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单片机+74HC595驱动8位数码管显示异常

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ID:140489 发表于 2024-4-19 09:55 | 显示全部楼层 |阅读模式
74HC595驱动8位数码管显示异常问题：
1. 用定时器0计时模拟时钟显示正常；
2. 读取DS3231时钟芯片的数据就显示异常，前面7位亮度低，第8位亮度高，数字变化看不清楚，具体见异常显示图片。
压缩包里面有所有的工程资料
请论坛大师看看怎么解决这个问题，谢谢。
原理图.png 异常显示.jpg 正常显示.jpg
单片机源程序如下:
  1. //74HC595驱动8位数码管
  2. //#include <reg52.h>
  3. #include <STC8G.h>

  5. #include <intrins.h>
  6. #define uchar unsigned char
  7. #define uint unsigned int


  10. uchar code Table[] =
  11. { // 0         1          2           3        4         5          6           7        8         9          A           b        C    d          E    不显    -
  12.         0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0xFF,0xbf
  13. };        //共阳段码表
  14. //-----------------------------------------------------------------------------

  16. sbit SER = P3^7;        //串行数据输入端
  17. sbit STCP = P3^6;        //时钟脉冲信号——上升沿有效 存储寄存器时钟输入端，并行输出
  18. sbit SHCP = P3^5;        //输入信号————上升沿有效 移位寄存器时钟输入端

  20. sbit key1 = P3^0;        //选择键
  21. sbit key2 = P3^1;        //加键
  22. sbit key3 = P3^2;        //减键

  24. char shi=12,fen=59,miao=30;
  25. //char shi,fen,miao;

  27. uchar shan,shan1,A,K,C,D,E,F;
  28. uchar knum;                //选择键计数变量
  29. uint keycont1,keycont2,keycont3;//消抖计时变量
  30. bit lock1,lock2,lock3;//按键自锁标志

  32. bit key3_shotr_flag;
  33. bit        ack;                //应答标志位
  34. uchar key3_cnt;//按键3按下次数记录
  35. uint key3_sj_time;//按键3双击时间变量

  37. uchar key_num;//按键触发编号变量
  38. uchar hour,minute,second,year,month,day,date,week;
  39. #define const_key_time  20    //按键去抖动延时的时间
  40. //#define const_key_time2  20    //按键去抖动延时的时间
  41. //#define const_key_time3  20    //按键去抖动延时的时间

  43. #define const_key_long_time  500    //按键去抖动延时的时间
  44. #define const_key_lj_time  400    //按键去抖动延时的时间
  45. #define key3_sj_cnt  250    //按键去抖动延时的时间


  48. void TimerInit();
  49. void KeyScan();        //按键扫描
  50. void key_service();//按键服务程序
  51. void Display (uchar shi10,uchar shi,uchar fen10,uchar fen,uchar miao10,uchar miao);        // 数码管显示
  52. void SMG_Int(uchar Dat);                // 数码管单字节串行移位函数
  53. ///////////////////////////////////

  55. // ------------------------------------------------------------
  56. // IO口模拟I2C通信

  58. // ------------------------------------------------------------
  59. sbit SCL=P3^4; //串行时钟
  60. sbit SDA=P3^3; //串行数据

  62. /********************************************************************************************************
  63. **         DS3231常数定义
  64. ********************************************************************************************************/

  66. #define DS3231_WriteAddress 0xD0    //器件写地址
  67. #define DS3231_ReadAddress  0xD1    //器件读地址
  68. #define DS3231_SECOND       0x00    //秒
  69. #define DS3231_MINUTE       0x01    //分
  70. #define DS3231_HOUR         0x02    //时
  71. #define DS3231_WEEK         0x03    //星期
  72. #define DS3231_DAY          0x04    //日
  73. #define DS3231_MONTH        0x05    //月
  74. #define DS3231_YEAR         0x06    //年

  76. #define DS3231_TEMPERATUREH 0x11    //温度寄存器高字节(8位)        整数部分
  77. #define DS3231_TEMPERATUREL 0x12    //温度寄存器低字节(低2位) 小数部分



  81. #define NACK    1
  82. #define ACK     0         
  83. //////////////////

  85. void Delay5US()                //@11.0592MHz         STC Y6指令
  86. {
  87.         unsigned char i;

  89.         _nop_();
  90.         i = 16;
  91.         while (--i);
  92. }

  94. void delay(uint x)
  95. {
  96.         uint y,z;
  97.         for(y=0; y<x; y--)
  98.                 for(z=0; z<930; z--);

