1 數(shù)碼管的內(nèi)部連接方式

數(shù)碼管的七個(gè)筆段電極分別為A～G（有些資料中為小寫字母），圖1所示。這八段發(fā)光管分別稱為a、b、c、d、e、f、g和dp，通過八個(gè)發(fā)光段的不同組合，可以顯示0～9（十進(jìn)制）和0～15（十六進(jìn)制）等16個(gè)數(shù)字字母，從而實(shí)現(xiàn)整數(shù)和小數(shù)的顯示。

圖1 數(shù)碼管的電極

數(shù)碼管內(nèi)部發(fā)光二極管有共陰和共陽兩種連接方式。數(shù)碼管的內(nèi)部連接方式如圖2所示。

圖2 數(shù)碼管的內(nèi)部連接方式

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(shí)應(yīng)將公共極COM接到＋5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。例如，當(dāng)段a、b、g、c、d接低電平，而其他段輸入高電平時(shí)，顯示數(shù)字“3”。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，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(shí)應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陽極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。例如，當(dāng)段a、b、g、c、d輸人高電平，而其他段輸入低電平時(shí)，顯示數(shù)字“3”。

常用數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 常用數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

常用四位數(shù)碼管的引腳排列如圖4所示。

圖4 常用四位數(shù)碼管的引腳排列

常用兩位數(shù)碼管的引腳排列如圖5所示。

圖5 常用兩位數(shù)碼管的引腳排列

數(shù)碼管上的數(shù)字分別由a、b、c、……、f七段筆畫組成，DP為小數(shù)點(diǎn)段，各筆畫段引線引腳的排列采取雙列。在數(shù)碼正置俯視時(shí)，左下角為第一腳，按逆時(shí)針順序依次確定其余各腳。數(shù)碼管引腳排列如圖6所示。

圖6 數(shù)碼管引腳排列

2 數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式

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，從而顯示出想要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類。

2.1 靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)

靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)顯示驅(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／0端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如BCD碼二－十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡單、顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用I／0端口多，如驅(qū)動(dòng)5個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示時(shí)需要40（5×8）根I／0端口，要知道一個(gè)89551單片機(jī)可用的I／0端口才32個(gè)，所以實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而增加了硬件電路的復(fù)雜性。

2.2 動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)

數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆畫“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增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的I／0線控制。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，但究竟是哪個(gè)數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機(jī)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(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的COM端，使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)顯示驅(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)光二極管的余輝效應(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)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，但能夠節(jié)省大量的I／0端口，而且功耗更低。