數(shù)碼管，只要是電子開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)工程師，都需要理解或使用這些組件來(lái)滿足電子產(chǎn)品的數(shù)字、特定字符、或字符標(biāo)記的一部分，是實(shí)現(xiàn)機(jī)器與人的信息交互的重要方法。

所以了解透徹這個(gè)器件，對(duì)于后期開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)過(guò)程有很大的幫助。

數(shù)碼管，其實(shí)是將LED發(fā)光二極管，封裝到封閉結(jié)構(gòu)當(dāng)中，由導(dǎo)光窗口組成一段段的電子器件。

在正常通電情況下，想要組成字符或數(shù)字,只需要對(duì)應(yīng)的段點(diǎn)亮即可。

數(shù)碼管字段

如上圖所示，一位數(shù)碼管有8個(gè)LED組成，分別是A-B-C-D-E-F-G-DP,八個(gè)段,每一個(gè)段都有一個(gè)引腳控制亮滅，我們叫段選，

而公共端則可以控制一位數(shù)碼管的亮滅，我們俗稱(chēng)位選，說(shuō)到這里，我們這就是需要說(shuō)到數(shù)碼管的極性，數(shù)碼管有兩種極性：共陰極與共陽(yáng)極。

共陰極則是led的負(fù)極 連接在一起做為位選引腳，，正極作為段選引腳

共陽(yáng)極則是LED的正極連接在一起做為位選引腳，負(fù)極作為段選引腳，如下圖所示

共陰極與共陽(yáng)極

根據(jù)電氣特性，共陰極數(shù)碼管，公共端接地，共陽(yáng)極數(shù)碼管，公共端接VCC，

在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)初期，選型數(shù)碼管器件時(shí)，需要哪些確定參數(shù)

第一:需要確定數(shù)碼管的極性，確定使用共陰極和共陽(yáng)極還是共陽(yáng)極。因?yàn)椴煌臉O性，硬件電路設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)不一樣。

第二，數(shù)碼管發(fā)光顏色，與顯示位數(shù)。數(shù)碼管參數(shù)里面有一項(xiàng)光波長(zhǎng)，這項(xiàng)參數(shù)也是發(fā)光顏色的參數(shù)，通常不同發(fā)光波長(zhǎng)決定顏色狀態(tài)；同時(shí)不同顏色的數(shù)碼管，正向?qū)妷阂膊灰粯?，常?jiàn)的紅色導(dǎo)通電壓低，約1.7V左右，藍(lán)色導(dǎo)通電壓高，大概參考3V左右.

第三 數(shù)碼管的尺寸封裝，常見(jiàn)數(shù)碼管尺寸規(guī)格為 0.36寸，0.56寸等其他尺寸，,這項(xiàng)決定了在PCB設(shè)計(jì)中的封裝和引腳。

第四 工作電流，在電流參數(shù)上,數(shù)碼管一般是插件器件，建議工作電流10mA即可.電流不要過(guò)大，否則會(huì)燒壞器件。 數(shù)碼管工作時(shí)候，最好在恒壓恒流的工作狀態(tài)，確保數(shù)碼管顯示亮度穩(wěn)定

其實(shí)正規(guī)的數(shù)碼管廠家，在采購(gòu)它的產(chǎn)品的時(shí)候，會(huì)提供對(duì)應(yīng)的datasheet規(guī)格書(shū)，

關(guān)于數(shù)碼管工作參考電壓，工作電流，亮度，外形封裝尺寸，引腳定義以及光的波長(zhǎng)都會(huì)有一個(gè)詳細(xì)描述。而工程師開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，此文件是數(shù)碼管部分最重要的參考資料

接下來(lái)我們就怎么應(yīng)用這個(gè)電子器件呢？

我們以共陽(yáng)極4位數(shù)碼管為例，講解下硬件應(yīng)用與軟件編程思路, 如下圖所示

共陽(yáng)極應(yīng)用電路

在上圖中，因?yàn)槭枪碴?yáng)極，位選需要接VCC，但考慮到單片機(jī)IO口驅(qū)動(dòng)電流不夠，又因?yàn)楣碴?yáng)極，所以使用NPN三極管驅(qū)動(dòng)位選，使用1K排阻是限流電阻，位選引腳，單片機(jī)只需要對(duì)應(yīng)IO輸出高電平即使能對(duì)應(yīng)位選，低電平失能對(duì)應(yīng)位選；

