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本期学习内容

1. LED数码管的结构与工作原理及相关原理图介绍

2. 51单片机的应用：静态数码管显示、动态数码管显示

LED数码管的结构与工作原理

LED数码管(LED Segment Displays)是由8个发光二极管构成。按照一定的图形及排列封转在一起的显示器件。其中7个LED构成7笔字形，1个LED构成小数点(固有时成为八段数码管)LED数码管有两大类，一类是共阴极接法，另一类是共阳极接法，共阴极就是7段的显示字码共用一个电源的负极，是高电平点亮，共阳极就是7段的显示字码共用一个电源的正极，是低电平点亮。只要控制其中各段LED的亮灭即可显示相应的数字、字母或符号。

数码管位数有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等(及数码管的位数)，了解LED的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。图2是共阴和共阳极数码管的内部电路，它们的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。颜色有红，绿，蓝，黄等几种。LED数码管广泛用于仪表，时钟，车站，家电等场合。选用时要注意产品尺寸颜色，功耗，亮度，波长等。

图1 这是一个7段两位带小数点 10引脚的LED数码管：

图2 引脚定义

2位数码管实物图

图3 引脚示意图

每一笔划都是对应一个字母表示， DP是小数点.

要是数码管显示数字，有两个条件：1、是要在VT端(3/8脚)加正电源；2、要使(a,b,c,d,e,f,g,dp)端接低电平或“0”电平。这样才能显示的。

共阳极LED数码管的内部结构原理图图4：

图4 共阳极LED数码管的内部结构原理图

共阴极LED数码管的内部结构原理图：

图5 共阴极LED数码管的内部结构原理图

表1.1 显示数字对应的二进制电平信号

LED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，从而显示出我们要的数位，因此根据LED数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。

静态显示驱动

静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进位转换器进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O口多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×8＝40根I/O口来驱动，要知道一个89S51单片机可用的I/O口才32个呢。故实际应用时必须增加驱动器进行驱动，增加了硬体电路的复杂性。

动态显示驱动

数码管动态显示介面是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"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/O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，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位元选通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。

透过分时轮流控制各个LED数码管的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。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体的余辉效应，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资料，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O口，而且功耗更低。

动态显示接线图

课程内容就讲解到这里

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-供稿人-

信工1801俞正阳

编辑：翁徐杰

审核：刘旺

终审：艾施荣