数码管有几种显示方式?
数码管显示技术主要分为静态与动态两种模式。静态显示模式下,不论有多少位数码管,它们会同时点亮。
在单片机系统中,每个数码管都需要配备一个锁存器,以便于切换显示。
静态显示时,所有数码管的位选线(公共端)会并联,而段选线(各笔段引线)则各自独立。
静态显示的优势在于无闪烁、亮度高且软件控制简单,但缺点是硬件电路复杂,每个数码管都需要一个锁存器,这在某些竞赛场合会带来不便。
同时,所有数码管同时点亮导致电流需求大,电源要求随数码管数量增加而提高,因此在多数电路设计中较少使用静态显示。
动态显示模式下,任何时刻只有一个数码管点亮,它们会轮流显示。
动态显示时,位选线独立,段选线并联。
显示数字或字符时,所有数码管会依次点亮,这就要求每个数码管的点亮周期足够长,以避免因响应时间(发光体从通电到完全点亮所需时间)不同导致显示不全或闪烁。
通常,数码管的刷新周期应控制在5 ms至1 0ms,即刷新率2 00Hz至1 00Hz,以确保显示完整且无闪烁。
动态显示的优点是硬件电路简单,尤其当数码管数量较多时,电流消耗小,但缺点是亮度不如静态显示高,且低刷新率会导致闪烁。
如果直接将数码管与单片机连接,软件控制也会比较复杂。
在使用数码管时,驱动电流是需要优先考虑的问题。
类似LED,数码管的每个发光段都需要串联限流电阻。
以共阳极数码管为例,限流电阻值越大,电流越小,亮度越低;反之,电阻值越小,电流越大,亮度越高。
限流电阻应串联在每段线上,而非公共端,否则不同数字显示时亮度会不一致。
在动态显示中,由于段选线并联且数码管不会同时点亮,只需在段选线引出端串联限流电阻。
静态显示驱动电路相对简单,与单片机连接方便,如使用7 4 LS1 6 4 等串行转并行芯片作为驱动,只需与单片机串行接口相连。
动态显示时,若直接连接数码管,虽然硬件简单,但优势不明显,除非使用专用数码管显示驱动芯片,如8 2 7 9 、MAX7 2 1 9 、HD7 2 7 9 、CH4 5 1 等。
这些芯片通常采用动态扫描方式,能驱动8 个数码管,且控制简单。
以8 2 7 9 为例,它是Intel公司早期的可编程键盘、显示接口芯片,集成了键盘处理和自动显示功能,内部含6 4 ByteRAM,支持6 4 个按键或传感器,能自动消抖并具有双键锁定保护。
8 2 7 9 与单片机通过三总线(数据、地址、控制总线)连接,使用时还需配合驱动器,因价格较高,现在应用较少。