数码管的显示方式.pdfVIP

数码管的显示方式有两种：静态显示和动态显示。

1．静态显示方式。所谓静态显示就是指无论是多少位数码管，同时处于显示状态。

如图2.19所示。

图2.194个共阳极数数码管静态显示时的连接方式与显示状态

当单片机系统中使用静态数码管显示时，需要在每一个数码管上添加一个锁存器，

当需要某个数码管显示其他内容时，只需要修改与其相连的锁存器的值即可。

由图2.19中可以看出，当数码管处于静态显示方式时，所有位选线（数码管的公

共端）连接在一起，而各个数码管的段选线（数码管上各笔段的引出线）是相互

分离的。

静态显示的优点是：数码管显示无闪烁，亮度高，软件控制比较容易；缺点是：

需要的硬件电路较多（每一个数码管都需要一个锁存器），如果在全国大学生电

子设计竞赛中使用，将造成很大的不便，同时由于所有数码管都处于被点亮状态，

所以需要的电流很大，当数码管的数量增多时，对电源的要求也就随之增高。所

以，在大部分的硬件电路设计中，很少采用静态显示方式。

2．动态显示方式。所谓动态显示，是指无论在任何时刻只有一个数码管处于显示

状态，每个数码管轮流显示。如图2.20所示。

图2.204个共阴极数码管动态显示时的连接方式与显示状态

由图2.20中可以看出，当数码管处于动态显示时，所有位选线分离，而每个数码

管的各条段选线相连。当需要显示数字或字符时，需要将所有数码管轮流点亮，

这时对每个数码管的点亮周期有了一个较严格的要求：由于发光体从通入电流开

始点亮到完全发光需要一定的时间，叫做响应时间，这个时间对于不同的发光材

质是不同的，通常情况下为几百微秒，所以数码管的刷新周期（所有数码管被轮

流点亮一次的时间）不要过短，这也与数码管的数量有关，一般的数码管的刷新

周期应控制在5ms~10ms，即刷新率为200Hz~100Hz，这样既保证了数码管每一

次刷新都被完全点亮，同时又不会产生闪烁现象。

动态显示的优点是：硬件电路简单（数码管越多，这个优势越明显），由于每个

时刻只有一个数码管被点亮，所以所有数码管消耗的电流较小；缺点是：数码管

亮度不如静态显示时的亮度高，例如有8个数码管，以1秒为单位，每个数码管

点亮的时间只有1/8秒，所以亮度较低；如果刷新率较低，会出现闪烁现象；如

果数码管直接与单片机连接，软件控制上会比较麻烦等。

在应用数码管进行显示时，首先需要考虑的问题就是驱动电流，与发光二极管相

同，数码管的发光段也需要串联限流电阻，以共阳极数码管为例，串联的限流电

阻阻值越大，电流越小，亮度越低；电阻值越小，电流越大，亮度越高。在使用

限流电阻时需要在每一个段线上都串联限流电阻，而不要在公共端上串联电阻，

如果只在公共端上串联一个限流电阻，则在显示不同的数字时，将会造成数码管

亮度的不同。如图2.21所示。

图2.21限流电阻的连接方式

由于在动态显示时，每个数码管的段选线是对应连接在一起的，同时由于数码管

不存在同时点亮状态，所以之需要在段选线的引出端上串联限流电阻即可，如图

2.20所示。

1．静态显示驱动电路。

数码管的静态显示虽然硬件电路较多，但与单片机之间的连接比较简单，例如可

以使用串行转并行芯片74LS164作为数码管的驱动，74LS164之需要与单片机的

串行接口相连接即可，如图2.22所示。

图2.22应用74LS164实现数码管的静态显示电路图

2．在动态显示时，如果将数码管直接与单片机连接，除了硬件电路简单外，似乎

并没有太多的优点。但是当我们选用专用的数码管显示驱动芯片时，其优点就显

现出来了。目前常见的数码管显示芯片有8279、MAX7219、HD7279、CH451等。

这些芯片的主要特点是：数码管的显示全都采用动态扫描的方式，都可以连接8

个数码管，控制方式都比较简单。现面对这几个芯片进行简单的介绍。

8279为Intel公司生产的较早期的产品，是可编程的键盘、显示接口芯片。它既

具有按键处理功能，又具有自动显示功能，在单片机系统中应用很广泛。8279内

部有键盘FIFO（先进先出堆栈）/传感器，双重功能的8×8=64ByteRAM，键盘控

制部分可控制8×8=64个按键或8×8阵列方式的传感器。该芯片能自动消抖并具

有双键锁定保护功能。显示RAM容量为16×8，即显示器最大配置可达16位LED

数码显示（有关键盘部分内容将在2.4节中详细介绍）。8279与单片