  100. }

  102. /**********************************************
  103. //IIC Start
  104. **********************************************/

  106. void IIC_Start()
  107. {
  108.    SCL = 1;               
  109.    SDA = 1;
  110.    SDA = 0;
  111.    SCL = 0;
  112. }

  114. /**********************************************
  115. //IIC Stop
  116. **********************************************/

  118. void IIC_Stop()
  119. {
  120.    SCL = 0;
  121.    SDA = 0;
  122.    SCL = 1;
  123.    SDA = 1;
  124. }

  126. /********************************************************************************************************
  127. **         3231
  128. ********************************************************************************************************/


  131. uchar        BCD2HEX(uchar val)//转10进制
  132. {
  133.         return        ((val>>4)*10)+(val&0x0f);
  134. }

  136. uchar        HEX2BCD(uchar val) //转16进制
  137. {
  138.         return        (((val%100)/10)<<4)|(val%10);
  139. }


  142. void SendByte(uchar c)
  143. {
  144.     uchar BitCnt;
  145.    
  146.     for(BitCnt=0;BitCnt<8;BitCnt++)         //要传送的数据长度为8位
  147.     {
  148.         if((c<<BitCnt)&0x80)
  149.             SDA=1;                          //判断发送位
  150.         else
  151.             SDA=0;     
  152.         SCL=1;                            //置时钟线为高，通知被控器开始接收数据位
  153.         Delay5US();                       //保证时钟高电平周期大于4μs   
  154.         SCL=0;
  155.     }
  156.     SDA=1;                                  //8位发送完后释放数据线，准备接收应答位
  157.     SCL=1;
  158.     Delay5US();
  159.     if(SDA==1)
  160.         ack=0;   
  161.     else
  162.         ack=1;                              //判断是否接收到应答信号
  163.     SCL=0;
  164.     Delay5US();
  165. }           

  167. uchar RcvByte()
  168. {
  169.    uchar retc;
  170.    uchar BitCnt;

  172.    retc=0;
  173.    SDA=1;                           //置数据线为输入方式
  174.    for(BitCnt=0;BitCnt<8;BitCnt++)
  175.    {
  176.         SCL=0;                      //置时钟线为低，准备接收数据位      
  177.         Delay5US();                 //时钟低电平周期大于4.7μs                       
  178.         SCL=1;                      //置时钟线为高使数据线上数据有效
  179.         Delay5US();
  180.         retc=retc<<1;
  181.         if(SDA==1)
  182.             retc=retc+1;            //读数据位,接收的数据位放入retc中
  183.         Delay5US();
  184.    }
  185.    SCL=0;
  186.    return(retc);
  187. }                           

  189. void Ack_I2C(bit a)
  190. {
  191.         SDA        =        a;  
  192.     SCL=1;                     
  193.     Delay5US();             //时钟低电平周期大于4us   
  194.     SCL=0;                  //清时钟线，钳住I2C总线以便继续接收
  195.     Delay5US();   
  196. }                                            

  198. uchar write_byte(uchar addr, uchar write_data)
  199. {
  200.     IIC_Start();
  201.     SendByte(DS3231_WriteAddress);
  202.     if (ack == 0)
  203.         return 0;
  204.    
  205.     SendByte(addr);   
  206.     if (ack == 0)
  207.         return 0;
  208.    
  209.     SendByte(write_data);
  210.     if (ack == 0)
  211.         return 0;
  212.    
  213.     IIC_Stop();
  214.     Delay5US();      
  215.     Delay5US();      
  216.     return 1;
  217. }                                          

  219. uchar read_current()
  220. {
  221.     uchar read_data;
  222.     IIC_Start();
  223.     SendByte(DS3231_ReadAddress);
  224.     if(ack==0)
  225.         return(0);              
  226.     read_data = RcvByte();
  227.     Ack_I2C(1);
  228.     IIC_Stop();
  229.     return read_data;
  230. }                                                

  232. uchar read_random(uchar random_addr)
  233. {
  234.     uchar Tmp;
  235.         IIC_Start();
  236.     SendByte(DS3231_WriteAddress);
  237.     if(ack==0)
  238.         return(0);            
  239.     SendByte(random_addr);
  240.     if(ack==0)
  241.         return(0);
  242.         Tmp=read_current();
  243.         if(random_addr==DS3231_HOUR)
  244.                 Tmp&=0x3f;
  245.                                             
  246.     return(BCD2HEX(Tmp));//都转10进制输出
  247. }


