數碼管的一種是半導體發光器件，數碼管的工作原理是通過單片機的I/O端口進行驅動數碼管的各個段碼，點亮不同的段碼從而形成字符顯示出我們要的數字。

數碼管是一類價格便宜、使用簡單，通過對其不同的管腳輸入相對的電流，使其發亮，從而顯示出數字能夠顯示時間、日期、溫度等所有可用數字表示的參數的器件。在電器特別是家電領域應用極為廣泛，如顯示屏、空調、熱水器、冰箱等等。絕大多數熱水器用的都是數碼管，其他家電也用液晶屏與熒光屏。

數碼管也稱LED數碼管，不同行業人士對數碼管的稱呼不一樣，其實都是同樣的產品。數碼管按段數可分為七段數碼管和八段數碼管，八段數碼管比七段數碼管多一個發光二極管單元，也就是多一個小數點(DP)這個小數點可以更精確的表示數碼管想要顯示的內容;按能顯示多少個(8)可分為1位、2位、3位、4位、5位、6位、7位等數碼管。

常用的LED顯示器有LED狀態顯示器(俗稱發光二極管)、LED七段顯示器(俗稱數碼管)和LED十六段顯示器。發光二極管可顯示兩種狀態，用于系統狀態顯示;數碼管用于數字顯示十六段顯示器用于字符顯示。

數碼管結構

數碼管由8個發光二極管(以下簡稱字段)構成，通過不同的組合可用來顯示數字0~9、字符A~F、H、L、P、R、U、Y、符號“-”及小數點“。”。

數碼管的外形結構如下圖所示。數碼管又分為共陰極和共陽極兩種結構。

數碼管的工作原理

共陽極數碼管的8個發光二極管的陽極(二極管正端)連接在一起。通常，公共陽極接高電平(一般接電源)，其它管腳接段驅動電路輸出端。當某段驅動電路的輸出端為低電平時，則該端所連接的字段導通并點亮。根據發光字段的不同組合可顯示出各種數字或字符。此時，要求段驅動電路能吸收額定的段導通電流，還需根據外接電源及額定段導通電流來確定相應的限流電阻。

共陰極數碼管的8個發光二極管的陰極(二極管負端)連接在一起。通常，公共陰極接低電平(一般接地)，其它管腳接段驅動電路輸出端。當某段驅動電路的輸出端為高電平時，則該端所連接的字段導通并點亮，根據發光字段的不同組合可顯示出各種數字或字符。此時，要求段驅動電路能提供額定的段導通電流，還需根據外接電源及額定段導通電流來確定相應的限流電阻。

數碼管驅動方式

直流驅動是指每個數碼管的每一個段碼都由一個單片機的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。優點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O端口多。

動態顯示驅動是將所有數碼管通過分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。將所有數碼管的8個顯示筆劃“a，b，c，d，e，f，g，dp”的同名端連在一起，另外為每個數碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的I/O線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數碼管會顯示出字形，取決于單片機對位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數碼管就不會亮。

數碼管字形編碼

要使數碼管顯示出相應的數字或字符，必須使段數據口輸出相應的字形編碼。對照圖1(a)，字型碼各位定義為：數據線D0與a字段對應，D1與b字段對應……，依此類推。如使用共陽極數碼管，數據為0表示對應字段亮，數據為1表示對應字段暗;如使用共陰極數碼管，數據為0表示對應字段暗，數據為1表示對應字段亮。如要顯示“0”，共陽極數碼管的字型編碼應為：11000000B(即C0H);共陰極數碼管的字型編碼應為：00111111B(即3FH)。依此類推。

靜態顯示接口

靜態顯示是指數碼管顯示某一字符時，相應的發光二極管恒定導通或恒定截止。這種顯示方式的各位數碼管相互獨立，公共端恒定接地(共陰極)或接正電源(共陽極)。每個數碼管的8個字段分別與一個8位I/O口地址相連，I/O口只要有段碼輸出，相應字符即顯示出來，并保持不變，直到I/O口輸出新的段碼。采用靜態顯示方式，較小的電流即可獲得較高的亮度，且占用CPU時間少，編程簡單，顯示便于監測和控制，但其占用的口線多，硬件電路復雜，成本高，只適合于顯示位數較少的場合。

動態顯示接口

動態顯示是一位一位地輪流點亮各位數碼管，這種逐位點亮顯示器的方式稱為位掃描。通常，各位數碼管的段選線相應并聯在一起，由一個8位的I/O口控制;各位的位選線(公共陰極或陽極)由另外的I/O口線控制。動態方式顯示時，各數碼管分時輪流選通，要使其穩定顯示，必須采用掃描方式，即在某一時刻只選通一位數碼管，并送出相應的段碼，在另一時刻選通另一位數碼管，并送出相應的段碼。依此規律循環，即可使各位數碼管顯示將要顯示的字符。雖然這些字符是在不同的時刻分別顯示，但由于人眼存在視覺暫留效應，只要每位顯示間隔足夠短就可以給人以同時顯示的感覺。

采用動態顯示方式比較節省I/O口，硬件電路也較靜態顯示方式簡單，但其亮度不如靜態顯示方式，而且在顯示位數較多時單片機要依次掃描，占用CPU較多的時間。

常見問題解讀

恒流驅動與非恒流驅動對數碼管的影響主要有：

顯示效果

由于發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，為了保證數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，當溫度變化時驅動芯片還要能夠自動調節輸出電流的大小以實現色差平衡溫度補償。

安全性

即使是短時間的電流過載也可能對發光管造成永久性的損壞，采用恒流驅動電路后可防止由于電流故障所引起的數碼管的大面積損壞。

另外，我們所采用的超大規模集成電路還具有級聯延時開關特性，可防止反向尖峰電壓對發光二極管的損害。超大規模集成電路還具有熱保護功能，當任何一片的溫度超過一定值時可自動關斷，并且可在控制室內看到故障顯示。

關于亮度一致性的問題是一個行業內的常見問題。

影響一致性主要有兩個大的因素。

一是使用原材料芯片的選取，一是使用數碼管時采取的控制方式。

1、原材料--芯片的VF和亮度和波長是一個正態分布，即使篩選過芯片，VF和亮度和波長已在一個很小的范圍了，生產出來的產品還是在一個范圍內，結果就是亮度不一致。

2、要保證數碼管亮度一樣，在控制方式選取上也有差別最好的辦法是恒流控制，流過每一個發光二極管的電流都是相同的，這樣發光二極管看起來亮度就是一樣的了。如恒壓控制，則導致VF不相同的發光二極管分到的電流不相同，所以亮度也不同。

當然以上二個條件是相輔相成的。

怎樣測量數碼管引腳，分共陰和共陽?

找公共共陰和公共共陽：首先，我們找個電源(3到5伏)和1個1K(幾百歐的也行)的電阻，VCC串接個電阻后和GND接在任意2個腳上，組合有很多，但總有一個LED會發光的，找到一個就夠了，然后GND不動，VCC(串電阻)逐個碰剩下的腳，如果有多個LED(一般是8個)，那它就是共陰的了。相反用VCC不動，GND逐個碰剩下的腳，如果有多個LED(一般是8個)，那它就是共陽的。也可以直接用數字萬用表，紅表筆是電源的正極，黑表筆是電源的負極。