數碼管

數碼管

半導體發光器件
數碼管是一種半導體發光器件,其基本單元是發光二極管。數碼管實際上是由七個發光管組成8字形構成的,加上小數點就是8個。這些段分别由字a,b,c,d,e,f,g,dp來表示。當數碼管特定的段加上電壓後,這些特定的段就會發亮,以形成我們眼睛看到的2個8數碼管字樣了。
    中文名:數碼管 外文名:LED 用途: 别 稱:晶美、光電 分 類:七段數碼管和八段數碼管 基本單元:發光二極管 本 質:半導體發光器件

簡介

數碼管是一種半導體發光器件,其基本單元是發光二極管。數碼管按段數分為七段數碼管和八段數碼管,八段數碼管比七段數碼管多一個發光二極管單元(多一個小數點顯示);按能顯示多少個“8”可分為1位、2位、4位等等數碼管;

按發光二極管單元連接方式分為共陽極數碼管和共陰極數碼管。

共陽數碼管的正端接正電源,負端通過一個限流電阻接P口,這時不用接上拉電阻,隻要這個限流電阻取合适就可以了。共陽數碼管亮時電流就是從電源正→共陽數碼管→限流電阻→P口,P口為低電位;共陽數碼管滅時沒有電流流過,P口為高電位或高阻狀态。

共陰數碼管負端接地,正端直接P口,這時候要接上拉電阻,這個上拉電阻是提供數碼管發光用的。共陰數碼管亮時電流是從電源正→上拉電阻→數碼管→地。這時上拉電阻也是限流用,P口為高電位或高阻狀态;共陰數碼管暗的時候電流是從電源正→上拉電阻→P口,這時數碼管無電流流過,P口為低電位,限流電阻上流過電流全部從P口流入。

數碼管要正常顯示

驅動電路來驅動數碼管的各個段碼,從而顯示出我們要的數字,因此根據數碼管的驅動方式的不同,可以分為靜态式和動态式兩類。

①靜态顯示驅動:靜态驅動也稱直流驅動。靜态驅動是指每個數碼管的每一個段碼都由一個單片機的I/O端口進行驅動,或者使用如BCD碼二-十進制譯碼器譯碼進行驅動。

靜态驅動的優點是編程簡單,顯示亮度高,缺點是占用I/O端口多,如驅動5個數碼管靜态顯示則需要5×8=40根I/O端口來驅動,要知道一個89S51單片機可用的I/O端口才32個呢:),實際應用時必須增加譯碼驅動器進行驅動,增加了硬件電路的複雜性。

②動态顯示驅動:數碼管動态顯示接口是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一,動态驅動是将所有數碼管的8個顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端連在一起,

另外為每個數碼管的公共極COM增加位選通控制電路,位選通由各自獨立的I/O線控制,當單片機輸出字形碼時,所有數碼管都接收到相同的字形碼,但究竟是那個數碼管會顯示出字形,取決于單片機對位選通COM端電路的控制,所以我們隻要将需要顯示的數碼管的選通控制打開,該位就顯示出字形,沒有選通的數碼管就不會亮。

通過分時輪流控制各個數碼管的的COM端,就使各個數碼管輪流受控顯示,這就是動态驅動。在輪流顯示過程中,每位數碼管的點亮時間為1~2ms,由于人的視覺暫留現象及發光二極管的餘輝效應,盡管實際上各位數碼管并非同時點亮,但隻要掃描的速度足夠快,給人的印象就是一組穩定的顯示數據,不會有閃爍感,動态顯示的效果和靜态顯示是一樣的,能夠節省大量的I/O端口,而且功耗更低。

主要參數

8字高度

8字上沿與下沿的距離。比外型高度小。通常用英寸來表示。範圍一般為0.25-20英寸。

長*寬*高

長——數碼管正放時,水平方向的長度;寬——數碼管正放時,垂直方向上的長度;高——數碼管的厚度。

時鐘點

四位數碼管中,第二位8與第三位8字中間的二個點。一般用于顯示時鐘中的秒。

電流與電壓

電流

靜态時,推薦使用10-15mA;動态時,16/1動态掃描時,平均電流為4-5mA,峰值電流50-60mA。

電壓

查引腳排布圖,看一下每段的芯片數量是多少?當紅色與黃綠色時,使用1.9V乘以每段的芯片串聯的個數;當綠色/藍色時,使用3.1V乘以每段的芯片串聯的個數。

應用範圍

數碼管是顯示屏其中一類,通過對其不同的管腳輸入相對的電流,會使其發亮,從而顯示出數字能夠顯示時間、日期、溫度等所有可用數字表示的參數。

由于它的價格便宜使用簡單在電器特别是家電領域應用極為廣泛,空調、熱水器、冰箱等等。絕大多數熱水器用的都是數碼管,其他家電也用液晶屏與熒光屏。

顯示效果

由于發光二極管基本上屬于電流敏感器件,其正向壓降的分散性很大,并且還與溫度有關,為了保證數碼管具有良好的亮度均勻度,就需要使其具有恒定的工作電流,且不能受溫度及其它因素的影響。

另外,當溫度變化時驅動芯片還要能夠自動調節輸出電流的大小以實現色差平衡溫度補償。安全性即使是短時間的電流過載也可能對發光管造成永久性的損壞,采用恒流驅動電路後可防止由于電流故障所引起的數碼管的大面積損壞。

另外,我們所采用的超大規模集成電路還具有級聯延時開關特性,可防止反向尖峰電壓對發光二極管的損害。超大規模集成電路還具有熱保護功能,當任何一片的溫度超過一定值時可自動關斷,并且可在控制室内看到故障顯示。

關于亮度一緻性的問題是一個行業内的常見問題。影響一緻性主要有兩個大的因素。一是使用原材料芯片的選取,一是使用數碼管時采取的控制方式。

1、原材料--芯片的VF和亮度和波長是一個正态分布,即使篩選過芯片,VF和亮度和波長已在一個很小的範圍了,生産出來的産品還是在一個範圍内,結果就是亮度不一緻。

2、要保證數碼管亮度一樣,在控制方式選取上也有差别最好的辦法是恒流控制,流過每一個發光二極管的電流都是相同的,這樣發光二極管看起來亮度就是一樣的了。如恒壓控制,則導緻VF不相同的發光二極管分到的電流不相同,所以亮度也不同。 當然以上二個條件是相輔相成的。

怎樣測量數碼管引腳,分共陰和共陽?

找公共共陰和公共共陽:首先,我們找個電源(3到5伏)和1個1K(幾百歐的也行)的電阻,VCC串接個電阻後和GND接在任意2個腳上,組合有很多,但總有一個LED會發光的,找到一個就夠了,然後GND不動,VCC(串電阻)逐個碰剩下的腳,如果有多個LED(一般是8個),那它就是共陰的了。

相反用VCC不動,GND逐個碰剩下的腳,如果有多個LED(一般是8個),那它就是共陽的。也可以直接用數字萬用表,紅表筆是電源的正極,黑表筆是電源的負極。

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