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数码管
新闻来源:深圳市芯斯美电子有限公司    点击数:3709    更新时间:2012/9/11 16:06:51    收藏此页

数码管是一种半导体发光器件,其基本单元是发光二极管
产品分类  数码管按段数分为七段数码管和八段数码管,八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元(多一个小数点显示);按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管;



  按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管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。共阴数码管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。



结构


  led数码管(LED Segment Displays)是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件,引线已在内部连接完成,只需引出它们的各个笔划,公共电极。led数码管常用段数一般为7段有的另加一个小数点,还有一种是类似于3位“+1”型。位数有半位,1,2,3,4,5,6,8,10位等等....,led数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类,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。下面将介绍常用LED数码管内部引脚图片



  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



  每一笔划都是对应一个字母表示 DP是小数点.


  LED数码管引脚定义

LED数码管引脚定义



  10引脚的LED数码管

10引脚的LED数码管




驱动方式


概述


  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字,因此根据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端口进行驱动,或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单,显示亮度高,缺点是占用I/O端口多,如驱动5个数码管静态显示则需要5×8=40根I/O端口来驱动,要知道一个89S51单片机可用的I/O端口才32个呢:),实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动,增加了硬件电路的复杂性。


动态显示驱动


  数码管动态显示接口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。通过分时轮流控制各个数码管的的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管的余辉效应,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。



编辑本段主要参数


8字高度


  8字上沿与下沿的距离。比外型高度小。通常用英寸来表示。范围一般为0.25-20英寸。


长*宽*高


  长——数码管正放时,水平方向的长度;宽——数码管正放时,垂直方向上的长度;高——数码管的厚度。


时钟点


  四位数码管中,第二位8与第三位8字中间的二个点。一般用于显示时钟中的秒。



电流与电压


电流


  静态时,推荐使用10-15mA;动态时,16/1动态扫描时,平均电流为4-5mA,峰值电流50-60mA。


电压


  查引脚排布图,看一下每段的芯片数量是多少?当红色与黄绿色时,使用1.9V乘以每段的芯片串联的个数;当绿色/蓝色时,使用3.1V乘以每段的芯片串联的个数。



应用范围


  数码管是一类显示屏 通过对其不同的管脚输入相对的电流,会使其发亮,从而显示出数字能够显示 时间、日期、温度等所有可用数字表示的参数。



  由于它的价格便宜 使用简单 在电器 特别是家电领域应用极为广泛,空调、热水器、冰箱等等。绝大多数热水器用的都是数码管,其他家电也用液晶屏与荧光屏。



常见问题


  恒流驱动与非恒流驱动对数码管的影响


1、显示效果:


  由于发光二极管基本上属于电流敏感器件,其正向压降的分散性很大, 并且还与温度有关,为了保证数码管具有良好的亮度均匀度,就需要使其具有恒定的工作电流,且不能受温度及其它因素的影响。另外,当温度变化时驱动芯片还要能够自动调节输出电流 的大小以实现色差平衡温度补偿。


2、安全性:


  即使是短时间的电流过载也可能对发光管造成永久性的损坏,采用恒流驱动电路后可防止 由于电流故障所引起的数码管的大面积损坏。



  另外,我们所采用的超大规模集成电路还具有级联延时开关特性,可防止反向尖峰电压对发光二极管的损害。



  超大规模集成电路还具有热保护功能,当任何一片的温度超过一定值时可自动关断,并且可在控制室内看到故障显示。



常见问题


  关于亮度一致性的问题是一个行业内的常见问题。



  有二个大的因素影响到亮度一致性。



  一是使用原材料芯片的选取,一是使用数码管时采取的控制方式。



  1、原材料--芯片的VF和亮度和波长是一个正态分布,



  即使筛选过芯片,VF和亮度和波长已在一个很小的范围了,生产出来的产品还是在一个范围内,结果就是亮度不一致。



  2、要保证数码管亮度一样,在控制方式选取上也有差别



  最好的办法是恒流控制,流过每一个发光二极管电流都是相同的,这样发光二极管看起来亮度就是一样的了。如恒压控制,则导致VF不相同的发光二极管分到的电流不相同,所以亮度也不同。



  当然以上二个条件是相辅相成的。



  怎样测量数码管引脚,分共阴和共阳?



  找公共共阴和公共共阳:首先,我们找个电源(3到5伏)和1个1K(几百欧的也行)的电阻,VCC串接个电阻后和GND接在任意2个脚上,组合有很多,但总有一个LED会发光的,找到一个就够了,然后GND不动,VCC(串电阻)逐个碰剩下的脚,如果有多个LED(一般是8个),那它就是共阴的了。相反用VCC不动,GND逐个碰剩下的脚,如果有多个LED(一般是8个),那它就是共阳的。也可以直接用数字万用表,红表笔是电源的正极,黑表笔是电源的负极。


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