如果是共陰極數(shù)碼管，則是位選直接接單片機(jī)，即可，段選使用上來(lái)電阻接VCC。

按上圖中，在段選IO口，根據(jù)實(shí)際情況，也可以添加100歐的限流電阻，其保護(hù)單片機(jī)IO口的作用。

軟件編程思路

因每個(gè)品牌的數(shù)碼管組成段選的順序不一樣，不一定是按照A-B-C-D-E-F-G-DP進(jìn)行排序，再加上單片機(jī)IO口的順序不一定剛好按照P0---P7，所以在單片機(jī)程序編寫(xiě)時(shí)，首先需要進(jìn)行編碼規(guī)則的設(shè)定。

所以作為軟件開(kāi)發(fā)人員，拿到硬件工程師提供的原理圖后，你需要確定編碼規(guī)則。

假如你需要數(shù)碼管顯示0-9， A-F總共16個(gè)數(shù)，

則定義一個(gè)數(shù)組SEG[16],作為編碼表，SEG[0]~SEG[9]代表0-9數(shù)字。

SEG[10]代表”A”

SEG[11]代表”b”

依次.......

SEG[15]代表”F”

假如現(xiàn)在需要讓數(shù)碼管顯示1，則先將編碼表數(shù)據(jù)付給段選IO口, 再講位選IO對(duì)應(yīng)位輸出高電平即可。

接下來(lái)說(shuō)點(diǎn)實(shí)際遇到的問(wèn)題，比如如果你買(mǎi)回來(lái)的數(shù)碼管，沒(méi)有規(guī)格書(shū)，不知道引腳對(duì)應(yīng)哪個(gè)段了，怎么辦呢？

這里有一個(gè)簡(jiǎn)單可行的方法,先用用萬(wàn)用表去量，將萬(wàn)用表調(diào)節(jié)到【二極管圖標(biāo)】檔位

試著去短接數(shù)碼管任意其中的兩只腳輪著試，當(dāng)其中兩個(gè)腳的接通時(shí)，數(shù)碼管有某一段被點(diǎn)亮，則其中一個(gè)引腳是位選，另一個(gè)腳是段選，這種方式，先找到公共端引腳，再在分別確定A-B-C-D-E-F-G-DP,八個(gè)段,這個(gè)方法真實(shí)有效，不過(guò)在較大尺寸封裝的數(shù)碼管，因工作電流需求較大，而萬(wàn)用表提供電流不夠，用這種方法，是行不通，可以使用數(shù)字可調(diào)電源，調(diào)節(jié)到3.3v, 在正極串聯(lián)一個(gè)插件電阻，按照上面萬(wàn)用表的方法進(jìn)行連接兩個(gè)不同引腳，進(jìn)行確認(rèn)引腳之間的電氣關(guān)系.注意此種方法有燒數(shù)碼管的風(fēng)險(xiǎn),

筆者作為一個(gè)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)人員，也經(jīng)常需要維修電路板，之前有在維修到過(guò)數(shù)碼管損壞問(wèn)題，但因?yàn)檫^(guò)孔太小，很容易將過(guò)孔焊盤(pán)拆脫落，導(dǎo)致PCBA報(bào)廢

, 所以在進(jìn)行維修數(shù)碼管時(shí)候，建議使用熱風(fēng)槍?zhuān)瑢?duì)損壞的數(shù)碼管腳焊盤(pán)的一邊加熱，當(dāng)溫度達(dá)到一定程度，用鑷子輕輕撬起損壞的數(shù)碼管即可

當(dāng)取出損壞數(shù)碼管后，此時(shí)PCBA溫度會(huì)較高，建議此時(shí)不要移動(dòng)PCBA，尤其是有貼片元件的PCBA，等到冷卻下來(lái)后，再進(jìn)行換新，并檢查其他器件是否有脫落

第二點(diǎn)，在設(shè)計(jì)數(shù)碼管的PCB封裝時(shí)，焊盤(pán)要盡量大一點(diǎn)，方便拆卸

注意，長(zhǎng)時(shí)間放置的數(shù)碼管，因?yàn)榭諝庵械难跖c水分，引腳很容易氧化，這個(gè)時(shí)候焊接，很容易虛焊假焊，為了保證品質(zhì)，請(qǐng)務(wù)必保證倉(cāng)庫(kù)物料做到防潮防水，先進(jìn)先出先用原則，減少不良問(wèn)題的發(fā)生

筆者作為一個(gè)從業(yè)多年的開(kāi)發(fā)工程師，盡自己能力，詳細(xì)從數(shù)碼管的原理，參數(shù)，到硬件應(yīng)用，軟件開(kāi)發(fā)編碼，再到維修進(jìn)行了連貫的講解,希望能夠?qū)τ行枰呐笥哑鸬揭欢ǖ膸椭?/p>

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