单片机零基础入门（8-1）学会单片机数码管，这篇文章就够了，一文吃透数码管---数码管如何定义引脚？数码管如何驱动？驱动方式有哪些？单片机中的译码器和缓冲器又是什么？数码管段码表

不念不忘少年蓝@ 2023-01-23 11:58 1123阅读 0赞

### 单片机零基础入门（8-1）学会单片机数码管，这篇文章就够了，一文吃透数码管---数码管如何定义引脚？数码管如何驱动？驱动方式有哪些？单片机中的译码器和缓冲器又是什么？ ###

*  一、回顾
 *  二、本章知识点
 *   *  1、什么是数码管？
     *  2、数码管引脚的定义？
     *   *  （1）数码管的形状：
         *  （2）数码管的引脚定义：
 *  三、数码管的连接方式：
 *   *  1、什么是共阴极，什么是共阳极？
     *  2、四位一体的数码管：
     *   *  （1）四位一体数码管的形状：
 *  四、如何驱动数码管？
 *   *  1、数码管的驱动方式有哪些？
     *  2、数码管如何驱动？
 *  四、数码管的驱动核心：
 *   *  1、什么是138译码器？
     *  2、74LS138译码器的原理图：
     *  3、双向数据缓冲器？
 *  五、数码管段码：
 *   *  1、笔段：
     *  2、笔段赋值原理：
     *  3、数码管段码表
 *  六、数码管小项目的实现：

# 一、回顾 #

上篇文章，我写了：[单片机零基础入门（7）：解决独立按键抖动的问题][7]，单片机零基础入门（8-1）学会单片机数码管，这篇文章就够了，一文吃透数码管—数码管如何定义引脚？数码管如何驱动？驱动方式有哪些？单片机中的译码器和缓冲器又是什么？。  
为什么要写（8-1），因为还有（8-2），（8-3）等，后面的文章写用数码管实现的小项目。

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声明：本文为原创内容，转载需声明来源，地址。  
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# 二、本章知识点 #

## 1、什么是数码管？ ##

百度百科如下：（截取部分）

> 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。数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字。

可以这样理解：数码管是一种简单、廉价的显示器，是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件。  
生活中常见的数码管，例如：红绿灯。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ0MDk0NDE1_size_16_color_FFFFFF_t_70]

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## 2、数码管引脚的定义？ ##

### （1）数码管的形状： ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ0MDk0NDE1_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

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### （2）数码管的引脚定义： ###

**图1：数码管的笔端**  
![在这里插入图片描述][20210714215030313.png]  
图1为一个数码管的笔端图，笔端分为A、B、C、D、E、F、G、DP 8段，也就是由8个LED组成的，点亮前7段既可点亮一个数字，DP一般用于表示小数点。

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**图2：单个数码管的连接方式**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ0MDk0NDE1_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
图2为一个数码管的连接方式，图2中，上面一个为共阴极连接，下面一个为共阳极连接。  
（PS：上图为个人手工绘制，略丑，勿嫌弃！）

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# 三、数码管的连接方式： #

## 1、什么是共阴极，什么是共阳极？ ##

百度百科：

> 按发光二极管单元连接方式可分为共阳极数码管和共阴极数码管。  
> 1、 共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管，共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。
> 
> --------------------
> 
> 2、共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管，共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。

PS：百度百科解释的很详细了，我上面分段，很清晰，这里我就不再赘述！

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## 2、四位一体的数码管： ##

### （1）四位一体数码管的形状： ###

个人开始刚开始写单片机文章时，说的开发板上的数码管就是下图这种，两个四位一体的数码管。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ0MDk0NDE1_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
（PS：上图为个人手工绘制，略丑，勿嫌弃！）

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**（2）四位一体数码管的连接方式：**  
下图为数码管在我单片机开发板中的连接方式，为共阳极连接方式。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ0MDk0NDE1_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
注：**四位一体的数码管在我的单片机开发板中的连接方式是共阳极。**  
图中：上面的COM为公共端，数字 11、7、4、2、1、10、5、3为位选端。

**重点：**  共阳极就是把二极管的正极连接在一起，那么共阴极就是把二极管负极连接在一起；共阳极数码管，要点亮LED就需要输入端信号为低电平，反之共阴极就需要输入高电平信号；

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# 四、如何驱动数码管？ #

## 1、数码管的驱动方式有哪些？ ##

数码管的驱动方式有静态驱动和动态驱动两种，具体的，（PS：这里偷个懒，百度百科扒过来，如下）  
百度百科：

> 数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。  
> 1、静态显示驱动  
> 静态驱动也称直流驱动。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，要知道一个89S51单片机可用的I/O端口才32个，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
> 
> 2、动态显示驱动 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。

