數(shù)碼管電路該怎么設(shè)計(jì)呢？數(shù)碼管怎么配合單片機(jī)進(jìn)行使用呢？

分清楚共陽極和共陰極

如上圖所示的這個(gè)就是共陽極的，也就是在上面的3號(hào)引腳或者8號(hào)引腳輸入高電平，下面的引腳輸入低電平，就可以點(diǎn)亮某一個(gè)管。比如，3號(hào)引腳輸入高電平5V，7號(hào)引腳輸入低電平接GND，那么A管就點(diǎn)亮，可以用同樣的道理點(diǎn)亮其他每一個(gè)管。

那么共陰極的呢，自然就是二極管的方向反過來，如下圖，操作的方法自然也就是反過來的。

數(shù)碼管怎么配合單片機(jī)進(jìn)行使用呢？

如果只有一位數(shù)碼管，而且在單片機(jī)引腳夠用的情況下，我們可以采用直接連接的方式。假如你用的是STM32，3.3V的推挽輸出驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管一般也完全夠用了。那么我們就可以直接把單片機(jī)引腳接到數(shù)碼管引腳上面，通過控制單片機(jī)引腳就可以控制數(shù)碼管，這里沒有學(xué)過單片機(jī)的小伙伴可以先撤退了，了解了單片機(jī)再過來

當(dāng)引腳數(shù)量充足的時(shí)候，當(dāng)然可以像上圖一樣這么做，但是如果引腳不夠怎么辦？

譯碼器

可以使用譯碼器來輔助設(shè)計(jì)，比如在只有一位數(shù)碼管的情況下，為了給單片機(jī)留出更多引腳，我們就可以這么設(shè)計(jì)

這里利用到了一個(gè)3位譯碼8位的譯碼器，不知道譯碼器怎么用的小伙伴可以去復(fù)(yu)習(xí)一下數(shù)電了，這里放上譯碼器的真值表，我們發(fā)現(xiàn)我們通過單片機(jī)的三個(gè)引腳就能控制8位的輸出了

細(xì)心的小伙伴可能發(fā)現(xiàn)問題了，這個(gè)譯碼器是可以做到八位輸出，每次只能輸出一位低電平，怎么樣才能同時(shí)控制數(shù)碼管的八個(gè)段呢？

這里其實(shí)需要解決的問題有兩個(gè)，我們這里先說第一個(gè)

8個(gè)輸出引腳，只能有一個(gè)引腳是低電平，其余是高電平，怎么同時(shí)控制八位？

這里可以用到我們?nèi)搜鄣囊曈X延遲效應(yīng)，既然沒法同時(shí)點(diǎn)亮，那就一個(gè)一個(gè)點(diǎn)亮，時(shí)間足夠短，看起來就和同時(shí)點(diǎn)亮一樣了。

這里就涉及到了第二個(gè)問題了

如果數(shù)碼管是共陽極的，一個(gè)一個(gè)點(diǎn)亮自然沒什么問題，但如果是共陰極呢？

我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，共陰極數(shù)碼管采用這種方式，只能熄滅其中一個(gè)管，沒法做到我們上面說的效果，那么這個(gè)時(shí)候就需要用到非門進(jìn)行電平的反轉(zhuǎn)了。聽起來好像很簡(jiǎn)單，加個(gè)非門就好了，在數(shù)碼管只有一位的情況下確實(shí)是這樣的。

我們上面這種設(shè)計(jì)方法，如果遇到多位數(shù)碼管怎么辦呢？

下面給大家分享一個(gè)案例

案例分享

如上原理圖，采用了一個(gè)38譯碼器（型號(hào)為74HC138D,653），譯碼器的真值表同上文，右邊的數(shù)碼管是個(gè)共陽數(shù)碼管。這個(gè)案例采用的設(shè)計(jì)方法是把數(shù)碼管的段接到了譯碼器上，位選直接接到了單片機(jī)的引腳。

乍一看，這么設(shè)計(jì)好像沒有什么毛病

實(shí)際上在編程的時(shí)候，我們想象一下這個(gè)邏輯，如果要同時(shí)點(diǎn)亮四個(gè)數(shù)碼管，并讓他顯示不同的數(shù)字，那么我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，這四個(gè)位置的數(shù)字是不能同時(shí)操作的。為什么呢？因?yàn)樗膫€(gè)位置的數(shù)碼管段選都連在了同一個(gè)譯碼器上，只能一個(gè)一個(gè)去點(diǎn)亮他們

這時(shí)候就出現(xiàn)了一個(gè)大問題，當(dāng)我們只有a,b,c...dp八個(gè)段的時(shí)候，逐個(gè)點(diǎn)亮看不出明顯的亮度減弱，而現(xiàn)在有32個(gè)段，如果逐個(gè)點(diǎn)亮，每個(gè)段實(shí)際通電的時(shí)間只有總時(shí)間的1/32，這時(shí)候就會(huì)發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管的亮度明顯被削弱了。當(dāng)然，會(huì)有人想用ULN2003之類的芯片來提高電壓，也沒問題，但我認(rèn)為這里最好的解決方法并不是提高電壓

第一種，我認(rèn)為應(yīng)該是把譯碼器接到數(shù)碼管的位上，也就是原理圖中的DIG1-DIG4可以用一個(gè)24譯碼器，然后a-dp這8個(gè)段直接接到單片機(jī)上，當(dāng)然這種方法也需要用到很多的單片機(jī)引腳，或者更適合位數(shù)較多的數(shù)碼管。因此，我們還可以用另一種器件來實(shí)現(xiàn)我們需要的功能

那就是，鎖存器

鎖存器

鎖存器，顧名思義，就是鎖住電平用的。如果大學(xué)期間參加過藍(lán)橋杯單片機(jī)或嵌入式的比賽，應(yīng)該就會(huì)對(duì)這個(gè)東西特別熟悉

我這里拿藍(lán)橋杯用過的鎖存器M74HC573M1R來舉例，如下圖，當(dāng)Y6C的電平改變時(shí)，就能開關(guān)鎖存，具體是高電平開還是低電平開我就偷個(gè)懶不去差手冊(cè)了，大家如果要用這款芯片來做電路設(shè)計(jì)記得去查一下手冊(cè)。所以其實(shí)鎖存就是存下來并鎖住，通過控制Y6C就可以控制右側(cè)com1-com8的電平是否和左側(cè)相同，這樣就可以最大程度利用到單片機(jī)的引腳資源了

對(duì)了，進(jìn)階選手可以了解一下移位寄存器74HC595，這款芯片還是比較常用來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的。

審核編輯：劉清