  250. void KeyScan()           //按键程序放在2ms定时器中断里面扫描
  251. {
  252.         if(key1)
  253.         {
  254.                 keycont1=0;
  255.                 lock1=0;        
  256.         }
  257.         else if(lock1==0)//按键按下
  258.         {
  259.                 keycont1++;
  260.                 if(keycont1>const_key_time)
  261.                 {
  262.                         keycont1=0;
  263.                         lock1=1;  //按键锁置1，避免一直触发
  264.                         key_num=1; //触发1号键
  265.                 }        
  266.         }
  267. /////////////////////////
  268.         if(key2)
  269.         {
  270.                 keycont2=0;
  271.                 lock2=0;        
  272.         }
  273.         else if(lock2==0)
  274.         {
  275.                 keycont2++;
  276.                 if(keycont2>const_key_time)
  277.                 {
  278.                         keycont2=0;
  279.                         lock2=1;
  280.                         key_num=2; //触发2号键
  281.                 }        
  282.         }
  283.         else if(keycont2<const_key_long_time)//长按 连减
  284.         {
  285.                 keycont2++;
  286.                 if(keycont2==const_key_long_time)
  287.                 {
  288.                         keycont2=const_key_lj_time;//连加速度设置
  289.                         key_num=2;         //触发2号键
  290.                 }        
  291.          }
  292. /////////////////////////
  293.         if(key3)        //按键没有按下
  294.         {
  295.                 keycont3=0;
  296.                 lock3=0;
  297.                 if(key3_cnt>0) //按键按下次数key3_cnt>0说明按键按下过
  298.                 {
  299.                         key3_sj_time++;// 计时变量自加
  300.                         if(key3_sj_time>key3_sj_cnt)//计时大于500ms            2ms中断
  301.                         {
  302.                                 key3_sj_time=0;//双击计时变量清零
  303.                                 key3_cnt=0;//按键按下次数清零
  304.                         }                                       
  305.                 }
  306.                
  307.                 if(key3_shotr_flag)        //松手后触发3号按键的单击短按
  308.                 {
  309.                         key_num=3; //触发3号键
  310.                         key3_shotr_flag=0;               
  311.                 }        
  312.         }
  313.         else if(lock3==0) //按键按下
  314.         {
  315.                 keycont3++;
  316.                 if(keycont3>const_key_time)
  317.                 {
  318.                         keycont3=0;
  319.                         key3_cnt++;//k3按键次数
  320.                         lock3=1;
  321.                         if(key3_cnt==1)//单击
  322.                         {
  323.                         //        key_num=3; //触发3号键
  324.                                 key3_shotr_flag=1;
  325.                         }

  327.                         if(key3_cnt==2 && knum==0) //双击
  328.                         {
  329.                                 miao = 30;//把秒写30                        
  330.                         }
  331.                         if(key3_cnt==3 && knum==0) //三击
  332.                         {
  333.                                 fen = 30;//把分写30                        
  334.                         }

  336.                 }
  337.         }
  338.         else if(keycont3<const_key_long_time)//长按 连减
  339.         {
  340.                 keycont3++;
  341.                 if(keycont3==const_key_long_time)
  342.                 {
  343.                         keycont3=const_key_lj_time;//连减速度设置
  344.                         key_num=3; //触发3号键
  345.                 }               
  346.         }
  347. }

  349. void key_service() // 按键服务的应用程序
  350. {
  351.         switch(key_num)
  352.         {
  353.                 case 1:        knum++;
  354.                                 if(knum==4)
  355.                                         knum=0;
  356.                             key_num=0; //响应按键服务处理程序后，按键编号清零，避免一直触发！！！
  357.                                 break;

  359.                 case 2: if(knum==1){shi++; if(shi>23)shi=0;}
  360.                             else if (knum==2){fen++; if(fen>59)fen=0;}
  361.                             else if (knum==3){miao++; if(miao>59)miao=0;}
  362.                             key_num=0; //响应按键服务处理程序后，按键编号清零，避免一直触发！！！
  363.                                 break;
  364.                         
  365.                 case 3: if(knum==1){shi--; if(shi<0)shi=23;}
  366.                                 else if (knum==2){fen--; if(fen<0)fen=59;}
  367.                                 else if (knum==3){miao--; if(miao<0)miao=59;}
  368.                                 key_num=0; //响应按键服务处理程序后，按键编号清零，避免一直触发！！！
  369.                                 break;

  371.                 default: break;
  372.         }
  373. }

  375. void out595()
  376. {
  377.         STCP = 0;         //数据并行输出，（借助上升沿）
  378.         _nop_();
  379.         _nop_();
  380.         STCP = 1;
  381. }


