LED数码管(LED Segment Displays)是由8个发光二极管构成,并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:公共端为阴极,加阳极数码管点亮。即当真值为1时,数码管点亮;真值为0时,数码管不亮。
- 共阳极:公共端为阳极,加阴极数码管点亮。即当真值为0时,数码管点亮;真值为1时,数码管不亮。
在51单片机关于数码管的实验电路中,采用的硬件是一个八位八段共阴极数码管,通过两个锁存器74HC573来控制。数码管电路的原理图如下图所示。
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。
1.静态驱动方式
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。
2.动态驱动方式
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。
共阴极真值表:
共阳极真值表: