在電子技術(shù)學(xué)習(xí)或者電子產(chǎn)品開發(fā)中，經(jīng)常會(huì)用到發(fā)光二極管和數(shù)碼管。發(fā)光二極管，即LED燈，其實(shí)數(shù)碼管里面的每一段也是一個(gè)發(fā)光二極管，下面以數(shù)碼管為例介紹一下驅(qū)動(dòng)原理。

數(shù)碼管一般是顯示一個(gè)8字的形狀，總共需要7段，再加上一個(gè)小圓點(diǎn)，所以單個(gè)數(shù)碼管總共是8段，其管腳封裝圖如下所示：

科普：LED數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)原理介紹

數(shù)碼管內(nèi)部其實(shí)相當(dāng)于有8個(gè)發(fā)光二極管，而且二極管的其中一端是連接在一起由一個(gè)引腳控制，叫做公共端。通常我們稱一個(gè)數(shù)碼管的公共端為COM口，非公共端的為SEG口。根據(jù)COM口是二極管的陽(yáng)極還是陰極分為共陽(yáng)極數(shù)碼管或者共陰極數(shù)碼管。

共陽(yáng)極數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖如下：

科普：LED數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)原理介紹

共陰極數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖如下：

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實(shí)際上電子產(chǎn)品中一般不止用到一個(gè)數(shù)碼管，通常有2個(gè)、4個(gè)、8個(gè)甚至更多數(shù)碼管共同組成顯示的數(shù)字，如下圖所示：

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此時(shí)，每個(gè)數(shù)碼管對(duì)應(yīng)的SEG口會(huì)連接在一起，如下圖所示：

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之所以使用這些把LED口連接在一起的結(jié)構(gòu)是因?yàn)檫@樣做可以減少驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管所需要的IO口。那么既然這么多端口連接在一起，又是如何控制讓每一個(gè)數(shù)碼管可以獨(dú)立地顯示不同的數(shù)據(jù)呢？

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其實(shí)，在驅(qū)動(dòng)多位數(shù)碼管的時(shí)候是采用動(dòng)態(tài)掃描的方式。比如要驅(qū)動(dòng)4位數(shù)碼管，總共有4個(gè)COM口，這4個(gè)COM口并不是同時(shí)使能，而是輪流使能。我們知道要使二極管點(diǎn)亮，那么必須給二極管的陽(yáng)極加上正向電壓，陰極接地。COM口輪流使能使得同一時(shí)刻，只有一位數(shù)碼管被點(diǎn)亮，不同COM口使能時(shí)對(duì)應(yīng)設(shè)置SEG口的電平組合，就可以達(dá)到每個(gè)數(shù)碼管顯示不同數(shù)字的效果。下面是驅(qū)動(dòng)共陽(yáng)極數(shù)碼管時(shí)COM口的電平示意圖：

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上圖中COM口為高電平時(shí)，相當(dāng)于選中該數(shù)碼管，此時(shí)把要點(diǎn)亮的二極管的SEG口設(shè)置成低電平，不需要點(diǎn)亮的二極管的SEG口設(shè)置成高電平。

既然每一位數(shù)碼管是輪流點(diǎn)亮的，為什么我們看上去4個(gè)數(shù)碼管是一直亮的呢？

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其實(shí)這時(shí)利用了人眼的視覺殘留效果，簡(jiǎn)單的說，就是雖然4個(gè)數(shù)碼管是輪流點(diǎn)亮的，但是因?yàn)槊恳晃粩?shù)碼管熄滅的時(shí)間很短，只有幾個(gè)毫秒，人眼看不出來它有熄滅的狀態(tài)，所以看上去是一直亮著的。當(dāng)然，如果你控制讓它掃描的頻率變慢，人眼就會(huì)感覺到閃爍的效果，甚至可以看到每一位數(shù)碼管點(diǎn)亮、熄滅的過程。