05-CubeMx+Keil+Proteus仿真STM32 - GPIO（四）

本文例子参考《STM32单片机开发实例——基于Proteus虚拟仿真与HAL/LL库》
源代码：https://github.com/LanLinnet/STM32F103R6

项目要求

实现数码管动态显示数字1~8。

硬件设计

1. 在第一节的基础上，在Proteus中添加电路如下图所示，其中我们添加了一个排阻RX8、一个8位共阳极七段数码管显示器7SEG-MPX8-CA-BLUE、一个非门电路74HC04。
   
   由于共阳极数码管是低电平驱动的，根据电路图我们可以知道，当STM32单片机输出低电平时，数码管发光。
   注意：由于电路中用到的反相器74HC04仅有6个通道，为了避免芯片浪费，我们也可以使用8位数码管可以使用2个PNP型三极管S8550来构成反向电路。不过由于三极管在仿真过程中响应速度太慢，我们在这里就不使用了。
   

2. 打开CubeMX，按照建立工程，配置PC0-PC7、PB0-PB7引脚为GPIO_Output。
   

3. 点击“Project Manager”--“Advanced Settings”，将GPIO的库改为LL库（我们后面需要用到LL库中的函数），点击“Generator Code”生成Keil工程。
   

软件编写

1. 本次我们需要实现7段共阳极数码管，其段表如下所示：

   0xc0，//0
   0xf9，//1
   0xa4，//2
   0xb0，//3
   0x99，//4
   0x92，//5
   0x82，//6
   0xf8，//7
   0x80，//8
   0x90，//9
   0x88，//A
   0x83，//B
   0xc6，//C
   0xa1，//D
   0x86，//E
   0x8e, //F
   0x8c, //P
   0xc1, //U
   0x91, //Y
   0x7c, //L
   0x00, //全亮
   0xff  //熄灭
   

2. 点击“Open Project”在Keil中打开工程，双击“main.c”文件。

3. 本次仿真我们用到写端口输出函数LL_GPIO_WriteOutputPort()，其官方文档API介绍如下图所示。
   

4. 我们需要通过查表的方式读取数码管的段码，所以我们先在函数的最开始设置一个数组存放数码管的段码。

   /* USER CODE BEGIN PV */
   const uint8_t SegmentCodes[]=
   {
   0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,
   0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90
   };
   /* USER CODE END PV */ 
   

   数码管的动态显示就是多个数码管共用一组GPIO引脚，当刷新速度足够快时，利用人眼的“视觉暂留”效应，让人产生所有数码管同时发光的错觉。
   通过循环的方式，我们依次选通数码管，并读取数码管段码数组中的值，所以我们先在main函数的最开始定义一个循环变量，并对显示的数字进行处理。

   /* USER CODE BEGIN 1 */
   uint8_t i;  //循环变量
   uint64_t num=12345678;  //需要显示的数字
   uint8_t unit[8];  //显示数字的每一位
   //8位十进制数字每一位的分解
   unit[7]=num/10000000;
   unit[6]=num%10000000/1000000;
   unit[5]=num%1000000/100000;
   unit[4]=num%100000/10000;
   unit[3]=num%10000/1000;
   unit[2]=num%1000/100;
   unit[1]=num%100/10;
   unit[0]=num%10;
   /* USER CODE END 1 */
   

   最后，我们在while循环中添加下面的代码

   /* USER CODE BEGIN WHILE */
   while (1)
   {
     for(i=0;i<8;i++)
     {
       LL_GPIO_WriteOutputPort(GPIOB,0xff);
       LL_GPIO_WriteOutputPort(GPIOC,SegmentCodes[unit[i]]);
       LL_GPIO_WriteOutputPort(GPIOB,(0x7f>>i)|(0x7f<<(8-i)));
       HAL_Delay(1);
     }
   /* USER CODE END WHILE */
   
   /* USER CODE BEGIN 3 */
   }
   /* USER CODE END 3 */
   

联合调试

1. 点击运行，生成HEX文件。
2. 在Proteus中加载相应HEX文件，点击运行，可以看到数码管从左到右依次显示数字1~8。