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STM32

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）

一、概述

模块如下图，8位共阳数码管，16个按键，8个led灯。
在这里插入图片描述
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：https://blog.csdn.net/wanglong3713
  * 版本：v1.0
  * 日期：2021-1-3
  * 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_NULL					26
#define TUBE_DISPLAY_DECIMAL_PIONT_OFFSET	16
#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：whttps://blog.csdn.net/wanglong3713
  * 版本：v1.0
  * 日期：2022-1-3
  * 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. Null
	0xBF,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”。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
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）。

三、显示效果

显示01234567：
在这里插入图片描述

四、总结

TM1638驱动共阳数码管，最重要的是要清楚，向显示寄存器中写入的数据，实际并不是每个数码管的段码，而是8个数码管的段码，重新组合以后的数据。

版权声明：本文为CSDN博主「wanglong3713」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/wanglong3713/article/details/121429647

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wanglong3713

我还没有学会写个人说明！

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