  384. void Display (uchar shi10,uchar shi,uchar fen10,uchar fen,uchar miao10,uchar miao)
  385. {
  386.         uchar i;

  388.         //显示第1位        小时10位
  389.         if(knum==1)                //
  390.         {
  391.                 if(shan>125)         //        调时数码管闪烁
  392.                 i = Table[15];
  393.                 else
  394.                 i = Table[shi10];
  395.         
  396.                 SMG_Int(i);        //段码               
  397.                 SMG_Int(0x01);//位码               
  398.         
  399.                 out595();        
  400.                 //显示第2位        小时个位
  401.                 if(shan>125)         //
  402.                 i = Table[15];          //黑屏
  403.                 else
  404.                 i = Table[shi];
  405.         
  406.                 SMG_Int(i);               
  407.                 SMG_Int(0x02);               
  408.         
  409.                 out595();        
  410.         }
  411.         else
  412.         {
  413.                 i = Table[shi10];
  414.         
  415.                 SMG_Int(i);                        
  416.                 SMG_Int(0x01);               
  417.         
  418.                 out595();        
  419.         
  420.                 //显示第2位        小时个位
  421.                 i = Table[shi];
  422.         
  423.                 SMG_Int(i);               
  424.                 SMG_Int(0x02);               
  425.         
  426.                 out595();        
  427.         }
  428.         //显示第3位        -
  429. //        if(shan<125)         
  430. //        i = Table[15];
  431. //        else
  432.         i = Table[16];         //"-" 闪烁
  433.         SMG_Int(i);                        
  434.         SMG_Int(0x04);        

  436.         out595();        

  438.         //显示第4位        分钟10位
  439.         if(knum==2)
  440.         {
  441.                 if(shan>125)         //
  442.                 i = Table[15];
  443.                 else
  444.                 i = Table[fen10];        
  445.                 SMG_Int(i);                        
  446.                 SMG_Int(0x08);               
  447.         
  448.                 out595();        
  449.         
  450.                 //显示第5位        分钟个位
  451.                 if(shan>125)         //
  452.                 i = Table[15];
  453.                 else
  454.                 i = Table[fen];
  455.         
  456.                 SMG_Int(i);                        
  457.                 SMG_Int(0x10);        
  458.         
  459.                 out595();        
  460.         }
  461.         else
  462.         {
  463.                 i = Table[fen10];
  464.         
  465.                 SMG_Int(i);                        
  466.                 SMG_Int(0x08);               
  467.         
  468.                 out595();        
  469.         
  470.                 //显示第5位        分钟个位
  471.                 i = Table[fen];
  472.         
  473.                 SMG_Int(i);                        
  474.                 SMG_Int(0x10);        
  475.         
  476.                 out595();        
  477.         }
  478.         //显示第6位        -
  479. //        if(shan<125)           //"-" 闪烁
  480. //        i = Table[15];
  481. //        else
  482.         i = Table[16];         //"-"

  484.         SMG_Int(i);                        
  485.         SMG_Int(0x20);        

  487.         out595();        

  489.         if(knum==3)
  490.         {
  491.                 //显示第7位        秒10位
  492.                 if(shan>125)         //
  493.                 i = Table[15];
  494.                 else
  495.                 i = Table[miao10];
  496.         
  497.                 SMG_Int(i);                        
  498.                 SMG_Int(0x40);        
  499.         
  500.                 out595();        
  501.         
  502.                 //显示第8位        秒个位
  503.                 if(shan>125)         //
  504.                 i = Table[15];
  505.                 else
  506.                 i = Table[miao];
  507.         
  508.                 SMG_Int(i);               
  509.                 SMG_Int(0x80);        
  510.         
  511.                 out595();        
  512.         }
  513.         else
  514.         {
  515.                 //显示第7位        秒10位
  516.                 i = Table[miao10];
  517.         
  518.                 SMG_Int(i);                        
  519.                 SMG_Int(0x40);        
  520.         
  521.                 out595();        
  522.         
  523.                 //显示第8位        秒个位
  524.                 i = Table[miao];
  525.         
  526.                 SMG_Int(i);               
  527.                 SMG_Int(0x80);        
  528.         
  529.                 out595();        
  530.         }
  531. }

