驱动7段显示器低成本解决方案

　　尽管7段显示器是最早的显示技术形式之一（其历史可以追溯到20世纪初），但作为一种低成本的显示解决方案，它在今天仍被广泛使用。

　　名思义，7段显示器由7个独立的段组成；这些线段可以单独打开和关闭，组合起来产生数字（和字母）。通常还有一个小数点（第8段），也有其他附加段的变体，但是7段显示通常是这种技术的口语术语。通俗术语通常也指每个段由LED照明的显示器，然而也存在各种其他光学和机械形式的7段显示器。然而，在本文中，我们将参考通俗的LED照明显示器。

　　展示的剖析

　　7段显示器通常每个LED有1个引脚，然后1个引脚连接到所有LED阴极（公共阴极）或阳极（公共阳极）。将所有的LED阴极或阳极连接到单个引脚显然节省了所需引脚的数量，并且仍然允许使用其另一端的引脚来单独驱动每个LED段。

　　7段显示器也可以彼此相邻排列，以创建多位数显示器。

　　驱动显示器

　　随着段数量的增加，将每个段LED连接到微控制器上其自己的GPIO引脚将很快开始需要非常大量的引脚，然而，有一种用于驱动段的技术，其仅使用2个额外的引脚来驱动2个数字，并且此后每个数字仅使用1个额外的引脚。

　　通过将每个数字中的每个相应分段led连接到同一个GPIO引脚，然后将公共阴极或公共阳极连接到另一个空闲的GPIO引脚，每个数字都可以由微控制器单独驱动——分段GPIO引脚控制分段，阳极/阴极引脚控制选择哪个数字。当然，这意味着在任何给定的时间只有一个数字可以被照亮，但由于视觉暂留，如果我们足够快地连续刷新（打开中的LED段），从一个数字到另一个数字循环，那么肉眼将会看到整个显示器同时被照亮！

　　视觉暂留是同样的原因，每秒钟由24个单独的静止帧（图片）组成的电影在我们看来是平滑的而不是不稳定的，或者为什么快速移动的物体看起来模糊——如果它们变化足够快，事物就会开始融合在一起。

　　然而，这种方法的一个缺点是，发光二极管的亮度将与位数成比例地降低。2个数字意味着每个数字只有一半的时间是亮的，因此看起来只有一半亮；3位数将显示1/3为亮，4位数为亮，依此类推。这与led变暗的方式相同脉冲宽度调制。设计系统时应考虑到这一点，并相应地选择相应的亮度规格显示器。

　　在软件方面，显示数字的循环可以通过定时器中断、RTOS线程或任何其他在执行之间具有可靠定时的机制来完成。

　　驱动7段显示器的其他方法包括使用移位寄存器（如74HC595）或专用驱动器IC（如MAX6954）;这些方法使用较少的GPIOs，但需要额外的外部元件。

　　审核编辑：黄飞