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[科普中国]-七段数码管

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数码管的一种是半导体发光器件,数码管可分为七段数码管和八段数码管,区别在于八段数码管比七段数码管多一个用于显示小数点的发光二极管单元DP(decimal point),其基本单元是发光二极管。

应用领域七段数码管是一类价格便宜 使用简单,通过对其不同的管脚输入相对的电流,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的器件。

在电器特别是家电领域应用极为广泛,如显示屏、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。

构造一般的七段数码管拥有七个发光二极管(三横四纵)用以显示十进制0至9的数字外加小数点,也可以显示英文字母,包括十六进制中的英文 A 至 F(b、d 为小写,其他为大写)。现时大部分的七段数码管会以斜体显示。

除七段数码管外,还有十四及十六划等添加额外斜向笔划的显示器;但由于点阵显示器(英语:Dot-matrix)价格的下跌,这些“多划管”已基本上被后者取代。1

注意事项需要使其具有恒定的工作电流

采用恒流驱动电路后可防止短时间的电流过载可能对发光管造成永久性损坏, 以此避免电流故障所引起的七段数码管的大面积损坏。

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。2

控制七段数码管分为共阳极共阴极,共阳极的七段数码管的正极(或阳极)为八个发光二极管的共有正极,其他接点为独立发光二极管的负极(或阴极),使用者只需把正极接电,不同的负极接地就能控制七段数码管显示不同的数字。共阴极的七段数码管与共阳极的只是接驳方法相反而已。

七段数码管已可以特定的集成电路控制,只要向集成电路输入4-bit的二进制数字讯号就能控制七段数码管显示;市面上更有 8421-BCD 代码直接转为七划管控制电平的 IC,方便配合单片机使用。3

驱动方式直流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。优点是编程简单,显示亮度高,缺点是占用I/O端口多。

动态显示驱动是将所有数码管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。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。

本词条内容贡献者为:

王伟 - 副教授 - 上海交通大学