  533. void SMG_Int(uchar Dat)         //通过8次循环将8位数据移入74HC595
  534. {
  535.         uchar i;
  536.         for(i=8;i>=1;i--)
  537.         {
  538.                 if (Dat & 0x80) //如果数据的最高位是1
  539.                 {
  540.                         SER = 1;        //串行数据输入端置1
  541.                 }
  542.                
  543.                 else
  544.                 {
  545.                         SER = 0;  //否则串行数据输入端清零
  546.                 }
  547.                 Dat <<= 1;          //数据左移1位，分8次把8位数据移入74HC595
  548.                 SHCP = 0;  //SH引脚的上升沿把数据送入寄存器
  549.                 _nop_();
  550.                 _nop_();
  551.                 SHCP = 1;
  552.         }
  553. }

  555. void TimerInit()         //定时器0初始化
  556. {
  557.         TMOD = 0x01;
  558.         TH0 = (65536-2000)/256;        //2ms初值
  559.         TL0 = (65536-2000)%256;
  560.         EA = 1;
  561.         ET0 = 1;
  562.         TR0 = 1;

  564. }

  566. void main ()
  567. {
  568.         TimerInit();
  569. //        PWM_Init();
  570.         P0M0 = 0x00;
  571.     P0M1 = 0x00;
  572.     P1M0 = 0x00;
  573.     P1M1 = 0x00;//
  574.     P2M0 = 0x00;
  575.     P2M1 = 0x00;
  576.     P3M0 = 0x00;
  577.     P3M1 = 0x00;
  578.     P4M0 = 0x00;
  579.     P4M1 = 0x00;
  580.     P5M0 = 0x00;
  581.     P5M1 = 0x00;
  582.         while(1)
  583.         {
  584. //                shi = read_random(DS3231_HOUR);
  585. //                fen = read_random(DS3231_MINUTE) ;
  586. //                miao = read_random(DS3231_SECOND);
  587. //                A=shi/10;
  588. //                K=shi%10;
  589. //                C=fen/10;
  590. //                D=fen%10;
  591. //                E=miao/10;
  592. //                F=miao%10;

  594.                 Display (A,K,C,D,E,F);
  595.                 key_service();// 按键服务的应用程序
  596.         }
  597. }

  599. void Timer0() interrupt 1
  600. {
  601.         static uint cnt;
  602.         
  603.         TH0 = (65536-2000)/256;
  604.         TL0 = (65536-2000)%256;
  605. //        shan1++;
  606. //        if(shan1==250)
  607. //                shan1=0;
  608.         

  610.         shan++;
  611.         if(shan==250)
  612.                 shan=0;

  614.         if(knum==0)
  615.         {
  616.                 cnt++;
  617.                 if(cnt==500)
  618.                 {
  619.                         cnt = 0;
  620.                         miao++;
  621.                         if(miao == 60)
  622.                         {
  623.                                 miao = 0;
  624.                                 fen++;
  625.                                 if(fen==60)
  626.                                 {
  627.                                         fen = 0;
  628.                                         shi++;
  629.                                         if(shi==24)
  630.                                         {
  631.                                                 shi=0;
  632.                                         }
  633.                                 }
  634.                         }
  635.                 }
  636.         }
  637.         A=shi/10;
  638.         K=shi%10;
  639.         C=fen/10;
  640.         D=fen%10;
  641.         E=miao/10;
  642.         F=miao%10;
  643.         
  644.         KeyScan();
  645. }
复制代码

595数码管时钟资料.zip

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ID:69038 发表于 2024-4-19 11:46 | 显示全部楼层

很怀疑你中断程序会忙的过来不？定时器中断里，要完成的工作是不是有点多，又是计时又是分配缓存又是调用万里长城般的键扫的代码？中断不要放太多代码，最完美的就是进中断后处理一些标志位就退出来，那些冗长的代码让主程序去完成。
595的显示代码再简单不过了，咋就写成这样乱了？不如开个2ms的中断，每进中断，位选+1，8位数码管16ms一轮显，视觉上完全不会闪的。用595驱动LED出现亮度不均，无非两种情况，其一是电流不足，其二是显示时长不相等。。
显示代要改改，值未改，就没必要重新加载一次到缓存。
.
.
.
个人意见，仅供参考。。。
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ID:1109793 发表于 2024-4-19 12:50 | 显示全部楼层
立创EDA的这些零件都是自带的还是你画 的？
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ID:140489 发表于 2024-4-19 16:23 | 显示全部楼层
xiaobendan001 发表于 2024-4-19 12:50
立创EDA的这些零件都是自带的还是你画 的？

自己画的有一些，系统里面有的就不要自己画
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ID:1099129 发表于 2024-4-19 17:08 | 显示全部楼层
第一检查电流
第二显示延时 驱动595弹数据时可以弹两次或者三次，或者加延时2~5us加强显示时间
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