數(shu)碼(ma)管(guan)是(shi)嵌(qian)入(ru)式(shi)開(kai)發(fa)中(zhong)比(bi)較(jiao)常(chang)用(yong)的(de)一(yi)個(ge)模(mo)塊(kuai)，本(ben)篇(pian)文(wen)章(zhang)根(gen)據(ju)查(zha)閱(yue)的(de)資(zi)料(liao)以(yi)及(ji)學(xue)習(xi)筆(bi)記(ji)整(zheng)理(li)成(cheng)文(wen)，盡(jin)可(ke)能(neng)詳(xiang)盡(jin)的(de)講(jiang)解(jie)常(chang)用(yong)數(shu)碼(ma)管(guan)原(yuan)理(li)和(he)使(shi)用(yong)方(fang)法(fa)。有(you)不(bu)足(zu)和(he)疏(shu)忽(hu)的(de)地(di)方(fang)，請(qing)不(bu)吝(lin)指(zhi)正(zheng)。

 

目錄

1.工作 原理

2.電氣特性

3.驅動方式

4.開發實例

5.亮度和鎖存器

6.使用中注意事項

 

一、工作原理

 

數碼管是一種半導體發光器件，其基本單元是發光二極管。能顯示4位wei數shu字zi的de叫jiao四si位wei數shu碼ma管guan
，當dang然ran也ye有you多duo位wei和he隻zhi有you一yi位wei的de數shu碼ma管guan，他ta們men的de電dian氣qi原yuan理li相xiang同tong。數shu碼ma管guan按an段duan數shu分fen為wei七qi段duan數shu碼ma管guan和he八ba段duan數shu碼ma管guan，八ba段duan數shu碼ma管guan比bi七qi段duan數shu碼ma管guan多duo一yi個ge發fa光guang二er極ji管guan單dan元yuan（多一個小數點顯示）

；按發光二極管單元連接方式分為共陽極數碼管和共陰極數碼管。共陽數碼管是指將所有發光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數碼管。共陽數碼管在應用時應將公共極COM接到+5V
，當dang某mou一yi字zi段duan發fa光guang二er極ji管guan的de陰yin極ji為wei低di電dian平ping時shi
，相xiang應ying字zi段duan就jiu點dian亮liang。當dang某mou一yi字zi段duan的de陰yin極ji為wei高gao電dian平ping時shi，相xiang應ying字zi段duan就jiu不bu亮liang。共gong陰yin數shu碼ma管guan是shi指zhi將jiang所suo有you發fa光guang二er極ji管guan的de陰yin極ji接jie到dao一yi起qi形xing成cheng公gong共gong陰yin極ji(COM)的數碼管。共陰數碼管在應用時應將公共極COM接到地線GND上，當某一字段發光二極管的陽極為高電平時，相應字段就點亮。當某一字段的陽極為低電平時，相應字段就不亮。

 

 

二
、電氣特性

 

單位數碼管有十個管腳，其中有8根是用來點亮a,b,c,d,e,f,dp 共8個發光二極管（原理中有介紹），3
，8兩個管腳為公共COM腳，它們相連通且作用相同，可接任意一根。為了更清楚介紹，貼圖如下

 

 

共陰數碼管腳位對應圖

 

三
、驅動方式

 

1、靜態驅動也稱直流驅動。靜態驅動是指每個數碼管的每一個段碼都由一個單片機的I/O端口進行驅動，或者使用如BCD碼二-十進製譯碼器譯碼進行驅動。靜態驅動的優點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O端口多，如驅動5個數碼管靜態顯示則需要5×8=40根I/O端口來驅動，要知道一個89S51單片機可用的I/O端口才32個呢：），實際應用時必須增加譯碼驅動器進行驅動，增加了硬件電路的複雜性。

 

2、數碼管動態顯示接口是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態驅動是將所有數碼管的8個顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端連在一起
，另外為每個數碼管的公共極COM增加位選通控製電路，位選通由各自獨立的I/O線控製，當單片機輸出字形碼時，所有數碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數碼管會顯示出字形
，取決於單片機對位選通COM端(duan)電(dian)路(lu)的(de)控(kong)製(zhi)
，所(suo)以(yi)我(wo)們(men)隻(zhi)要(yao)將(jiang)需(xu)要(yao)顯(xian)示(shi)的(de)數(shu)碼(ma)管(guan)的(de)選(xuan)通(tong)控(kong)製(zhi)打(da)開(kai)，該(gai)位(wei)就(jiu)顯(xian)示(shi)出(chu)字(zi)形(xing)，沒(mei)有(you)選(xuan)通(tong)的(de)數(shu)碼(ma)管(guan)就(jiu)不(bu)會(hui)亮(liang)。通(tong)過(guo)分(fen)時(shi)輪(lun)流(liu)控(kong)製(zhi)各(ge)個(ge)數(shu)碼(ma)管(guan)的(de)的(de)COM端，就使各個數碼管輪流受控顯示，這就是動態驅動。在輪流顯示過程中，每位數碼管的點亮時間為1～2ms

