数码管的内部结构与连接方式，驱动方式的介绍

1  数码管的内部连接方式

数码管的七个笔段电极分别为A～G（有些资料中为小写字母），图1所示。这八段发光管分别称为a、b、c、d、e、f、g和dp，通过八个发光段的不同组合，可以显示0～9（十进制）和0～15（十六进制）等16个数字字母，从而实现整数和小数的显示。

图1 数码管的电极

数码管内部发光二极管有共阴和共阳两种连接方式。数码管的内部连接方式如图2所示。

图2 数码管的内部连接方式

共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起，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。例如，当段a、b、g、c、d接低电平，而其他段输入高电平时，显示数字“3”。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。

共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极（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。例如，当段a、b、g、c、d输人高电平，而其他段输入低电平时，显示数字“3”。

常用数码管的内部结构如图3所示。

图3 常用数码管的内部结构

常用四位数码管的引脚排列如图4所示。

图4 常用四位数码管的引脚排列

常用两位数码管的引脚排列如图5所示。

图5 常用两位数码管的引脚排列

数码管上的数字分别由a、b、c、……、f七段笔画组成，DP为小数点段，各笔画段引线引脚的排列采取双列。在数码正置俯视时，左下角为第一脚，按逆时针顺序依次确定其余各脚。数码管引脚排列如图6所示。

图6 数码管引脚排列

2  数码管的驱动方式

数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出想要的数字，因此根据数码管的驱动方式不同，可以分为静态式和动态式两类。

2.1 静态显示驱动

静态显示驱动也称直流驱动。静态显示驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I／0端口进行驱动，或者使用如BCD码二－十进制译码器译码进行驱动。静态显示驱动的优点是编程简单、显示亮度高，缺点是占用I／0端口多，如驱动5个数码管静态显示时需要40（5×8）根I／0端口，要知道一个89551单片机可用的I／0端口才32个，所以实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，从而增加了硬件电路的复杂性。

2.2 动态显示驱动

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，动态显示驱动是将所有数码管的8个显示笔画“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／0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，但究竟是哪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COM端，使各个数码管轮流受控显示，这就是动态显示驱动。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，但能够节省大量的I／0端口，而且功耗更低。