单片机中LED数码管的介绍

LED 小灯是一种简单的 LED,只能通过亮和灭来表达简单的信息。而这节课我们要来学习一种能表达更复杂信息的器件——LED 数码管。

先给大家提供一张原理图看一下,如图 5-3 所示。
图 5-3  数码管原理图
图 5-3  数码管原理图

这是比较常见的数码管的原理图,我们板子上一共有 6 个数码管。前边有了 LED 小灯的学习,数码管学习就会轻松的多了。从图 5-3 可以看出来,数码管共有 a、b、c、d、e、f、g、dp 这么 8 个段,而实际上,这 8 个段每一段都是一个 LED 小灯,所以一个数码管就是由 8个 LED 小灯组成的。我们看一下数码管内部结构的示意图,如图 5-4。
图 5-4  数码管结构示意图
图 5-4  数码管结构示意图

数码管分为共阳和共阴两种,共阴数码管就是 8 只 LED 小灯的阴极是连接在一起的,阴极是公共端,由阳极来控制单个小灯的亮灭。同理,共阳数码管就是阳极接在一起,大家可以认真研究下图 5-4。细心的同学会发现,图 5-3 的数码管上边有 2 个 com,这就是我们数码管的公共端。为什么有 2 个呢,一方面是 2 个可以起到对称的效果,刚好是 10 个引脚,另外一个方面,公共端通过的电流较大,我们初中就学过,并联电路电流之和等于总电流,用2 个 com 可以把公共电流平均到 2 个引脚上去,降低单条线路承受的电流。

从我们开发板的电路图上能看出来,我们所用的数码管都是共阳数码管,一共有 6 个,如图 5-5 所示。
图 5-5  KST-51 数码管电路
图 5-5  KST-51 数码管电路

6 个数码管的 com 都是接到了正极上,当然了,和 LED 小灯电路一样,也是由 74HC138控制三极管的导通来控制整个数码管的使能。先来看最右边的 DS1 这个数码管,原理图上可以看出,控制 DS1 的三极管是 Q17,控制 Q17 的引脚是 LEDS0,对应到 74HC138 上边就是U3 的 Y0 输出,如图 5-6 所示。
图 5-6  74HC138 控制图
图 5-6  74HC138 控制图

我们现在的目的是让 LEDS0 这个引脚输出低电平,相信大家现在可以根据前边学过的知识独立把 ADDR0、ADDR1、ADDR2、ADDR3、ENLED 这 4 个所需输入的值写出来了,现在大家不要偷懒,根据 74HC138 的手册去写一下,不需要你记住这些结论,但是遇到就写一次,锻炼过几次后,遇到同类芯片自己就知道如何去解决问题了。

数码管通常是用来显示数字的,我们板子上有 6 个数码管,习惯上称之为 6 位,那控制位选择的就是 74HC138 了。而数码管内部的 8 个 LED 小灯我们称之为数码管的段,那么数码管的段选择(即该段的亮灭)是通过 P0 口控制,经过 74HC245 驱动。