一、4位數碼管實物外形與類型

下圖所示是4位LED數碼管，它有兩排共12個引腳，其內部LED有共陽極和共陰極兩種連接方式，

如下圖所示，12 、 9、 8、 6腳分別為各位數碼管的公共極，11 、7、 4、 2、 1、 10、 5、 3腳同時接各位數碼管的相應段，稱為段極。

二、4位數碼管顯示原理

多位LED數碼管的顯示既可採用直接控制各段發光的靜態顯示方式，也可採用動態驅動方式，又稱掃描顯示方式。為了讓大家理解掃描顯示原理，這裡以在第一圖所示的4位LED數碼管上顯示“1278”為例來說明，假設其內部LED為圖（b）所示的連接方式。

先給數碼管的12腳加一個低電平（⑨、 ⑧、 ⑥腳為高電平），再給⑦、 ④腳加高電平（11 、 ②、 ①、 ⑩、 ⑤腳均為低電平），結果第1位的B、 C段LED點亮，第1位顯示“1”，由於⑨、 ⑧、 ⑥腳均為高電平，故第2、 3、 4位中的所有LED均無法導通而不顯示；然後給⑨腳加一個低電平（ 12、 ⑧、 ⑥腳為高電平），給 11、 ⑦、 ②、 ①、 ⑤腳加高電平（④、 ⑩腳為低電平），第2位的A、 B、 D、 E、 G段LED點亮，第2位顯示“2”，同樣原理，在第3位和第4位分別顯示數字“7”、 “8”。

多位數碼管的數字雖然是一位一位地顯示出來的，但人眼具有視覺暫留特性（所謂視覺暫留特性是指當人眼看見一個物體後，如果物體消失，人眼還會覺得物體仍在原位置，這種感覺保留約0.04s的時間），所以當數碼管顯示到最後一位數字“8”時，人眼會感覺前面3位數字還在顯示，故看起來好像是一下子顯示“1278”4位數。

三．應用

下圖所示是一個4位LED數碼管顯示電路。

ATmega8為8位AVR單片機，它除了從PC1～PC4引腳輸出位掃描信號外，還分別從MOSI、 SCK引腳輸出串行數據和時鐘信號。

74HC164為串入並出芯片，它在CLK引腳輸入的時鐘信號控制下，將A、 B引腳輸入的串行數據轉換成並行數據，即數據從A、 B引腳一位一位輸入74HC164，經轉換後從Q0～Q7端同時輸出8位數據，送到4位LED數碼管的A～G、 DP端，數碼管以掃描方式顯示4位數。

單片機輸出的位掃描信號和串行顯示數據由編寫的程序來決定。

老馬識途單片機

數碼管是一種常用的顯示設備，點亮數碼管是單片機入門的必學內容。數碼管按照工作方式可以分為共陽數碼管和共陰數碼管。下面講解共陽數碼管。

1. 片選和段選的概念

如上圖所示，所謂共陽就是將發光二極管的正極連接在一起，即正極是公共端。在數碼管裡有兩個概念：片選和段選。

片選是指選中哪位數碼管將其點亮，段選是指點亮數碼管的哪一個字段。在上圖中，引腳3和8就是數碼管的片選，其餘引腳就是數碼管的段選。

2.點亮原理

要點亮數碼管其實就是在片選有效後，再選中相應的段，如果要顯示數字“7”，如上圖所示，只需要將公共端(即片選)連接到高電平，再將A,B,C等段選連接到GND，其餘電平連接高電平即可。

3.驅動方式

數碼管有靜態顯示和動態顯示兩種驅動方式。

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端口進行獨立驅動。其優點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是佔用I/O端口多。

動態驅動是將所有數碼管的段選引腳連接在一起，而片選由獨立的I/O分別控制，這種方式佔用端口少，使用廣泛。

我曾經用74HC595和直連單片機兩種方式控制過4位共陽數碼管，下圖是直連單片機引腳的。

單片機先將片選S1置高電平，這時選通數碼管1，再給段選相應的編碼，數碼管1就會顯示出相應的字符，其他三位未選通則不顯示。大約5ms後，再將S2置高電平，這是數碼管2顯示相應字符；5ms後S3置高電平，S3顯示字符；5ms後S4置高電平，S4顯示字符。通過分時輪流控制各個數碼管的的片選端，就使各個數碼管輪流受控顯示。在輪流顯示的過程中，每位數碼管的點亮時間為5ms，由於人的視覺暫留現象和發光二極管的餘輝效應，儘管實際上各位數碼管並非同時點亮，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。這就是4位數碼管的動態顯示原理。

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關鍵字: 位共陽科技數碼管