在電子技術(shù)學(xué)習(xí)或者電子產(chǎn)品開發(fā)中，經(jīng)常會用到發(fā)光二極管和數(shù)碼管。發(fā)光二極管，即LED燈，其實數(shù)碼管里面的每一段也是一個發(fā)光二極管，下面以數(shù)碼管為例介紹一下驅(qū)動原理。
數(shù)碼管一般是顯示一個8字的形狀，總共需要7段，再加上一個小圓點，所以單個數(shù)碼管總共是8段，其管腳封裝圖如下所示：
科普：LED數(shù)碼管的驅(qū)動原理介紹
數(shù)碼管內(nèi)部其實相當(dāng)于有8個發(fā)光二極管，而且二極管的其中一端是連接在一起由一個引腳控制，叫做公共端。通常我們稱一個數(shù)碼管的公共端為COM口，非公共端的為SEG口。根據(jù)COM口是二極管的陽極還是陰極分為共陽極數(shù)碼管或者共陰極數(shù)碼管。
共陽極數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖如下：
科普：LED數(shù)碼管的驅(qū)動原理介紹
共陰極數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖如下：
科普：LED數(shù)碼管的驅(qū)動原理介紹
實際上電子產(chǎn)品中一般不止用到一個數(shù)碼管，通常有2個、4個、8個甚至更多數(shù)碼管共同組成顯示的數(shù)字，如下圖所示：
科普：LED數(shù)碼管的驅(qū)動原理介紹
此時，每個數(shù)碼管對應(yīng)的SEG口會連接在一起，如下圖所示：
科普：LED數(shù)碼管的驅(qū)動原理介紹
之所以使用這些把LED口連接在一起的結(jié)構(gòu)是因為這樣做可以減少驅(qū)動數(shù)碼管所需要的IO口。那么既然這么多端口連接在一起，又是如何控制讓每一個數(shù)碼管可以獨(dú)立地顯示不同的數(shù)據(jù)呢？
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其實，在驅(qū)動多位數(shù)碼管的時候是采用動態(tài)掃描的方式。比如要驅(qū)動4位數(shù)碼管，總共有4個COM口，這4個COM口并不是同時使能，而是輪流使能。我們知道要使二極管點亮，那么必須給二極管的陽極加上正向電壓，陰極接地。COM口輪流使能使得同一時刻，只有一位數(shù)碼管被點亮，不同COM口使能時對應(yīng)設(shè)置SEG口的電平組合，就可以達(dá)到每個數(shù)碼管顯示不同數(shù)字的效果。下面是驅(qū)動共陽極數(shù)碼管時COM口的電平示意圖：
科普：LED數(shù)碼管的驅(qū)動原理介紹
上圖中COM口為高電平時，相當(dāng)于選中該數(shù)碼管，此時把要點亮的二極管的SEG口設(shè)置成低電平，不需要點亮的二極管的SEG口設(shè)置成高電平。
既然每一位數(shù)碼管是輪流點亮的，為什么我們看上去4個數(shù)碼管是一直亮的呢？
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其實這時利用了人眼的視覺殘留效果，簡單的說，就是雖然4個數(shù)碼管是輪流點亮的，但是因為每一位數(shù)碼管熄滅的時間很短，只有幾個毫秒，人眼看不出來它有熄滅的狀態(tài)，所以看上去是一直亮著的。當(dāng)然，如果你控制讓它掃描的頻率變慢，人眼就會感覺到閃爍的效果，甚至可以看到每一位數(shù)碼管點亮、熄滅的過程。
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