数码管是一种半导体发光装置，其工作原理是通过单片机的I/O端口驱动数码管的每个段码，点亮不同的段码来显示所需的数码。数码管是一种廉价的电子管，通过将相对电流输入不同的管脚发光，所以所有参数，如时间、日期、温度等，都可以用数码表示。特别是广泛应用于显示器、空调、热水器、冰箱等家用电器领域。大多数热水器使用数码管，其他电器也使用带荧光面板的液晶面板。

又称led数码管。不同行业的人对数码管有不同的看法，但都是同一个产品。数码管按段数可分为七段数码管和八段数码管，比七段数码管多一个LED单元，即多一个小数点(DP)，能更准确地显示数码管想要显示什么，能显示多少(8)，分为1.2.3.4.5.6.7等。

常见的LED显示有LED状态显示(通常称为LED二极管)、LED七段显示(通常称为数码管)和LED十六段显示。发光二极管可以同时显示系统的两种状态，数码管作为数码显示的16段可以同时显示字符。

1.数码管结构

由8个发光二极管(以下简称字段)组成的数码管可以通过不同的组合显示0~9个数字，A~F、H、L、P、R、U、Y、符号和小数点。

数码管的形状结构所示。数码管分为普通阴极和普通阳极。

2.数码管是如何工作的？

连接共阳极数码管的8个发光二极管的阳极(二极管正端)。一般公共阳极连接高电平(通常连接电源)，其他引脚连接驱动电路的输出端。如果驱动电路的输出端处于低电平，连接到该端的磁场将被引导和点亮。不同的数字或字符可以根据发光字段的不同组合显示。此时，阶段驱动电路需要吸收额定阶段的导通电流，并根据外部电源的电流和额定阶段的导通电流确定相应的限流电阻。

共阴极数码管的8个发光二极管的阴极(负端)连接在一起。一般情况下，公共阴极与低电平(通常接地)相连，其他引脚与驱动电路的输出端相连。当驱动电路的输出端处于高电流时，连接到该端的场被打开并点亮，不同的数字或字符可以根据发光场的不同组合显示。此时，分段驱动电路需要额定的分段导通电流，相应的限流电阻应根据外部电源的电流和额定的分段导通电流来确定。

3.数码管驱动

DC驱动是指每个数码管的每个编码都由单片机的I/O口驱动，或者用BCD码2-10进行解码器解码。其优点是编程简单，显示亮度高，缺点是I/O端口占用更多。通过控制COM端各数码管的COM顺序，动态显示驱动分时交替显示。使用8个显示笔画a.b.c.d.e.f.g.dp，在每个数码管的公共极COM中添加位置选择控制电路，位置选择由自己独立的I/O线控制。因此，当单片机输出位置选择代码时，所有数码管都接收相同的位置选择代码，但哪个位置选择代码显示字形取决于单片机对位置选择COM端电路的控制，因此只需打开所需的显示位置选择控制；

4.数码管编码

为了使数码管显示相应的数字或字符，段数据口必须输出相应的字符编码。字型码定义为:数据线D0对应a域，D1对应b域等。例如，当使用共阳极数码管时，数据为0表示相应的字段亮，数据为1表示相应的字段暗；例如，当使用共阴极数码管时，数据为0表示相应的字段暗，数据为1表示相应的字段亮。共阳极数码管的字形代码为11000B(即C0H)，共阴极数码管的字形代码为0111111B(即3FH)。如此等等

静态显示是指数码管在显示某个字符时恒定引导或截止相应的发光二极管。各数码管相互独立，公共端恒定接地(共阴极)或正电源(共阳极)。每个数码管的八个字段分别连接8位I/O端口地址。只要输入输出端口输出段码，就会显示相应的字符，直到输入输出端口输出新段码。

静态显示方电流小，亮度高，CPU时间少，编程简单，监控显示方便，但口线多，硬件电路复杂，成本高，仅适用于显示位数少。

动态显示是一个接一个地点亮每个人的数码管，称为位置扫描。一般而言，数码管段的选线对应并联，由8位I/O端口控制，每位选线(公共阴极或阳极)由另一位I/O端口控制。动态显示时，按时间顺序选择每个数码管。为了稳定显示，必须使用扫描，即在某个时刻只选择一个数码管，并在另一个时刻选择并发送相应的段代码。按照这个规律循环，每个人的数码管都可以显示要显示的字符。虽然这些角色出现的时间不同，但由于人眼的暂留效应，只要时间间隔足够短，人们就能感觉到它们同时出现。动态显示节省了I/O接口，硬件电路比静态电路简单，但亮度不如静态电路。当显示位数高时，单片机依次扫描，占用CPU更多时间。

5.解管常见问题

由于LED基本上属于电流敏感器件，正压降分散度高，与温度有关，为了使数码管具有良好的亮度均匀性，必须具有恒定的工作电流，不受温度等因素的影响。此外，当温度发生变化时，驱动芯片可以自动调整输出电流的大小，实现色差平衡温度补偿。

即使电流过载时间短，也会对发光管造成永久性损坏。恒流驱动电路后，可防止数码管因电流故障而大面积损坏。

此外，我们使用的LLI还具有串级延迟开关特性，以防止反向峰值电压损坏LED。VLSI还具有热保护功能。当任何芯片的温度超过一定值时，它可以自动关闭，并在控制室中看到故障显示。

光度一致性

影响一致性的因素主要有两个：一是使用原材料芯片，二是使用数码控制。

VF.圆形VF.亮度.波长呈正态分布。即使过滤后的晶圆VF和波长很小，产品仍在一个范围内，导致亮度不一致。

确保数码管亮度相同的控制方法也不同。恒流控制是最好的方法。每个电流通过每个LED的电流相同，因此LED的亮度看起来相同。例如，恒压控制，不同VF的LED分为不同的电流，因此亮度不同。