LED 数码管共阴共阳的区别+静态/动态显示

51单片机——数码管动态显示

1、共阴共阳定义

LED 共阴极指的是LED共同的接点是GND（接地），而共阳极指的是LED共同的接点是电源。LED亮灯的条件是两端有电势差。

最后一段h/dp小数点在高位，第一段a在低位

hgfedcba=xxxxxxxx

1.共阴极：

当LED另一端接入5V电源的时候，与另一端产生电势差因此会有电流从正极流到GND，最后会亮灯

当LED另一端接入0V的时候，则不会产生电势差也就不会亮灯。

优点是符合人类的正向思维，送电ON就是开，OFF就是关。

2.共阳极：

当LED另一端接入5V电源的时候，不会产生电势差因此不会亮灯。

当LED另一端接入0V的时候，会产生电势差，电流会从5V端流经LED到0V端，会亮灯。

在编写单片机的时候，如果是共阳极的LED。则00001111表示左4个灯亮右4个灯灭

2、共阳极与共阴极LED驱动方法驱动方法

文章简单介绍了共阳极和共阴极两种LED驱动方法

单片机控制的LED数码管动态驱动电路

现在让我们用实验板上的两个数码管来做一个循环显示00～99数字的实验，先来完成必要的硬件部分，

数码管有共阴和共阳的区分，单片机都可以进行驱动，但是驱动的方法却不同，并且相应的0～9的显示代码也正好相反。

首先我们来介绍两位共阳数码管的单片机驱动方法，电路如下图：

网友可以看到：P2.6和P2.7端口分别控制数码管的十位和个位的供电，当相应的端口变成低电平时，驱动相应的三极管会导通，+5V通过IN4148二极管和驱动三极管给数码管相应的位供电，这时只要P0口送出数字的显示代码，数码管就能正常显示数字。

因为要显示两位不同的数字，所以必须用动态扫描的方法来实现，就是先个位显示1毫秒，再十位显示1毫秒，不断循环，这样只要扫描时间小于1/50秒，就会因为人眼的视觉残留效应，看到两位不同的数字稳定显示。

下面我们再介绍一种共阴数码管的单片机驱动方法，电路如下图

网友可以看到：+5V通过1K的排阻直接给数码管的8个段位供电，P2.6和P2.7端口分别控制数码管的十位和个位的供电，当相应的端口变成低电平时，相应的位可以吸入电流。单片机的P0口输出的数据相当于将数码管不要显示的数字段对地短路，这样数码管就会显示需要的数字。

网友可以看到，共阴数码管的硬件更简单，所以在批量生产时，硬件开销小，节省PCB面积，减少焊接工作量，降低综合成本，所以采用共阴数码管更有利于批量生产，现在销售的试验板都是采用共阴数码管了.

《显示方式》

静态显示：

他并不是指显示数据只能静止不变的意思，而是指COM口无需扫描，也就是COM口无需电平的变化，也就是不需片选的时候；这种方式往往应用在只有一个数码管的时候，因为只有一个数码管，COM口设置完之后，显示数据只受a、b。。。。g、dp段选线电压控制，只需改变段选线数据即可显示相应的数据；因此称为静态显示；

动态显示：

当我们有多个数码管参与显示同一数据时，因为所有数码管的相同段选线都是连在一起的，那为什么要连在一起？你想啊，你每个数码管都单独分配7个段选线控制IO口，就问你，你芯片IO口资源够吗？！所以人家就利用COM口的片选功能，所有数码管共用段选线，再利用COM实现对数码管的片选，这样每增加一个数码管，只需增加一个COM口的资源；

软件则只需每次只选择一个COM有效（一个数码管有效），并且根据数据改变seg口输出数码管，其他数码管无效，只要数码管的刷新频率够快，在人眼里就是点亮的(人视网膜余晖效应)，这个就是常说的COM扫描频率，这样子，大家轮着利用COM的片选功能使用seg口输出数据，轮着显示，只要显示频率够快，表现出来的就是多段数码管一起点亮；这就是动态显示，也就是扫描模式显示；知道这个原理，其实很多LCD都是差不多的，只不过别人是用驱动芯片驱动的，我们只是用IO模拟驱动的；
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数码管的显示方式有两种：静态显示和动态显示

