xC0,0xC2,0xC4,0xC6,0xC8,0xCA,0xCC,0xCE};/******************************************************************************** 函数名：TM1638_WriteData* 功能：TM1638写数据* 参数：u8Data需要写入的数据* 返回值：无* 说明：无*******************************************************************************/void TM1638_WriteData(uint8_t u8Data){uint8_t i;TM1638_DIOModeOutput();//DIO设置为输出for(i = 0; i < 8; i++){TM1638_CLKReset();(u8Data & 0x01) ? (TM1638_DIOSet()):(TM1638_DIOReset());u8Data >>= 1;TM1638_CLKSet();}}/******************************************************************************** 函数名：TM1638_WriteCmd* 功能：TM1638写命令字* 参数：u8Cmd需要写入的命令* 返回值：无* 说明：发送命令字时STB置0,发送完置1*******************************************************************************/void TM1638_WriteCmd(uint8_t u8Cmd){TM1638_STBReset();TM1638_WriteData(u8Cmd);TM1638_STBSet();}/******************************************************************************** 函数名：TM1638_ReadData* 功能：TM1638读数据* 参数：无* 返回值：读出的数据* 说明：无*******************************************************************************/uint8_t TM1638_ReadData(void){uint8_t i;uint8_t temp=0;TM1638_DIOModeInput();//DIO设置为输入for(i = 0; i < 8; i++){temp >>= 1;TM1638_CLKReset();if(TM1638_DIORead() == 1){temp |= 0x80;}TM1638_CLKSet();}return temp;}/******************************************************************************** 函数名：TM1638_TubeDisplay* 功能：8个数码管显示* 参数：sData显示数据结构体* 返回值：无* 说明：共阳极数码管,数据为从右至左顺序;temp1保存8个数码管需要显示的数据，temp2保存需要往显示寄存器发送的数据；*******************************************************************************/void TM1638_TubeDisplay(TM1638Tube_ts sData){uint8_t temp1[8], temp2[8];uint8_t i, j;uint8_t u8InitVal = 0x01;//用于提取8个temp1中的8个位//8个数码管需要显示的数据temp1[0] = TM1638_TubeNumTab[sData.tube7];temp1[1] = TM1638_TubeNumTab[sData.tube6];temp1[2] = TM1638_TubeNumTab[sData.tube5];temp1[3] = TM1638_TubeNumTab[sData.tube4];temp1[4] = TM1638_TubeNumTab[sData.tube3];temp1[5] = TM1638_TubeNumTab[sData.tube2];temp1[6] = TM1638_TubeNumTab[sData.tube1];temp1[7] = TM1638_TubeNumTab[sData.tube0];//每个数码管的数据temp1，取1位，保存在一个temp2中for (i = 0; i < 8; i++){temp2[i]=0;for (j = 0; j < 8; j++){temp2[i] += (((temp1[j] & u8InitVal) >> i) << j);}u8InitVal <<= 1;}for(i = 0; i < 8; i++){TM1638_STBReset();TM1638_WriteData(TM1638_TubeAddrTab[i]);//地址TM1638_WriteData(temp2[i]);//数据TM1638_STBSet();}}/******************************************************************************** 函数名：TM1638_SetBrightness* 功能：设置亮度* 参数：u8Brt亮度，共8级，0~7* 返回值：无* 说明：0x88为开显示*******************************************************************************/void TM1638_SetBrightness(uint8_t u8Brt){TM1638_WriteCmd(0x88 | u8Brt);}/******************************************************************************** 函数名：TM1638_Switch* 功能：显示开关* 参数：0关，1开* 返回值：无* 说明：0x88为开显示*******************************************************************************/void TM1638_Switch(bool bState){bState ? TM1638_WriteCmd(0x88) : TM1638_WriteCmd(0x80);}/***********************************END OF FILE********************************/

2.3 重点函数解析

该显示板的以上驱动函数中，需要说明一下的是这个函数

/******************************************************************************** 函数名：TM1638_TubeDisplay* 功能：8个数码管显示* 参数：sData显示数据结构体* 返回值：无* 说明：共阳极数码管,数据为从右至左顺序;temp1保存8个数码管需要显示的数据，temp2保存需要往显示寄存器发送的数据；*******************************************************************************/void TM1638_TubeDisplay(TM1638Tube_ts sData)

在解析之前，先看原理图中数码管的连接方式，SG1-SG8分别连一个数码管，相当于“片选”，GR1-GR8分别连接8段数码管的a-g、dp，即数码管的“段选”。

共阳数码管的驱动程序比共阴数码管的要繁琐一些。如上图手册描述（手册下载地址），不考虑小数点位，数码管阳极连接SEG1，让该数码管显示0，即abcdef点亮，g熄灭，段码为0x3F，即二进制0011 1111，向地址00H-0AH都发送了1，而向0CH（和0EH）发送了0，即将0x3F从低位到高位，每1位分别发送给00H-0CH；同理，每个SEG连接的数码管都要这样发送，所以，8个数码管的显示数据，要将每一个数码管显示的段码的最低位拆出来，然后将8个数码管的段码的最低位（第0位），组合到一块成一个字节，同时发送给同一个地址00H，然后是第1位-第7位都进行相同的操作，这样就可以将8个数码管的数据，全部送给需要的显示寄存器的地址了。

8个数码管的地址从左至右依次为00H、02H、04H、06H、08H、0AH、0CH、0EH，对应的地址设置命令分别为C0H、C2H、C4H、C6H、C8H、CAH、CCH、CEH（手册5.2章节）。