LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu)與工作原理

1、LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)與工作原理  LED數(shù)碼管（LED Segment Displays）是由8個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成。按照一定的圖形及排列封轉(zhuǎn)在一起的顯示器件。其中7個(gè)LED構(gòu)成7筆字形，1個(gè)LED構(gòu)成小數(shù)點(diǎn)（固有時(shí)成為八段數(shù)碼管）LED數(shù)碼管有兩大類(lèi)，一類(lèi)是共陰極接法，另一類(lèi)是共陽(yáng)極接法，共陰極就是7段的顯示字碼共用一個(gè)電源的負(fù)極，是高電平點(diǎn)亮，共陽(yáng)極就是7段的顯示字碼共用一個(gè)電源的正極，是低電平點(diǎn)亮。只要控制其中各段LED的亮滅即可顯示相應(yīng)的數(shù)字、字母或符號(hào)。數(shù)碼管位數(shù)有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等（及數(shù)碼管的位數(shù)），了解LED的這些特性，對(duì)編程是很重要的，因?yàn)椴煌?lèi)型

2、的數(shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。圖2是共陰和共陽(yáng)極數(shù)碼管的內(nèi)部電路，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。顏色有紅，綠，藍(lán)，黃等幾種。LED數(shù)碼管廣泛用于儀表，時(shí)鐘，車(chē)站，家電等場(chǎng)合。選用時(shí)要注意產(chǎn)品尺寸顏色，功耗，亮度，波長(zhǎng)等。圖1 這是一個(gè)7段兩位帶小數(shù)點(diǎn) 10引腳的LED數(shù)碼管  圖2 引腳定義  2位數(shù)碼管實(shí)物圖 圖3 引腳示意圖      每一筆劃都是對(duì)應(yīng)一個(gè)字母表示， DP是小數(shù)點(diǎn).  要是數(shù)碼管顯示數(shù)字，有兩個(gè)條件：1、是要在VT端（3/8腳）加正電源

3、；2、要使（a,b,c,d,e,f,g,dp)端接低電平或“0”電平。這樣才能顯示的。 共陽(yáng)極LED數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖圖4：   圖4 共陽(yáng)極LED數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖共陰極LED數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖：   圖5 共陰極LED數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖 表1.1 顯示數(shù)字對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制電平信號(hào) LED數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)位，因此根據(jù)LED數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類(lèi)。A、靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)： 靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱(chēng)直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一

4、個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的I/O口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如BCD碼二-十進(jìn)位轉(zhuǎn)換器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用I/O口多，如驅(qū)動(dòng)5個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要5×840根I/O口來(lái)驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè)89S51單片機(jī)可用的I/O口才32個(gè)呢。故實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬體電路的復(fù)雜性。B、動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)： 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示介面是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp "的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位元選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開(kāi)，該位就顯示出字形，沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。    透過(guò)分時(shí)輪流控制各個(gè)LED數(shù)碼管的COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過(guò)程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為12ms，由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極體的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足