一．什么是數(shù)碼管

LED數(shù)碼管（LED Segment Displays）是由8個發(fā)光二極管構(gòu)成，并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LED構(gòu)成7筆字形，1個LED構(gòu)成小數(shù)點(diǎn)（固有時成為八段數(shù)碼管）。

數(shù)碼管位數(shù)有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等（及數(shù)碼管的位數(shù)），顏色有紅，綠，藍(lán)led顯示原理，黃等幾種。了解LED的這些特性，對編程是很重要的，因為不同類型的數(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。

二．?dāng)?shù)碼管基本構(gòu)造

LED數(shù)碼管有兩大類，一類是共陰極接法，另一類是共陽極接法，共陰極就是7段的顯示字碼共用一個電源的負(fù)極，是高電平點(diǎn)亮，共陽極就是7段的顯示字碼共用一個電源的正極，是低電平點(diǎn)亮。只要控制其中各段LED的亮滅即可顯示相應(yīng)的數(shù)字、字母或符號。

共陰和共陽極數(shù)碼管的內(nèi)部電路，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已，共陰為所有的LED負(fù)極接在一起，共陽為為所有的LED正極接在一起。如下圖為1位數(shù)碼管的共陰極和共陽極原理圖：

三、數(shù)碼管顯示原理

要是數(shù)碼管顯示數(shù)字，有兩個條件：1.是要在VT端加合適的電源(一般每顆LED還需串上合適的電阻，起限流作用)；2.要使（a,b,c,d,e,f,g,dp)端接低電平或“0”電平。這樣才能顯示的。

例如下圖的共陰極數(shù)碼管，須在VT端接上地端，（a,b,c,d,e,f,g,dp)端接到單片機(jī)的引腳上；如果要使其中一個LED亮?xí)rled顯示原理，對應(yīng)的單片機(jī)引腳輸出高電平，即可點(diǎn)亮LED等。

共陰極LED數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖

能夠點(diǎn)亮數(shù)碼管后，就可以通過單片機(jī)控制數(shù)碼管顯示數(shù)字或字母。為了控制方便，我們將數(shù)碼管的a~dp引腳依次連接單片機(jī)的P10-P17引腳，如圖：

我們對數(shù)碼管所要顯示的每個數(shù)字和字母進(jìn)行編碼，然后在編程時，將編碼放在一個數(shù)組上，需要顯示什么數(shù)字或者字母，從數(shù)組里面提取相應(yīng)的編碼就可顯示所要顯示的字符了。

如圖，要顯示數(shù)字“5”時，編碼為0x6D。如果數(shù)碼管為共陽極，只需要對共陰極的編碼做一個取反操作即可。

四．?dāng)?shù)碼管驅(qū)動方式

根據(jù)LED數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。

1.靜態(tài)驅(qū)動方式

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(jī)的I/O口進(jìn)行驅(qū)動，或者使用如BCD碼二-十進(jìn)位轉(zhuǎn)換器進(jìn)行驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點(diǎn)是編程簡單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用I/O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口來驅(qū)動，要知道一個89S51單片機(jī)可用的I/O口才32個呢。故實際應(yīng)用時必須增加驅(qū)動器進(jìn)行驅(qū)動，增加了硬體電路的復(fù)雜性。

2.動態(tài)驅(qū)動方式

數(shù)碼管動態(tài)顯示介面是單片機(jī)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(dú)立的I/O線控制。

當(dāng)單片機(jī)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(jī)對位元選通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。

透過分時輪流控制各個LED數(shù)碼管的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(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)，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點(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口，而且功耗更低。