1、簡述
LED 數碼管（LED Segment Displays、LED Module）是當今一(yī)種很常見的數字信息顯示器件，在各種數碼産品、家電(diàn)、工(gōng)業數字儀器儀表等領域具有廣泛應用。其通過封藏在固定的塑膠組件裏的多個LED發光二極管的巧妙布局和組合，構成了一(yī)個特定功能的顯示面闆。這些顯示面闆，有些隻能顯示十進制0至9的數字，有些還可以顯示A到Z的26個大(dà)小(xiǎo)寫英文字母，而有些還能顯示特定圖案（如漢字或電(diàn)池的标志(zhì)符号等等）。所以，狹義來講，LED數碼管隻包括七段數碼管、八段數碼管（在七段的基礎上多了一(yī)個小(xiǎo)數點DP或冒号符：）、米字型數碼管；而廣義來講，LED數碼管還包括條形數碼管、各種段碼型LED顯示模組（面闆）。下(xià)圖（1）展示了當前市面上各種常見的LED數碼管。
2、結構及工(gōng)作原理
如下(xià)圖（2）所示，這是一(yī)個常見數碼管的結構示意圖，從圖上可知(zhī)，LED數碼管一(yī)般由四部分(fēn)組成： 顯示面闆（薄膜片，一(yī)般顔色用黑色或灰白(bái)色；有些不用薄膜片，而是直接塗印在上面）、LED燈芯、PCB（固定引腳和LED燈芯用）、金屬引腳（貼片型，不用）。其中(zhōng)，多個LED發光二極管（分(fēn)别跟字母a、b、c、d、e、f、g、h對應）通過在PCB上的巧妙布局，形成了一(yī)個8字形的數字，且每個可顯示的筆段由一(yī)個LED發光二極管對應。這樣，通過外(wài)露出的引腳來控制每個LED發光二極管的亮或滅，就可以顯示出特定的數字信息： 0、1、2、3、4、5、6、7、8，還有小(xiǎo)數點h。圖（3）是對應的内部硬件連線情況。
3、分(fēn)類
3-1、按顯示位數分(fēn)類
按能顯示多少個“8”，可分(fēn)爲一(yī)位、兩位、三位、四位或N位LED數碼管。例如，四位數碼管，表示一(yī)個這樣的顯示組件（顯示屏）可以顯示四個“8”字。見下(xià)圖所示：
3-2、按内部連接方式分(fēn)類
爲減少接口的引腳數量，LED數碼管在内部通過共陰或共陽的方式把多個引腳連接在一(yī)起組成一(yī)個單引腳，簡稱：公共電(diàn)極(COM)。一(yī)般分(fēn)有：共陽型和共陰型，見下(xià)圖：
3-3、按數碼管的高度分(fēn)類
這種是按LED數碼管的字體(tǐ)高度來命名的，比如說：0.36英寸一(yī)位數碼管，0.36英寸就代表字體(tǐ)的高度，如果用厘米來換算即爲9.1mm高度。常見的LED數碼管有這幾種高度： 0.28英寸、0.3英寸、0.32英寸、0.36英寸、0.39英寸、0.4英寸、0.5英、0.56英寸、0.8英寸、1.0英寸、1.2英寸、1.5英寸、1.8英寸等等。列如，下(xià)圖是一(yī)個0.4英寸的LED數碼管，這裏它的8字形字體(tǐ)高度是10.16mm ，即0.4英寸：
3-4、按數碼管的發光顔色分(fēn)類
這種分(fēn)類是按LED數碼管組件可以發光的顔色進行分(fēn)類，一(yī)般有固定單色（如：紅色、白(bái)色、黃綠色、翠綠色、橙色等等）和雙色（支持2種顔色）、及全彩（RGB三基色）。通過使用不同顔色的LED燈，就實現不同的發光顔色。例如，下(xià)面兩個LED數碼管分(fēn)别是單色、雙色型。
3-5、按數碼管的封裝分(fēn)類
可分(fēn)爲貼片型和插件型。
4、優缺點
相比LCD/TFT液晶和OLED等顯示器件，LED數碼管的主要特點和優點有：
（1）主動發射型，因此具有亮度高、視角寬，室外(wài)應用也可清晰可辨。
（2）發光響應時間快！
（3）能在低電(diàn)壓、小(xiǎo)電(diàn)流條件下(xià)驅動發光，能與CMOS、ITL電(diàn)路兼容。
（4）體(tǐ)積小(xiǎo)，重量輕，抗沖擊性能好。
（5）壽命長，使用壽命在5萬小(xiǎo)時以上，成本較低。
而它的缺點是：
（1）厚度高，體(tǐ)積較大(dà)、重。
（2）耗電(diàn)大(dà)。
（3）能顯示信息的内容少。
5、驅動方式
LED數碼管要正常顯示，就要用驅動電(diàn)路來驅動數碼管的各個段碼，從而顯示出我(wǒ)(wǒ)們要的數字，因此根據LED數碼管的驅動方式的不同，可以分(fēn)爲靜态式和動态式兩類。
5-1、靜态顯示
