七段数码管显示原理研究

Posted 2022-01-07 luffy5459

    在51单片机学习过程中，相对基础的一个实验就是利用七段数码管依次显示数字0-9。很多时候，我们按照要求，搭建了电路，编写了对应的显示控制程序，最后运行，可能对于七段数码管显示数字的原理并没有进行深入的研究。今天结合自己的理解，给出七段数码管显示的原理。

     七段数码管，本身利用发光二极管的原理，组成一个'8'的形状，这个'8'正好是七段组成，所以一般称为七段数码管。

     组成这个7段数码管的每个部分又分为a,b,c,d,e,f,g部分，分别对应如下所示：

    七段数码管的连接方式，根据现实布线的方式，可以组成共阳数码管和共阴数码管，所谓共阳，就是数码管的一极全部接电源，而二极管根据发光原理，只能是正极接电源，负极接地，所以数码管一级全部接电源的情况，称为共阳数码管，如下所示：

 

     在proteus元器件库中，共阳数码管名称是：7SEG-COM-AN-[COLOR] 

     共阴数码管，就是公共一极全部接地，如下所示：

     在proteus元器件库中，共阳数码管名称是：7SEG-COM-CAT-[COLOR] 

    上面的两个图形，可能看不出问题所在，主要区别在于电路图中的电源和接地图标不同：

     电源vcc：

     接地vss： 

    在实际编程中，基本采用一种类型数码管显示即可，默认都是选择共阴数码管，也就是我们需要让开发板输出电压为高电平，点亮对应的数码管。

    在上面的字母对应的七段数码管中，要显示0-9，需要的电平如下所示：

a	b	c	d	e	f	g	字形	所需字母数码段
1	1	1	1	1	1	0	0	abcdef
0	1	1	0	0	0	0	1	bc
1	1	0	1	1	0	1	2	abdeg
1	1	1	1	0	0	1	3	abcdg
0	1	1	0	0	1	1	4	bcfg
1	0	1	1	0	1	1	5	acdfg
1	0	1	1	1	1	1	6	acdefg
1	1	1	0	0	0	0	7	abc
1	1	1	1	1	1	1	8	abcdefg
1	1	1	1	0	1	1	9	abcdfg

    光这个表，看不出要怎么设置引脚的电平高低，但是我们可以通过代码中的值来反推这个表，一般我们的代码中可能有这样一个表示显示数字的数组：

unsigned char led[] = 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f; 

    这一组数据，其实对应上面共阴数码管表，可以这么理解，把数码管的g,f,e,d,c,b,a七个段，外加一个0位，正好组成八位二进制，其中0对应0x3f，就是0011 1111，正好对应上面表格中的按照顺序1111 110反过来的表示。1对应0x06，也就是0000 0110，同样对应上面表格0110 000反过来的表示。后面都是类似的规律。显示数字8，全部点亮，也就是1111 111，反过来二进制表示就是0111 1111，正好对应十六进制0x7f。

    理解了这些规律，再反过来理解数码管的显示，其实就不难了。

    以上是对七段数码管显示数字0-9的研究，其实数码管还可以显示很多其他字母，至少大写的E,F,L都是可以模拟显示的，规律也一样，点亮七段数码光的某一些段，就可以显示对应的字形，其实并不是真正的显示某一个字形，而是用了拼凑形状让二极管发光的办法。