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數(shù)碼管也稱LED數(shù)碼管,不同行業(yè)人士對(duì)數(shù)碼管的稱呼不一樣,其實(shí)都是同樣的產(chǎn)品。
數(shù)碼管按段數(shù)可分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管,八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)發(fā)光二極管單元,也就是多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)(DP)這個(gè)小數(shù)點(diǎn)可以更精確的表示數(shù)碼管想要顯示的內(nèi)容;按能顯示多少個(gè)(8)可分為1位、2位、3位、4位、5位、6位、7位等數(shù)碼管。
按發(fā)光二極管單元連接方式可分為共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起形成公共陽(yáng)極(COM)的數(shù)碼管,共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到+5V,當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí),相應(yīng)字段就點(diǎn)亮,當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí),相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管,共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到地線GND上,當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí),相應(yīng)字段就點(diǎn)亮,當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí),相應(yīng)字段就不亮。
概述
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)字,因此根據(jù)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)。
靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)
靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的I/O端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng),或者使用如BCD碼二-十進(jìn)制譯碼器譯碼進(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端口多,如驅(qū)動(dòng)5個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要5×8=40根I/O端口來(lái)驅(qū)動(dòng),要知道一個(gè)89S51單片機(jī)可用的I/O端口才32個(gè),實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng),增加了硬件電路的復(fù)雜性。
動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)
數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(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,但究竟是哪個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形,取決于單片機(jī)對(duì)位選通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。通過(guò)分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的的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1~2ms,由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(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夠快,給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù),不會(huì)有閃爍感,動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的,能夠節(jié)省大量的I/O端口,而且功耗更低。
數(shù)碼管是顯示屏其中一類(lèi), 通過(guò)對(duì)其不同的管腳輸入相對(duì)的電流,會(huì)使其發(fā)亮,從而顯示出數(shù)字能夠顯示 時(shí)間、日期、溫度等所有可用數(shù)字表示的參數(shù)。
由于它的價(jià)格便宜 使用簡(jiǎn)單 在電器特別是家電領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛,空調(diào)、熱水器、冰箱等等。絕大多數(shù)熱水器用的都是數(shù)碼管,其他家電也用液晶屏與熒光屏。
恒流驅(qū)動(dòng)與非恒流驅(qū)動(dòng)對(duì)數(shù)碼管的影響主要有:
顯示效果
由于發(fā)光二極管基本上屬于電流敏感器件,其正向壓降的分散性很大, 并且還與溫度有關(guān),為了保證數(shù)碼管具有良好的亮度均勻度,就需要使其具有恒定的工作電流,且不能受溫度及其它因素的影響。另外,當(dāng)溫度變化時(shí)驅(qū)動(dòng)芯片還要能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電流 的大小以實(shí)現(xiàn)色差平衡溫度補(bǔ)償。
安全性
即使是短時(shí)間的電流過(guò)載也可能對(duì)發(fā)光管造成永久性的損壞,采用恒流驅(qū)動(dòng)電路后可防止 由于電流故障所引起的數(shù)碼管的大面積損壞。
另外,我們所采用的超大規(guī)模集成電路還具有級(jí)聯(lián)延時(shí)開(kāi)關(guān)特性,可防止反向尖峰電壓對(duì)發(fā)光二極管的損害。
超大規(guī)模集成電路還具有熱保護(hù)功能,當(dāng)任何一片的溫度超過(guò)一定值時(shí)可自動(dòng)關(guān)斷,并且可在控制室內(nèi)看到故障顯示。
關(guān)于亮度一致性的問(wèn)題是一個(gè)行業(yè)內(nèi)的常見(jiàn)問(wèn)題。
影響一致性主要有兩個(gè)大的因素。
一是使用原材料芯片的選取,一是使用數(shù)碼管時(shí)采取的控制方式。
1、原材料--芯片的VF和亮度和波長(zhǎng)是一個(gè)正態(tài)分布,
即使篩選過(guò)芯片,VF和亮度和波長(zhǎng)已在一個(gè)很小的范圍了,生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品還是在一個(gè)范圍內(nèi),結(jié)果就是亮度不一致。
2、要保證數(shù)碼管亮度一樣,在控制方式選取上也有差別
最好的辦法是恒流控制,流過(guò)每一個(gè)發(fā)光二極管的電流都是相同的,這樣發(fā)光二極管看起來(lái)亮度就是一樣的了。如恒壓控制,則導(dǎo)致VF不相同的發(fā)光二極管分到的電流不相同,所以亮度也不同。
當(dāng)然以上二個(gè)條件是相輔相成的。
怎樣測(cè)量數(shù)碼管引腳,分共陰和共陽(yáng)?
找公共共陰和公共共陽(yáng):首先,我們找個(gè)電源(3到5伏)和1個(gè)1K(幾百歐的也行)的電阻,VCC串接個(gè)電阻后和GND接在任意2個(gè)腳上,組合有很多,但總有一個(gè)LED會(huì)發(fā)光的,找到一個(gè)就夠了,然后GND不動(dòng),VCC(串電阻)逐個(gè)碰剩下的腳,如果有多個(gè)LED(一般是8個(gè)),那它就是共陰的了。相反用VCC不動(dòng),GND逐個(gè)碰剩下的腳,如果有多個(gè)LED(一般是8個(gè)),那它就是共陽(yáng)的。也可以直接用數(shù)字萬(wàn)用表,紅表筆是電源的正極,黑表筆是電源的負(fù)極。