靜态驅動也稱直流驅動。靜态驅動是指每個數碼管的每一(yī)個段碼都由一(yī)個主控芯片（如單片機）的I/O端口進行驅動，或者使用如BCD碼二-十進制譯碼器譯碼進行驅動。靜态驅動的優點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O端口多，如驅動8個數碼管靜态顯示則需要8×8=64根I/O端口來驅動! 一(yī)般的單片機或ARM是沒有這麽多IO可用的，實際應用時必須增加譯碼驅動器進行驅動，增加了硬件電(diàn)路的複雜(zá)性。下(xià)圖是一(yī)個靜态驅動範例：
5-2、動态顯示
LED數碼管動态顯示接口是單片機中(zhōng)應用最爲廣泛的一(yī)種顯示方式之一(yī)，動态驅動是将所有數碼管的8個顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端連在一(yī)起，另外(wài)爲每個數碼管的公共極COM增加位選通控制電(diàn)路，位選通由各自獨立的I/O線控制，當單片機輸出字形碼時，單片機對位選通COM端電(diàn)路的控制，所以我(wǒ)(wǒ)們隻要将需要顯示的數碼管的選通控制打開(kāi)，該位就顯示出字形，沒有選通的數碼管就不會亮。通過分(fēn)時輪流控制各個數碼管的的COM端，就使各個數碼管輪流受控顯示，這就是動态驅動。在輪流顯示過程中(zhōng)，每位數碼管的點亮時間爲1～2ms，由于人的視覺暫留現象及發光二極管的餘輝效應，盡管實際上各位數碼管并非同時點亮，但隻要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一(yī)組穩定的顯示數據，不會有閃爍感，動态顯示的效果和靜态顯示是一(yī)樣的，能夠節省大(dà)量的I/O端口，而且功耗更低。下(xià)圖，是一(yī)個LED數碼管在溫度計中(zhōng)的應用，這個電(diàn)路采用了動态驅動的方式，單片機的引腳D0~D6輸出所需要的數字代碼，而引腳D8~D11分(fēn)别控制需要在哪個位置顯示什麽樣的數字代碼。
6、LED 數碼管的選型
A、字體(tǐ)高度或尺寸，如0.4寸、0.56寸、0.8寸等等
B、 數碼管的位數，确定一(yī)個顯示組件，最大(dà)可以顯示的内容。
C、 數碼管的發光顔色（發光的波長），如：單紅，黃，藍(lán)，綠，白(bái)，RGB七彩等等；
D、數碼管的亮度，普通亮度或高亮等。
E、數碼管的工(gōng)作電(diàn)壓和電(diàn)流。
F、表面絲印（面闆）的顔色，一(yī)般有乳白(bái)、黑色或灰色等等。
G、内部連接方式：共陰或共陽。
H、工(gōng)作壽命。
I、工(gōng)作溫度和濕度。
J、其它性能，如：防水等級，防塵，防紫外(wài)線，耐破裂，耐燃，超強抗沖擊老化等等
7、檢測及使用注意事項
7-1、外(wài)觀上的檢查
LED數碼管外(wài)觀要求顔色均勻、無局部變色及無氣泡等。
7-2、電(diàn)性能上的檢測
對數碼管的檢測，跟檢測LED發光二極管是一(yī)樣的。一(yī)般可用數字萬用表進初步檢測。以下(xià)圖爲例，介紹一(yī)下(xià)檢測方法：
将萬用表的公共表筆（黑表線）固定接觸在LED數碼管的公共陰極上，紅色表筆去(qù)接觸其它筆段的電(diàn)極，如果能點亮某些段碼，則表示這是一(yī)個共陰極的LED數碼管，反之（需把兩根表筆進行對換），是共陽極的LED數碼管。
通過用這種簡單的方法就可檢測出數碼管各個引腳的對應關系(a~g), 以及是否有斷筆(某筆畫不能顯示)，或連筆(即短路、某些筆畫連在一(yī)起)，并且可相對比較出不同的筆畫發光的強弱性能。
7-3、使用注意事項
① 一(yī)般的LED數碼管，每筆畫工(gōng)作電(diàn)流I在5～30mA之間，若電(diàn)流過大(dà)會損壞數碼管，使用前，需确定工(gōng)作電(diàn)壓和電(diàn)流，和加上适當的限流電(diàn)阻！
② LED數碼管對靜電(diàn)有敏感，特别是藍(lán)色、翠綠色、白(bái)色的LED數碼管，應該在作業和運輸時有防靜電(diàn)措施。
③盡量避免機械震動和撞擊。
④ 焊接溫度不能過高（260度左右即可），焊接時間應該在3秒以内完成。
⑤ LED數碼管的表面，有些帶有保護膜，防止在加工(gōng)過程和使用前，顯示屏的表面被劃傷。因此在加工(gōng)完畢，應把保護膜撕下(xià)來，以免影響顯示效果。
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