，由(you)於(yu)人(ren)的(de)視(shi)覺(jiao)暫(zan)留(liu)現(xian)象(xiang)及(ji)發(fa)光(guang)二(er)極(ji)管(guan)的(de)餘(yu)輝(hui)效(xiao)應(ying)，盡(jin)管(guan)實(shi)際(ji)上(shang)各(ge)位(wei)數(shu)碼(ma)管(guan)並(bing)非(fei)同(tong)時(shi)點(dian)亮(liang)，但(dan)隻(zhi)要(yao)掃(sao)描(miao)的(de)速(su)度(du)足(zu)夠(gou)快(kuai)，給(gei)人(ren)的(de)印(yin)象(xiang)就(jiu)是(shi)一(yi)組(zu)穩(wen)定(ding)的(de)顯(xian)示(shi)數(shu)據(ju)，不(bu)會(hui)有(you)閃(shan)爍(shuo)感(gan)，動(dong)態(tai)顯(xian)示(shi)的(de)效(xiao)果(guo)和(he)靜(jing)態(tai)顯(xian)示(shi)是(shi)一(yi)樣(yang)的(de)

，能(neng)夠(gou)節(jie)省(sheng)大(da)量(liang)的(de)I/O端口
，而且功耗更低。

 

四
、開發實例

 

下麵講解一下四位數碼管的動態驅動顯示，首先看一下接線引腳圖如下。

 

 

接下來用51單片機設計目標：通過編寫c語言程序經編譯連接後下載到單片機中
，使四位數碼管依次顯示1
，2，3
，4

 

#define uchar usigned char

#define uint  usigned int

 

//位選控製端口

sbit p20=P2^0;

sbit p21=P2^1;

sbit p22=P2^2;

sbit p23=P2^3;

 

//數碼管段選編碼數組
，分別為顯示：1
，2，3
，4的編碼

uchar code BianMa[] ={0x7,0xb,0xd,0xe};

 

//延時1ms函數（用於數碼管動態刷新）

void Delay1ms(int time);

 

void main()

{

while(1)

{

p20 =0; //共陰極數碼管低位選有效,表示已選中第一位數碼管

P0 =BianMa[0];//通過I/O口P0向數碼管送段選編碼

Delay1ms(500);//第一位數碼管顯示0.5秒
，然後換到第二位，依次下去
，由於視覺停留和數碼管餘輝，所以感覺四位都在顯示

p20 =1;

p21 =0;  //第二位亮

P0 =BianMa[1];

Delay1ms(500);

p21 =1;

p22 =0;  //第三位亮

P0 =BianMa[2];

Delay1ms(500);

p22 =1;

p23 =0;  //第四位亮

P0 =BianMa[3];

Delay1ms(500);

p23 =1;

}

 

//延時函數體

void Delay1ms(int time

{

int i,j;

for(i =time;i>0;i--)

for(j =110;j>0;j--)

}

 

五、關於亮度和鎖存器

 

一般來說靜態驅動的亮度要高於動態驅動的亮度，但不影響使用。實際使用中為了達到更好的效果

，會配合鎖存器如74HC573一起使用
，可以記憶先前狀態數據直到有新數據覆蓋。對做51單片機應用開發來說，相對LCD液ye晶jing，液ye晶jing模mo塊kuai編bian程cheng更geng方fang便bian，樣yang式shi更geng多duo樣yang
，但dan是shi其qi缺que點dian亮liang度du不bu夠gou。這zhe也ye恰qia恰qia是shi數shu碼ma管guan的de優you勢shi，如ru果guo做zuo簡jian單dan的de計ji數shu顯xian示shi
，數shu碼ma管guan是shi最zui好hao選xuan擇ze。

 

六、使用中注意事項

 

數碼管的基本組成是發光二極管，因此其可以通過的電流隻有幾mA
，接5V直流電源做測試的時候一定要串上一個幾十K大小的電阻。否則，很容易燒掉，此外用萬用表的測電阻檔就可將其點亮
，足以說明其電流之小。