数码管原理
今天有师弟问我数码管的问题，我想起我刚学单片机的时候，好像也在数码管的地方迷糊了一段时间，就简单写写数码管的原理。
首先，什么是数码管？
百度百科解答：数码管，也称作辉光管，是一种可以显示数字和其他信息的电子设备。玻璃管中包括一个金属丝网制成的阳极和多个阴极。大部分数码管阴极的形状为数字。管中…
看了估计白看，简言之，数码管是一种半导体发光器件，基本单元就是发光二极管，如果不明白发光二极管的话，请学习模电基础。
多个发光二极管，摆放成数字的位置，成为一个基本的数码管单元。
工作原理
一些基本概念如下：
- 位数：根据可显示的数字的位数，显示 4 个数，就叫 4 位数码管。对位数的选择，称为位选。
- 段数：这个数字由几块组成，正常一个数字是 7 段就可以了，加上小数点是 8 段。所以，由几部分组成，就叫几段。对段数的选择称为段选。
- 共阴共阳：按照发光二极管单元连接方式可以分为共阴数码管或者共阳数码管。
下面详细解释一下共阴共阳：
首先阳极表示高电平，阴级表示低电平。
共阳数码管表示将数码管中所有的发光二极管的阳极接到一起，形成的数码管。共阳数码管在使用时，将公共阳极接到+5V时，其余的，对应片段的阴极引脚接在低电平(GND)时，对应的片段就会亮。阴极引脚接高电平时，相应片段不亮。
共阴则正好相反，将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极，共阴数码管在使用时，将公共极阴极接到地线(GND)上，当某一片段发光二极管的阳极为高电平时，对应的片段就被点亮。阳极为低电平时，相应片段就不亮。
电气特性
单位数码管
单位数码管(数字只有 1 位)有十个管脚，其中有 8 根，分别对应 a,b,c,d,e,f,g,dp，共 8 个发光二极管。剩余两个引脚 3 和 8 为公共脚。共阳数码管，需要公共脚接在+5V 上，共阴数码管接在 GND 上。
引脚图如下：
实物图如下：
因为是单位数码管，所以不存在位选这个操作，位选，顾名思义是选择位数。单位数码管只有段选。
假定图示为共阴数码管，我们就需要给 COM 接 GND，其余位置，对应字母的引脚接+5V 可以点亮对应的字段（应该很好理解了）
四位数码管
接下来看看多位数码管：
引脚图如下：
实物图如下：
内部结构图如下：
图示为共阳数码管结构图，可见，“12,9,8,6”，四个引脚，分别控制一个单位数码管。其余引脚对应每个数码管的 8 个字段。
比如我想让第三个数码管的点亮起来。那就 8 脚+5V，3 脚 GND 即可。
所以段选位选，一目了然。
驱动方式
静态驱动
静态驱动也称为直流驱动，静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的 I/O 端口进行驱动，或者使用如 BCD 码二-十进制译码器译码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用 I/O 端口多，如驱动 5 个数码管静态显示则需要 5×8=40 根 I/O 端口来驱动，一个 51 单片机肯定是不够用的，实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。
动态显示
数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的 8 个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极 COM 增加位选通控制电路，位选通由各自独立的 I/O 线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是哪个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通 COM 端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的 COM 端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。
在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为 1 ～ 2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的 I/O 端口，而且功耗更低。
如示例中的 4 位数码管就是采用动态显示方式。
亮度和锁存器
一般来说静态驱动的亮度要高于动态驱动的亮度，但不影响使用。实际使用中为了达到更好的效果，会配合锁存器如 74HC573 一起使用，可以记忆先前状态数据直到有新数据覆盖。对做 51 单片机应用开发来说，相对 LCD 液晶，液晶模块编程更方便，样式更多样，但是其缺点亮度不够。这也恰恰是数码管的优势，如果做简单的计数显示，数码管是最好选择。
使用注意事项
数码管的基本组成是发光二极管，因此其可以通过的电流只有几毫安，接 5V 直流电源做测试的时候一定要串上一个几十千欧姆大小的电阻。否则，很容易烧掉，此外用万用表的测电阻档就可将其点亮，足以说明其电流之小。
参考
https://baike.baidu.com/item/数码管/9903965?fr=aladdin
https://blog.csdn.net/childbor/article/details/82856941
放在最后
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