知识准备：数码管的编码和显示方式

为完成本章相关实验，读者应具备以下相关知识。

1.数码管的结构及原理

LED数码管显示器内部由7个条形发光二极管和1个小圆点发光二极管组成，每个发光二极管称为一个字段，它的控制原理和发光二极管的控制原理是相同的。根据各管的接线形式，可以将数码管分为共阳极数码管和共阴极数码管两种，如图2.2.1所示。共阳极数码管就是将发光二极管的阳极都接在一个公共点上，共阴极数码管则是将发光二极管的阴极都接在一个公共点上。给LED数码管的8个发光二极管加不同的电平，二极管显示不同亮灭的组合就可以形成不同的字形，这种组合称之为字形码。

图2.2.1　LED数码管

2.数码管段码对照表

为了显示数字或字符，必须对数字或字符进行编码。我们平时所看到的0～9这样的数字是通过控制不同的LED段的亮灭来显示出这些字形的。如要让共阴极数码管显示数字“8”，只需让abcdefg（段选）除g段所接I/O口输出0，其余各段输出1，让公共端所接I/O口输出0即可。共阳极数码管的点亮方式则与之相反。数码管段码对照表如表2.2.1所示。鉴于篇幅限制，本书后面的实验中，如没有特别说明，均指共阴极数码管。

注意：以上为8段，8段最高位dp为小数点段。表中为小数点不点亮段码。(www.xing528.com)

表2.2.1　数码管段码对照表

3.数码管的显示方式

数码管有两种显示方式，分别为静态显示方式和动态显示方式。

静态显示是指每个数码管的每一个段码都由单片机的1位I/O口进行驱动，当送入一次字形码后，显示字形可一直保持，直到送入新字形码为止。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O口资源较多，如要4个数码管静态显示则需要4×8=32位I/O口用作段选驱动，以及4个位选I/O口用作位选驱动，共计36位，已经超过40引脚DIP封装的51单片机提供的I/O口数量了。

在实际的单片机系统中，往往需要多位“同时”显示不同的字符。此时为了节约单片机I/O口资源，就可采用改变线路连接的方式实现动态显示。动态显示的特点是将所有数码管对应的段选线并联在一起（如a段与a段并联、b段与b段并联），由位选线控制是哪一位数码管有效。利用人眼的视觉暂留现象实现分时扫描点亮数码管，即轮流向各位数码管送出字形码和相应的位选，利用发光管的余晖和人眼视觉暂留作用，使人感觉好像各位数码管同时都在显示。

在编程时，需要输出段选和位选信号，位选信号选中其中一个数码管（显示），然后输出段码，使该数码管显示所需要的内容，延时一段时间后，再选中另一个数码管，再输出对应的段码，高速交替。例如需要显示数字“12”时，先输出位选信号，选中第一个数码管，输出1的段码，延时一段时间后选中第二个数码管，输出2的段码。把上面的流程以一定的速度循环执行就可以显示出“12”，由于交替的速度非常快，人眼看到的就是连续的“12”。

在动态显示程序中，各个位的延时时间长短是非常重要的，如果延时时间过长，则会出现闪烁现象；如果延时时间太短，则会显示暗且有重影。