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[導讀]數(shù)碼管是嵌入式開發(fā)中比較常用的一個模塊,本篇文章根據(jù)查閱的資料以及學習筆記整理成文,盡可能詳盡的講解常用數(shù)碼管原理和使用方法。

數(shù)碼管是嵌入式開發(fā)中比較常用的一個模塊,本篇文章根據(jù)查閱的資料以及學習筆記整理成文,盡可能詳盡的講解常用數(shù)碼管原理和使用方法。

一、工作原理

數(shù)碼管是一種半導體發(fā)光器件,其基本單元是發(fā)光二極管。能顯示4位數(shù)字的叫四位數(shù)碼管,當然也有多位和只有一位的數(shù)碼管,他們的電氣原理相同。數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管,八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元(多一個小數(shù)點顯示);按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到+5V,當某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時,相應(yīng)字段就點亮。當某一字段的陰極為高電平時,相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到地線GND上,當某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時,相應(yīng)字段就點亮。當某一字段的陽極為低電平時,相應(yīng)字段就不亮。

數(shù)碼管顯示原理

二、電氣特性

單位數(shù)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(fā)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

數(shù)碼管顯示原理


共陰數(shù)碼管腳位對應(yīng)圖

三、驅(qū)動方式

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

2、數(shù)碼管動態(tài)顯示接口是單片機中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一,動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)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(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路,位選通由各自獨立的I/O線控制,當單片機輸出字形碼時,所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼,但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形,取決于單片機對位選通COM端電路的控制,所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開,該位就顯示出字形,沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的COM端,就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示,這就是動態(tài)驅(qū)動。在輪流顯示過程中,每位數(shù)碼管的點亮時間為1~2ms,由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng),盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮,但只要掃描的速度足夠快,給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù),不會有閃爍感,動態(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端口,而且功耗更低。

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