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半导体材料发光元器件-数码管

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一、工作原理


数码管是一类半导体材料发光元器件,其基本单元是发光二极管。能显示4位数字的叫四位数码管,当然也有多位和只有一位的数码管,他们的电气原理相同。数码管按段数分为七段数码管和八段数码管,八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元(多一个小数点显示);按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管指的是将全部发光二极管的阳极接到一块形成公共阳极(COM)的数码管。共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V,当某一字段发光二极管的阴极为低电平时,相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时,相应字段就不亮。共阴数码管指的是将全部发光二极管的阴极接到一块形成公共阴极(COM)的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上,当某一字段发光二极管的阳极为高电平时,相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平时,相应字段就不亮。

 

 


二、电气特性


单位数码管有十个管脚,其中有8根是用来点亮a,b,c,d,e,f,dp 共8个发光二极管(原理中有介绍),3,8两个管脚为公共COM脚,它们相连通且作用相同,可接任意一根。

 

 


三、驱动方式


1、静态驱动也称直流驱动。静态驱动指的是每一个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动,或是使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单,显示亮度高,缺点是占用I/O端口多,如驱动5个数码管静态显示则需要5×8=40根I/O端口来驱动,实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动,增加了硬件电路的复杂性。
2、数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一,动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起,另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路,位选通由各自独立的I/O线控制,当单片机输出字形码时,所有数码管都接收到相同的字形码,但究竟是那个数码管会显示出字形,取决于单片机对位选通COM端电路的控制,所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开,该位就显示出字形,没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM端,就使各个数码管轮流受控显示,这就是动态驱动。在轮流显示过程中,每位数码管的点亮时间为1~2ms,由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应,尽管实际上各位数码管并非同时点亮,但只要扫描的速度足够快,给人的印象就是一组稳定的显示数据,不会有闪烁感,动态显示的效果和静态显示是一样的,能够节省大量的I/O端口,而且功耗更低。

 

2019年12月7日 13:27

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