1．静态显示方式。

所谓静态显示就是指无论是多少位数码管，同时处于显示状态。当单片机系统中使用静态数码管显示时，需要在每一个数码管上添加一个锁存器，当需要某个数码管显示其他内容时，只需要修改与其相连的锁存器的值即可。当数码管处于静态显示方式时，所有位选线（数码管的公共端）连接在一起，而各个数码管的段选线（数码管上各笔段的引出线）是相互分离的。
静态显示的优点是：数码管显示无闪烁，亮度高，软件控制比较容易；缺点是：需要的硬件电路较多（每一个数码管都需要一个锁存器），如果在全国大学生电子设计竞赛中使用，将造成很大的不便，同时由于所有数码管都处于被点亮状态，所以需要的电流很大，当数码管的数量增多时，对电源的要求也就随之增高。所以，在大部分的硬件电路设计中，很少采用静态显示方式。

51单片机——数码管动态显示
2．动态显示方式。

所谓动态显示，是指无论在任何时刻只有一个数码管处于显示状态，每个数码管轮流显示。当数码管处于动态显示时，所有位选线分离，而每个数码管的各条段选线相连。当需要显示数字或字符时，需要将所有数码管轮流点亮，这时对每个数码管的点亮周期有了一个较严格的要求：由于发光体从通入电流开始点亮到完全发光需要一定的时间，叫做响应时间，这个时间对于不同的发光材质是不同的，通常情况下为几百微秒，所以数码管的刷新周期（所有数码管被轮流点亮一次的时间）不要过短，这也与数码管的数量有关，一般的数码管的刷新周期应控制在5ms~10ms，即刷新率为200Hz~100Hz，这样既保证了数码管每一次刷新都被完全点亮，同时又不会产生闪烁现象。
动态显示的优点是：硬件电路简单（数码管越多，这个优势越明显），由于每个时刻只有一个数码管被点亮，所以所有数码管消耗的电流较小；缺点是：数码管亮度不如静态显示时的亮度高，例如有8个数码管，以1秒为单位，每个数码管点亮的时间只有1/8秒，所以亮度较低；如果刷新率较低，会出现闪烁现象；如果数码管直接与单片机连接，软件控制上会比较麻烦等。
在应用数码管进行显示时，首先需要考虑的问题就是驱动电流，与发光二极管相同，数码管的发光段也需要串联限流电阻，以共阳极数码管为例，串联的限流电阻阻值越大，电流越小，亮度越低；电阻值越小，电流越大，亮度越高。在使用限流电阻时需要在每一个段线上都串联限流电阻，而不要在公共端上串联电阻，如果只在公共端上串联一个限流电阻，则在显示不同的数字时，将会造成数码管亮度的不同。由于在动态显示时，每个数码管的段选线是对应连接在一起的，同时由于数码管不存在同时点亮状态，所以之需要在段选线的引出端上串联限流电阻即可， 1．静态显示驱动电路。
数码管的静态显示虽然硬件电路较多，但与单片机之间的连接比较简单，例如可以使用串行转并行芯片74LS164作为数码管的驱动，74LS164之需要与单片机的串行接口相连接即可， 2．在动态显示时，如果将数码管直接与单片机连接，除了硬件电路简单外，似乎并没有太多的优点。但是当我们选用专用的数码管显示驱动芯片时，其优点就显现出来了。目前常见的数码管显示芯片有8279、MAX7219、HD7279、CH451等。这些芯片的主要特点是：数码管的显示全都采用动态扫描的方式，都可以连接8个数码管，控制方式都比较简单。现面对这几个芯片进行简单的介绍。
8279为Intel公司生产的较早期的产品，是可编程的键盘、显示接口芯片。它既具有按键处理功能，又具有自动显示功能，在单片机系统中应用很广泛。8279内部有键盘FIFO（先进先出堆栈）/传感器，双重功能的8×8=64ByteRAM，键盘控制部分可控制8×8=64个按键或8×8阵列方式的传感器。该芯片能自动消抖并具有双键锁定保护功能。显示RAM容量为16×8，即显示器最大配置可达16位LED数码显示（有关键盘部分内容将在2.4节中详细介绍）。8279与单片机之间采用三总线（数据总线、地址总线和控制总线）结构连接，在用8279与数码管连接时，还需要连接驱动器，同时由于价格较高，所以现在使用的很少。