一．什麼是數碼管
LED數碼管（LED Segment Displays）是由8個發光二極管構成，並按照一定的圖形及排列封轉在一起的顯示器件。其中7個LED構成7筆字形，1個LED構成小數點（固有時成爲八段數碼管）。
數碼管位數有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等（及數碼管的位數），顏色有紅，綠，藍，黃等幾種。瞭解LED的這些特性，對編程是很重要的，因爲不同類型的數碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。
二．數碼管基本構造
LED數碼管有兩大類，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極，是高電平點亮，共陽極就是7段的顯示字碼共用一個電源的正極，是低電平點亮。只要控制其中各段LED的亮滅即可顯示相應的數字、字母或符號。
共陰和共陽極數碼管的內部電路，它們的發光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已，共陰爲所有的LED負極接在一起，共陽爲爲所有的LED正極接在一起。如下圖爲1位數碼管的共陰極和共陽極原理圖：
三、數碼管顯示原理
要是數碼管顯示數字，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碼管，須在VT端接上地端，（a,b,c,d,e,f,g,dp)端接到單片機的引腳上；如果要使其中一個LED亮時，對應的單片機引腳輸出高電平，即可點亮LED等。
共陰極LED數碼管的內部結構原理圖
能夠點亮數碼管後，就可以通過單片機控制數碼管顯示數字或字母。爲了控制方便，我們將數碼管的a~dp引腳依次連接單片機的P10-P17引腳，如圖：
我們對數碼管所要顯示的每個數字和字母進行編碼，然後在編程時，將編碼放在一個數組上，需要顯示什麼數字或者字母，從數組裏面提取相應的編碼就可顯示所要顯示的字符了。
如圖，要顯示數字“5”時，編碼爲0x6D。如果數碼管爲共陽極，只需要對共陰極的編碼做一個取反操作即可。
四．數碼管驅動方式
根據LED數碼管的驅動方式的不同，可以分爲靜態式和動態式兩類。
1.靜態驅動方式
靜態驅動也稱直流驅動。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口進行驅動，或者使用如BCD碼二-十進位轉換器進行驅動。靜態驅動的優點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是佔用I/O口多，如驅動5個數碼管靜態顯示則需要5×8＝40根I/O口來驅動，要知道一個89S51單片機可用的I/O口才32個呢。故實際應用時必須增加驅動器進行驅動，增加了硬體電路的複雜性。
2.動態驅動方式
數碼管動態顯示介面是單片機中應用最爲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，另外爲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，取決於單片機對位元選通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。
透過分時輪流控制各個LED數碼管的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爲1～2ms，由於人的視覺暫留現象及發光二極體的餘輝效應，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資料，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口，而且功耗更低。
四位數碼管動態驅動方式連接圖
五.八位數碼管動態驅動例程
以八位共陰極數碼管，動態驅動的方式爲例：
#include<reg51.h>
//--定義使用的IO口--//
#define GPIO_DIG P0 //段選
#define GPIO_PLACE P1 //位選
//--定義全局變量--//
unsigned char code DIG_PLACE[8] = {
0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};//位選控制 查表的方法控制
unsigned char code DIG_CODE[17] = {
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};
//0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、b、C、d、E、F的顯示碼
unsigned char DisplayData[8];
//用來存放要顯示的8位數的值
//--聲明全局函數--//
void DigDisplay(); //動態顯示函數
/*******************************************************************************
* 函 數 名 : main
* 函數功能 : 主函數
* 輸 入 : 無
* 輸 出 : 無
*******************************************************************************/
void main(void)
{
unsigned char i;
for(i=0; i<8; i++)
{
DisplayData[i] = DIG_CODE[i];
}
while(1)
{
DigDisplay();
}
}
/*******************************************************************************
* 函 數 名 : DigDisplay
* 函數功能 : 使用數碼管顯示
* 輸 入 : 無
* 輸 出 : 無
*******************************************************************************/
void DigDisplay()
{
unsigned char i;
unsigned int j;
for(i=0; i<8; i++)
{
GPIO_PLACE = DIG_PLACE[i]; //發送位選
GPIO_DIG = DisplayData[i]; //發送段碼
j = 10; //掃描間隔時間設定
while(j--);
GPIO_DIG = 0x00;//消隱
}
如果您喜歡，可關注個人公衆號“電子應用學習館”，獲取更多的資料例程。
