如何消除单片机数码管的鬼影现象

yingujun 2019-03-06 9480

控制/MCU

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不知道同学们是否发现了，我们的这两个数码管动态显示程序的运行效果似乎并不是那么完美，第一个小问题，大家仔细看，数码管的不应该亮的段，似乎有微微的发亮，这种现象叫做“鬼影”，这个“鬼影”严重影响了我们的视觉效果，我们该如何解决呢？

同学们在今后可能会遇到各种各样的实际问题，可能很多都是我们没有讲过的，遇到问题怎么办呢？大家要相信，你作为初学者，遇到的问题肯定不是第一个遇到的，肯定有前辈已经遇到过相同的或类似的问题，他们一般都会在网上发表各种帖子，各种讨论，所以大家遇到问题，首先就应该形成一个到网上搜索的条件反射，这个问题大家可以到网上搜：“数码管消隐”或者“数码管鬼影解决”，多找相关关键词搜索试试，会搜索也是一种能力。

大家在网上搜了一下会发现，解决这类问题的方法有两个，其中之一是延时，延时之后我们肉眼就可能看不到这个“鬼影”了。但是延时是一个非常拙劣的手段，且不说延时多久能让我们看不到“鬼影”，延时后，我们的数码管亮度会普遍降低。我们解决问题呢，不能只知其然，还要知其所以然，那么我们首先就来弄明白为什么会出现“鬼影”。

“鬼影”的出现，主要是在数码管位选和段选产生的瞬态造成的。举个简单例子，我们在数码管动态显示的那部分程序中，实际上每一个数码管点亮的持续时间是 1ms 的时间，1ms后进行下个数码管的切换。在进行数码管切换的时候，比如我们从 case 5 要切换到 case 0 的时候，case 5 的位选用的是 ADDR0=1; ADDR1=0; ADDR2=1;假如此刻 case 5 也就是最高位数码管对应的值是 0，我们要切换成的 case 0 的数码管位选是 ADDR0=0; ADDR1=0; ADDR2=0;而对应的数码管的值假如是 1。又因为C语言程序是一句一句顺序往下执行的，每一条语句的执行都会占用一定的时间，即使这个时间非常非常短暂。但是当我们把“ADDR0=1”改变成“ADDR0=0”的时候，这个瞬间存在了一个中间状态 ADDR0=0; ADDR1=0; ADDR2=1;在这个瞬间上，我们就给 case 4 对应的数码管 DS5 瞬间赋值了 0。当我们全部写完了 ADDR0=0;

ADDR1=0; ADDR2=0;后，这个时候，我们的 P0 还没有正式赋值，而 P0 此刻却保持了前一次的值，也就是在这个瞬间，我们又给 case 0 对应的数码管 DS1 赋值了一个 0。直到我们把case 0 后边的语句全部完成后，我们的刷新才正式完成。而在这个刷新过程中，有 2 个瞬间我们给错误的数码管赋了值，虽然很弱（因为亮的时间很短），但是我们还是能够发现。

那么搞明白了原理后，解决起来就不是困难的事情了，我们只要避开这个瞬间错误就可以了。不产生瞬间错误的方法是，在进行位选切换期间，避免一切数码管的赋值即可。方法有两个，一个方法是刷新之前关闭所有的段，改变好了位选后，再打开段即可；第二个方法是关闭数码管的位，赋值过程都做好后，再重新打开即可。这个不是很难，答案我都公布一下。

关闭段

在 switch（i）这句程序之前，加一句 P0=0xFF;这样就把数码管所有的段都关闭了，当把“ADDR”的值全部搞定后，再给 P0 赋对应的值即可。

关闭位

在 switch（i）这句程序之前，加上一句 ENLED=1；等到把 ADDR2=0; ADDR1=0;ADDR0=0; i++; P0=LedBuff［0］;这几条刷新程序全部写完后，再加上一句 ENLED=0；然后再进行 break 操作即可。

这个地方逻辑思路上稍微有点复杂，大家一定要理解深刻，深刻理解，彻底弄明白，把这个瞬间的问题弄明白了，后边很多牵扯到此类情况的问题，我们都可以一并搞定。

上边的数码管程序还有第二个问题，大家仔细看，我们的数码管上的数字每一秒变化一次，变化的时候，不参加变化的数码管可能出现一次抖动，这个抖动没有什么专业的名字，我们就称之为数码管抖动吧。这种数码管抖动是什么原因造成的呢？为何在数据改变的时候才抖动呢？

来分析一下我们的程序，程序在定时到 1 秒的时候，执行了“秒数+1 并转换为数码管显示字符”这个操作，一个 32 位整型数的除法运算，实际上是比较耗费时间的，至于这一段程序究竟耗费了多少时间，可以先来看看这段程序运行用了多少时间。由于每次定时到 1 秒的时候，程序都多运行了这么一段，导致了某个数码管的点亮时间比其他情况下要长一些，总时间就变成了 1ms+本段程序运行时间，于此同时，其它的数码管就熄灭了 5ms+本段程序运行时间，如果这段程序运行时间非常短，那么可以忽略不计，但很明显，现在这段程序运行时间已经比较长了，以致于严重影响到视觉效果了，所以我们要采取另外一种思路去解决这个问题。

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