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
数码管是一种常见的显示器件,广泛应用于电子设备的数显部分,如计算器、仪表盘和一些家电产品。本文主要探讨了数码管的内部连接方式及其驱动方法。
数码管的结构包括七个笔段电极A到G,以及一个小数点段dp。这八段分别代表不同的数字形状,通过它们的不同组合可以显示0到9的十进制数字,以及0到15的十六进制数字。数码管有两种基本连接方式:共阴和共阳。
共阴数码管的特性是所有发光二极管的阴极连接在一起形成公共阴极(COM)。在工作时,COM通常接地,当某个段的阳极被施加高电平时,对应段就会点亮。相反,如果阳极是低电平,则该段不亮。例如,要显示数字3,需要a、b、g、c、d段输入高电平,其他段输入低电平。
共阳数码管则相反,所有二极管的阳极连接成公共阳极(COM),在应用时COM接到电源的正极,如+5V。此时,当某一字段的阴极被拉低至低电平时,该字段会发光;若阴极为高电平,字段不亮。同样,要显示数字3,需要将a、b、g、c、d段设置为低电平,其余段为高电平。
数码管的内部结构通常包含这些发光二极管的并联或串联组合,而引脚排列可能因制造商和型号而异。四位和两位数码管的引脚排列有标准的配置,便于与电路板上的插槽匹配。引脚的顺序通常遵循一定的规则,例如从左下角开始逆时针排列。
驱动数码管的方式主要有静态显示驱动和动态显示驱动。
静态显示驱动每个数码管的每一段都直接由单片机的I/O端口控制,或者通过译码器如BCD码译码器来驱动。这种驱动方式简单,显示亮度高,但需要较多的I/O资源。例如,驱动5个数码管静态显示需要40个I/O端口,这可能导致I/O端口不足,需要额外的译码驱动器。
动态显示驱动是更为常见且节省资源的方法。它将所有数码管的公共极COM连接起来,同时通过独立的I/O线控制位选通。单片机连续快速地切换位选通,使得每个数码管在短时间内轮流点亮,利用人眼的视觉暂留效应,达到看似同时显示的效果。这种方法大大减少了I/O端口的使用,降低了功耗,适合于大规模的数码管显示应用。
理解和掌握数码管的内部连接方式和驱动技术是电子工程师必备的基础知识,这对于设计和实现各种电子设备的显示系统至关重要。无论是共阴还是共阳,静态还是动态,选择合适的驱动方案能有效平衡显示质量和资源利用率。