LED數(shù)碼管的顯示方式和驅(qū)動方式

一、引言

LED數(shù)碼管，作為現(xiàn)代電子顯示技術(shù)中的重要組成部分，以其高亮度、長壽命和低功耗等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種數(shù)字顯示設(shè)備中。本文將詳細(xì)闡述LED數(shù)碼管的顯示原理，包括其構(gòu)造、工作原理、顯示方式以及驅(qū)動方式等方面，以期為讀者提供全面而深入的理解。

二、LED數(shù)碼管的基本構(gòu)造

LED數(shù)碼管是由多個(gè)發(fā)光二極管（LED）按一定規(guī)律排列組成的數(shù)字顯示器件。它通常由7個(gè)LED段（a、b、c、d、e、f、g）和一個(gè)小數(shù)點(diǎn)段（dp）組成，每個(gè)LED段代表數(shù)字或字符的一個(gè)部分。這些LED段通常由共陰極或共陽極的方式連接，以便通過控制電流來實(shí)現(xiàn)亮滅。

三、LED數(shù)碼管的工作原理

LED數(shù)碼管的工作原理基于LED的發(fā)光特性。當(dāng)電流通過LED時(shí)，電子與空穴在半導(dǎo)體材料中復(fù)合，釋放出能量，產(chǎn)生可見光。在LED數(shù)碼管中，每個(gè)LED段都有兩個(gè)導(dǎo)線，即陽極和陰極。通過給陽極端加正向電壓，將陰極端接地（共陰極）或接高電平（共陽極），就可以使LED導(dǎo)通，電流流過LED段，使其發(fā)出光。通過控制不同LED段的亮滅，就可以顯示出不同的數(shù)字或字符。

四、LED數(shù)碼管的顯示方式

LED數(shù)碼管的顯示方式主要分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種。

靜態(tài)顯示

靜態(tài)顯示是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的I/O端口進(jìn)行驅(qū)動，或者使用如BCD碼二-十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動。在這種方式下，每個(gè)數(shù)碼管都保持常亮狀態(tài)，因此亮度較高，但缺點(diǎn)是占用I/O端口較多，增加了硬件電路的復(fù)雜性。

動態(tài)顯示

動態(tài)顯示是將所有數(shù)碼管的同名段碼（如a、b、c等）連在一起，由同一個(gè)I/O端口驅(qū)動，而公共端COM則由不同的I/O線控制。在這種方式下，每個(gè)數(shù)碼管不是同時(shí)點(diǎn)亮，而是分時(shí)輪流顯示。通過快速掃描和輪流顯示，雖然每個(gè)數(shù)碼管實(shí)際上是分時(shí)顯示的，但由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象及LED的余輝效應(yīng)，人眼看到的仍是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，沒有閃爍感。動態(tài)顯示能夠節(jié)省大量的I/O端口，且功耗更低，因此在單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛。

五、LED數(shù)碼管的驅(qū)動方式

根據(jù)驅(qū)動方式的不同，LED數(shù)碼管可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。

靜態(tài)驅(qū)動（直流驅(qū)動）

靜態(tài)驅(qū)動是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的I/O端口直接進(jìn)行驅(qū)動，或者使用如BCD碼二-十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動。這種方式下，數(shù)碼管直接連接到I/O端口，每個(gè)段碼都需要一個(gè)獨(dú)立的I/O端口來控制。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點(diǎn)是編程簡單，顯示亮度高，但缺點(diǎn)是占用I/O端口多，增加了硬件電路的復(fù)雜性。

動態(tài)驅(qū)動

動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的同名段碼連在一起，公共端COM則由不同的I/O線控制。在動態(tài)驅(qū)動方式下，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，通過單片機(jī)對公共端COM端電路的控制，只需要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。通過分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的公共端COM，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。動態(tài)驅(qū)動能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。

六、總結(jié)

LED數(shù)碼管作為一種重要的數(shù)字顯示器件，在現(xiàn)代電子顯示技術(shù)中發(fā)揮著重要作用。通過對其構(gòu)造、工作原理、顯示方式以及驅(qū)動方式的詳細(xì)闡述，我們可以更加深入地理解LED數(shù)碼管的顯示原理。在實(shí)際應(yīng)用中，我們可以根據(jù)具體需求選擇合適的顯示方式和驅(qū)動方式，以實(shí)現(xiàn)最佳的顯示效果和性能。