單片機驅動數碼管顯示設計

數碼管由7個發光二極管組成,行成一個日字形,它門可以共陰極,也可以共陽極.通過解碼電路得到的數碼接通相應的發光二極而形成相應的字,這就是它的工作原理.

基本的半導體數碼管是由7個條狀的發光二極管（LED）按圖1所示排列而成的，可實現數字"0～9"及少量字符的顯示。另外為了顯示小數點，增加了1個點狀的發光二極管，因此數碼管就由8個LED組成，我們分別把這些發光二極管命名為 "a,b,c,d,e,f,g,dp"，排列順序如下圖1。

數碼管的分類

數碼管按各發光二極管電極的連接方式分為共陽數碼管和共陰數碼管兩種。

共陰數碼管是指將所有發光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(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。共陰數碼管內部連接如圖3所示。

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，當某一字段發光二極管的陰極為低電平時，相應字段就點亮。當某一字段的陰極為高電平時，相應字段就不亮。共陽數碼管內部連接如圖2所示。

圖2：共陽數碼管內部連接圖

圖3：共陰數碼管內部連接圖

數碼管的顯示方式

數碼管要正常顯示，就要用驅動電路來驅動數碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數字，因此根據數碼管的驅動方式的不同，可以分為靜態式和動態式兩類。

① 動態顯示驅動：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碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數碼管的的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，由于人的視覺暫留現象及發光二極管的余輝效應，盡管實際上各位數碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩定的顯示數據，不會有閃爍感，動態顯示的效果和靜態顯示是一樣的，能夠節省大量的I/O端口，而且功耗更低。