本篇介绍数码管显示器件，通过控制一位共阴极数码管动态显示数字0到9来了解数码管的使用。
1. 数码管介绍
数码管，又称LED数码管，是常见的用来显示数字的电子器件。通常由八段发光二极管封装在一起组成“8”字形状，外加一个小数点。数码管每一段都是一个独立的LED，通过控制相应段LED的亮灭使其组成相应数字形状来显示数字。
数码管的8个LED并联在一起，根据公共管脚的不同，分为共阳极数码管和共阴极数码管两种。其区别就是公共管脚是LED灯的正极还是负极。
数码管内部结构
如上图，数码管8个段分别命名为A,B,C,D,E,F,G,DP，其封装共10个引脚，其中上下方正中间的是公共极，其他引脚分别对应8个LED的另一端。
2. 实验材料
- Uno R3开发板
- 配套USB数据线
- 面包板及配套连接线
- 共阴极数码管
- 1个220Ω限流电阻
数码管显示
那么如何让数码管来显示数字呢？比如显示数字0，我们只需要点亮A,B,C,D,E,F段LED，熄灭G,DP段LED即可。
3. 实验步骤
1. 根据原理图搭建电路。
数码管的A,B,C,D,E,F,G,DP引脚分别接入开发板的数字管脚7，6，5，10，11，8，9，4。数码管公共端接限流电阻，电阻另一端接GND。
实验原理图如下图所示：
实验原理图
实物连接图如下图所示：
实物连接图
2. 新建sketch，拷贝如下代码替换自动生成的代码并进行保存。
/*
NixieTube
控制共阴极数码管显示数字0到9
*/
//设置控制各段的数字IO脚，具体几号引脚对应哪一段，来源为数码管官方引脚图。
int pin_a = 7;
int pin_b = 6;
int pin_c = 5;
int pin_d = 10;
int pin_e = 11;
int pin_f = 8;
int pin_g = 9;
int pin_p = 4;
//根据共阴极数码管段码表定义0~9显示的各段开关状态
int numTable[10][8] = {
//1为点亮，0为关闭
//a b c d e f g dp
{1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0}, //0
{0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0}, //1
{1, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 0}, //2
{1, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 0}, //3
{0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0}, //4
{1, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0}, //5
{1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0}, //6
{1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0}, //7
{1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0}, //8
{1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 0}, //9
};
void setup()
{
for (int i = 4; i <= 11; i++)
{
pinMode(i, OUTPUT); //设置4～11引脚为输出模式
}
}
void loop()
{
for (int i = 0; i < 10; i++)//以此显示数字0到9
{
digitalWrite(pin_a, numTable[i][0]); //设置a 引脚的电平
digitalWrite(pin_b, numTable[i][1]); //设置b 引脚的电平
digitalWrite(pin_c, numTable[i][2]); //设置c 引脚的电平
digitalWrite(pin_d, numTable[i][3]); //设置d 引脚的电平
digitalWrite(pin_e, numTable[i][4]); //设置e 引脚的电平
digitalWrite(pin_f, numTable[i][5]); //设置f 引脚的电平
digitalWrite(pin_g, numTable[i][6]); //设置g 引脚的电平
digitalWrite(pin_p, numTable[i][7]); //设置dp引脚的电平
delay(200);
}
}
3. 连接开发板，设置好对应端口号和开发板类型，进行程序下载。
程序下载
3. 实验现象
数码管循环显示数字0到9。
实验现象
4. 实验分析
程序中定义了一个二位数组用来存储0到9的段码显示。然后在loop中通过for()循环遍历显示0到9，每个数字分别读取对应的段码表来控制相应段LED的亮灭。
根据使用场所和需求的不同，LED被封装成不同类型的数码管，但其基本原理都是相同的，都需要控制每一个LED的亮灭最终拼凑成需要显示的数字、字母甚至是汉字。