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## 2、数码管如何驱动？ ##

数码管的驱动还需要两个芯片，一个是 138译码器，另一个是 双向数据缓冲器。

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# 四、数码管的驱动核心： #

## 1、什么是138译码器？ ##

74LS138又称138译码器。

百度百科：

> 74LS138 为3 线－8线译码器，共有 54LS138和 74LS138 两种线路结构型式。54LS138为军用，74LS138为民用。

## 2、74LS138译码器的原理图： ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ0MDk0NDE1_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]  
注：138译码器，也就是通过3个IO控制8个输出端。  
（1）图中（P22、P23、P24）A、B、C是输入端，Y0、Y1、Y2…Y7为输出端。A为低位，C为高位。  
（2）VCC和GND是电源，VCC为高电平，GND为低电平。  
（3）左下角G1、G2A、G2B为使能端。使能有效工作，无效就不工作。  
G1接上高电平，G2接低电平，译码器才可以工作。个人使用的这个单片机，从原理图中已经看出，G1已经接上VCC，G2接上GND，所以无需管这里。

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138译码器中，ABC按照高低顺序排序，分别为CBA（P24，P23，P22），如果我们三位都分别给一个数字（此时为二进制），转化为十进制后，对应的就是输出端的编号。例如：CBA分别赋值为0，此时：P2\_4 = 0，P2\_3= 0，P2\_2 = 0。得出：Y0。此时Y0低电平有效（为0）。其他输出端无效（为1）。那么：0111 1111

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## 3、双向数据缓冲器？ ##

作用：双向数据缓冲器用来提高单片机的驱动能力的。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ0MDk0NDE1_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]  
**解读：**  
（1）数据缓冲器中，A0与B0，A1与B1，A2与B2…A7与B7是一一对应的关系。  
（2）OE：芯片的使能，如果图中OE接低电平，芯片就工作，接高电平，芯片就不工作。  
（3）DIR（英文名direction），方向。数据发出去还是读回来，就是DIR决定。 如果DIR接高电平，就把左边数据发送到右边去（A0–>B0…）；如果接低电平，则接收右边发回来的数据（B0–>A0…）。

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# 五、数码管段码： #

## 1、笔段： ##

1、一个数码管的驱动，主要就是通过数码管点亮笔段实现，例如：在第3个数码管上显示6。分别点亮笔段：A、C、D、E、F、G既可。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ0MDk0NDE1_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]  
（PS：上图为个人绘制，非专业，略丑！）

**如上图：** 笔段A、C、D、E、F、G为1，其他的为0既可。二进制表示：1011 1110。转化为十六进制赋值：0x7D 。  
**解：** 在**动态数码管模块**中显示，第3个数码管为LED6，LED6在**138译码器**中为Y5。Y5为138译码器中A、B、C的对应二进制值转化后的十进制（此处在第四节中第2小段：74LS138译码器的原理图下的注释中写得很详细）。

**注意：** 数据的高位对端口的高位。

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## 2、笔段赋值原理： ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ0MDk0NDE1_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]  
**注：** 根据数码管笔段赋值，得到P0 = 0x7D。  
**解释：** 根据右边笔段赋值，得到双向数据缓冲器右边的数据为段码赋值的值：1011 1110。再根据双向数据缓冲器的原理，得出右边数据也为1011 1110。最后根据从高位到低位转化，再转化为16进制赋值既可。

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**代码如下：**

//------源代码-------
    #include <REGX52.H>
    
    /* ----需求： 在第3个数目管显示6 */
    
    int main()
    { 
    	/************************************ * 第3个数码管为138译码器中的LED6， * LED6为138译码器中的Y5， * 下面给二进制ABC赋值转为Y5既可。0101 = 5 *************************************/
    	
    	/*Y5赋值*/
    	P2_2=1;
    	P2_3=0;
    	P2_4=1;
    	
    	/******************************* * LED6赋值 * a,b,c,d,e,f,g,dp显示数字6，笔段A、C、 * D、E、F、G为1，其他的为0既可。 * 0100 0001,由高位到低位为：1000 0010=0x82 * 1011 1110 0111 1101=0x7D ********************************/
    	
    	P0 = 0x7D;		//LED6赋值
    
    	return 0;
    }

## 3、数码管段码表 ##

（1）当我们需要表达数码管中的某某数字时，需要对其数码管进行赋值某某。因此，整理出数码管段码表，对其快速赋值，提高工作效率。  
从1到F到空的数码管段码表如下图：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ0MDk0NDE1_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]  
**（2）共阳极数码管段码表：0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e。**

**（3）共阴极数码管段码表：0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71。**

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# 六、数码管小项目的实现： #

1、小项目1：在数码管中实现显示一个数字。  
2、小项目2：在数码管中任意位置显示一个数字----（1）的进阶。  
3、小项目3：动态数码管的小项目实现。

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以上内容，就是咱们本篇文章关于数码管的讲解，**下篇文章，将写第五点小项目。**

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声明：本文为原创内容，转载需声明来源，地址。  
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\-----------------人生在勤，不索何获！-------------

[7]: https://blog.csdn.net/qq_44094415/article/details/118712996
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