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　　數(shù)碼管是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管。

1 實物參照圖

2 原理圖

一、數(shù)碼管的分類

　　數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點顯示）；按能顯示多少個“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。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，相應(yīng)字段就點亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時，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，相應(yīng)字段就點亮。當(dāng)某一字段的陽極為低電平時，相應(yīng)字段就不亮。

二、數(shù)碼管的驅(qū)動方式

　　數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。

　　1. 靜態(tài)顯示驅(qū)動：靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機(jī)的I/O端口進(jìn)行驅(qū)動，或者使用如BCD碼二-十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O端口多，如驅(qū)動5個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要5×8＝40根I/O端口來驅(qū)動，要知道一個89S51單片機(jī)可用的I/O端口才32個呢：），實際應(yīng)用時必須增加譯碼驅(qū)動器進(jìn)行驅(qū)動，增加了硬件電路的復(fù)雜性。

　　2. 動態(tài)顯示驅(qū)動：數(shù)碼管動態(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，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)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(shù)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(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(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。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的COM端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮?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)，盡管實際上各位數(shù)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(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。

三、數(shù)碼管參數(shù)

　　8字高度：8字上沿與下沿的距離。比外型高度小。通常用英寸來表示。范圍一般為0.25-20英寸。
　　長*寬*高：長——數(shù)碼管正放時，水平方向的長度；寬——數(shù)碼管正放時，垂直方向上的長度；高——數(shù)碼管的厚度。
　　時鐘點：四位數(shù)碼管中，第二位8與第三位8字中間的二個點。一般用于顯示時鐘中的秒。

四、數(shù)碼管應(yīng)用

　　數(shù)碼管是一類顯示屏，通過對其不同的管腳輸入相對的電流會使其發(fā)亮，從而顯示出數(shù)字。
　　能夠顯示、時間、日期、溫度等所有可用數(shù)字表示的參數(shù)。
　　由于它的價格便宜，使用簡單，在電器，特別是家電領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛：空調(diào)、熱水器、冰箱等等。
　　絕大多數(shù) 水器用的都是數(shù)碼管，其他家電也用液晶屏與熒光屏。

1. 數(shù)碼管使用的電流與電壓

　　電流：靜態(tài)時，推薦使用10-15mA；動態(tài)時，16/1動態(tài)掃描時，平均電流為4-5mA，峰值電流50-60mA。
　　電壓：查引腳排布圖，看一下每段的芯片數(shù)量是多少？當(dāng)紅色時，使用1.9V乘以每段的芯片串聯(lián)的個數(shù)；當(dāng)綠色時，使用2.1V乘以每段的芯片串聯(lián)的個數(shù)。

2. 恒流驅(qū)動與非恒流驅(qū)動對數(shù)碼管的影響

　　① 顯示效果：
　　由于發(fā)光二極管基本上屬于電流敏感器件，其正向壓降的分散性很大， 并且還與溫度有關(guān)，為了保證數(shù)碼管具有良好的亮度均勻度，就需要使其具有恒定的工作電流，且不能受溫度及其它因素的影響。另外，當(dāng)溫度變化時驅(qū)動芯片還要能夠自動調(diào)節(jié)輸出電流 的大小以實現(xiàn)色差平衡溫度補償。

　?、?安全性：
　　即使是短時間的電流過載也可能對發(fā)光管造成永久性的損壞，采用恒流驅(qū)動電路后可防止 由于電流故障所引起的數(shù)碼管的大面積損壞。
　　另外，我們所采用的超大規(guī)模集成電路還具有級聯(lián)延時開關(guān)特性，可防止反向尖峰電壓對發(fā)光二極管的損害。
　　超大規(guī)模集成電路還具有熱保護(hù)功能，當(dāng)任何一片的溫度超過一定值時可自動關(guān)斷，并且可在控制室內(nèi)看到故障顯示。

3. 為什么數(shù)碼管亮度不均勻

　　關(guān)于亮度一致性的問題是一個行業(yè)內(nèi)的常見問題。有二個大的因素影響到亮度一致性。一是使用原材料芯片的選取，一是使用數(shù)碼管時采取的控制方式。

　　① 原材料--芯片的VF和亮度和波長是一個正態(tài)分布，即使篩選過芯片，VF和亮度和波長已在一個很小的范圍了，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品還是在一個范圍內(nèi),結(jié)果就是亮度不一致。

　?、?要保證數(shù)碼管亮度一樣，在控制方式選取上也有差別

　　最好的辦法是恒流控制，流過每一個發(fā)光二極管的電流都是相同的，這樣發(fā)光二極管看起來亮度就是一樣的了。如恒壓控制，則導(dǎo)致VF不相同的發(fā)光二極管分到的電流不相同，所以亮度也不同。當(dāng)然以上二個條件是相輔相成的。

4. 怎樣測量數(shù)碼管引腳，分共陰和共陽

　　找公共共陰和公共共陽：首先，我們找個電源（3到5伏）和1個1K（幾百歐的也行）的電阻，VCC串接個電阻后和GND接在任意2個腳上，組合有很多，但總有一個LED會發(fā)光的，找到一個就夠了，然后GND不動，VCC（串電阻）逐個碰剩下的腳，如果有多個LED（一般是8個），那它就是共陰的了。相反用VCC不動，GND逐個碰剩下的腳，如果有多個LED（一般是8個），那它就是共陽的。也可以直接用數(shù)字萬用表，紅表筆是電源的正極，黑表筆是電源的負(fù)極。

5.數(shù)碼管的驅(qū)動

共陽的數(shù)碼管，公共端可以用9012驅(qū)動；共陰的數(shù)碼管，公共端可以用9013驅(qū)動。

小尺寸的數(shù)碼管每段只要一個LED，壓降大概1.8V，也就是說只要電壓大于1.8V就可以點亮；大尺寸的數(shù)碼管每段有多個LED串聯(lián)組成，所以壓降比較高，具體壓降要看尺寸（例如，9cm左右的數(shù)碼管要9V以上電壓才能點亮）。要注意LED是電流型器件，電流不能過高，10mA左右就夠了。

當(dāng)數(shù)碼管顯示數(shù)字8時需要的功率最大，若驅(qū)動功率不足，則不會顯示數(shù)字8。此問題的解決辦法是減小數(shù)碼管上的限流電阻阻值以增大驅(qū)動電流。