不同位的數(shù)碼管實(shí)物

LED數(shù)碼管（LED Segment Displays）是由8個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成。按照一定的圖形及排列封轉(zhuǎn)在一起的顯示器件。其中7個(gè)LED構(gòu)成7筆字形，1個(gè)LED構(gòu)成小數(shù)點(diǎn)（固有時(shí)也寫成八段數(shù)碼管）這些段分別由字母a,b,c,d,e,f,g,dp來表示。當(dāng)數(shù)碼管特定的段加上電壓后，這些特定的段就會(huì)亮起，以形成我們眼睛看到“8.”的字樣了。LED數(shù)碼管有一般亮和超亮等不同之分，也有0.5寸、1寸等不同的尺寸。小尺寸數(shù)碼管的顯示筆畫常用一個(gè)發(fā)光二極管組成，而大尺寸的數(shù)碼管由二個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管組成，一般情況下，單個(gè)發(fā)光二極管的管壓降為1.8V左右，電流不超過30mA。發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接到一起的稱為共陽(yáng)數(shù)碼管，發(fā)光二極管的陰極連接到一起的稱為共陰數(shù)碼管。在共陽(yáng)數(shù)碼管中，公共端一般需要接電源正極，然后需要哪一段亮，就把對(duì)應(yīng)段的控制引腳設(shè)為低電平，而在共陰數(shù)碼管中，公共端需要接電源地，然后需要哪一段亮，就把對(duì)應(yīng)段的控制引腳設(shè)為高電平。常用LED數(shù)碼管顯示的數(shù)字和字符是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。了解LED的這些特性，對(duì)編程是很重要的，因?yàn)椴煌愋偷臄?shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的，顯示字符時(shí)候的字符庫(kù)也是不一樣的。（歡迎加個(gè)人微信：dianzi126,QQ：2463515595或加我們的QQ群：300384358，大家一起討論。）

LED數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)位，因此根據(jù)LED數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類。

數(shù)碼管原理

A、靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：

靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的I/O進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用I/O多，如驅(qū)動(dòng)4個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要4×8=32個(gè)I/O口來驅(qū)動(dòng)，這樣對(duì)單片機(jī)的I/O口是極大的浪費(fèi)。故實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加外在的驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，然而又增加了硬體電路的復(fù)雜性，所以在我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)品的時(shí)候就需要做取舍的選擇了。是要硬件簡(jiǎn)單，還是要節(jié)省單片機(jī)資源？

B、動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：

數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示是單片機(jī)應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃'a,b,c,d,e,f,g,dp '的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極COM增加位選通電路控制，位選通電路由單片機(jī)I/O口控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)COM端的位選通電路的控制，只有當(dāng)位選通電路選通時(shí)，當(dāng)前位才會(huì)顯示我們輸出的字形碼。所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位元就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。

通過分時(shí)輪流控制各個(gè)LED數(shù)碼管的COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為1～2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極體的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示資料，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O口，而且功耗更低。

實(shí)際運(yùn)用中，數(shù)碼管顯示電路中同樣還需要接限流電阻（如何計(jì)算限流電阻，我們后續(xù)再來解析），但是限流電阻我們一般要比計(jì)算得到的值取的小一些，為什么呢？因?yàn)槲覀冊(cè)趯?shí)際運(yùn)用中一般都會(huì)采用動(dòng)態(tài)顯示方式來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，這樣一來每個(gè)數(shù)碼管其實(shí)不是一直都在亮，而是閃爍著了（只是我們?nèi)搜劭床怀鰜恚恍拍阌檬謾C(jī)攝像頭對(duì)著動(dòng)態(tài)顯示的數(shù)碼管拍照看看），自然亮度就會(huì)下降，我們就以減小限流電阻的大小來提高亮度。

在動(dòng)態(tài)顯示方式中，位選通電路我們一般采用三極管來做，把三極管作開關(guān)用。經(jīng)驗(yàn)之談，驅(qū)動(dòng)共陰數(shù)碼管時(shí)用NPN三極管，驅(qū)動(dòng)共陽(yáng)數(shù)碼管時(shí)用PNP三極管，而我們最常用的就是8050和8550這兩個(gè)（大尺寸數(shù)碼管除外）。

共陰數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路圖

最后留個(gè)小問題，你看完了以上的介紹，是不是真的懂得數(shù)碼管了？問題來了，假如當(dāng)前我需要顯示個(gè)4，那么“a b c d e f g dp”這些段哪些需要亮哪些不需要亮？再來一問，假如是共陰數(shù)碼管，那顯示4的顯示碼是什么？（十六進(jìn)制數(shù)）

今天的數(shù)碼管就說完了，后續(xù)小代還會(huì)繼續(xù)把這個(gè)DIY時(shí)鐘的其它部分分享給大家，最后等打樣板子回來后我們會(huì)測(cè)試出成品，然后會(huì)把剩下的板子免費(fèi)送給大家，有需要的朋友可以關(guān)注我們微信公眾號(hào)：?jiǎn)纹瑱C(jī)技術(shù)宅。里面有干貨哦，等你?。?！