数码管的结构

数码管也称LED数码管，是由七个发光二极管封装在一起组成“8”字形的器件，加上小数点就是8个二极管，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔画，公共电极。这些段分别由字母a，b，c，d，e，f，g，dp来表示，其中dp表示小数点。

2.1　1位数码管的结构

数码管的外形如图1.17所示，它有七个发光二极管显示七段，颜色有红，绿，蓝，黄等几种，一个发光二极管显示小数点。

图1.17　数码管的外形

按发光二极管单元连接方式可分为共阳极数码管和共阴极数码管。如图1.18（a）所示为共阴极7段数码管的内部结构原理图，它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一般应将公共极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。如图1.18（b）所示为共阳极7段数码管的内部结构原理图，它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一般应将公共极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，当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。

如图1.18（c）所示为数码管的引脚排布图，数码管共有10个管脚，7个管脚控制数码管发光，1个管脚控制小数点发光，2个管脚接电源或地。不需要小数点发光时，5脚悬空。当数码管为共阳极数码管时，3，8脚接电源，当数码管为共阴极数码管时，3，8脚接地。

图1.18　数码管的内部结构和引脚图

2.2　2位数码管

按能显示多少个“8”可分为1位、2位、3位、4位、5位、6位、7位等数码管。3位、4位、5位、6位、7位等数码管的内部结构及显示原理和两位数码管的内部结构及显示原理相同，所以为了方便，选择两位数码管进行讲解。如图1.19所示为两位数码管的外形图，如图1.20所示为两位数码管的内部结构图和引脚图。

图1.19　两位数码管的外形

图1.20　两位数码管的内部结构和引脚排布

它是将所有数码管的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增加位选通DIG1、DIG2控制电路。位选通各自独立控制，当输出字形码时，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，取决于位选通DIG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DIG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管的余晖效应，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，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。