1.一位数码管的结构原理（何谓共阴、共阳？在电路连接和软件编程方面有何区别）

2.一位数码管与arduino的连接电路

3.设计0-9数字显示用的字形表（如何设计？共阴和共阳有何区别？如何在程序中存储？能显示哪些英文字母？）

一、LED数码管的结构

       LED（Light Emiting Diode是发光二极管的缩写）数码管（LED Segment Displays）由8只发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件。如图1所示，数码管实际上是由七个发光管组成8字形构成的，加上小数点就是8个。这些段分别由字母a，b,c,d,e,f,g,dp来表示。每一只发光二极管都有一根电极引到外部引脚上，而另外一只引脚就连接在一起同样也引到外部引脚上，记做公共端(COM)。

图1   LED数码管引脚图              

二、LED数码管的分类

1、从控制方式上分：分为内控方式（内部有单片机，通电自动变色）和外控方式（需要外接控制器才能变色）。

2、从变化方式上分：分为固定色彩的和七彩、全彩的；固定色彩的是用来勾轮廓的，全彩的可以勾轮廓，也可以组成管屏显示文字、视频等；

3、从尺寸上分：有D50的、D30的，这是直径；长度基本上1米的（可以定制），这个需要根据实际需要进行选择就行了。

4、从内部可控性上分：有1米6段的，有1米8段的和1米12段、1米16段、1米32段的。也就是1米的管子内有几段可以独立受控； 1米段数越多，做视频的效果越好。如果密度低，或者做些追逐效果，做1米6段也就可以了。

5、从led数量上，有1米96颗灯的，有1米144颗灯的；灯越多效果越好。一般做全彩的都是用1米144颗灯的。

6、从供电上分，分为高压供电(直接220V供电)和低压供电(12v供电，220v电源需要加开关电源转换)；一般选择低压供电的，比较可靠稳定，高压供电的容易烧毁。

我们这里将数码管分为共阴极和共阳极两类。

三、共阳极和共阴极数码管的区别

如图2所示。

•共阳极数码管是指数码管的发光二极管的阳极(正极)都连在一起，作为公共引脚，在正常使用时此引脚接电源正极。当发光二极管的阴极接低电平时，发光二极管被点亮。

•共阴极数码管是指数码管的发光二极管的阴极(负极)都连在一起作为公共引脚，在正常使用时此引脚接电源负极，当发光二极管的阳极接高电平时，发光二极管被点亮。

---

图2  共阴极和共阳极引脚示例图 

四、LED显示工作原理

•共阴极和共阳极数码管，它们的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。以共阴极为例，当要其显示“1”时，只需置B、C为高电平，而其他为低电平，如图4所示；当要显示“5”时，只需置A、F、G、C、D为高电平，而其它的为低电平，如图5所示；以此类推……

图3  LED数码管的结构 图4  数码管显示数字1 图5  数码管显示数字5

注：数码管的每一段都是由发光二极管组成，所以在使用时跟发光二极管一样，也要连接限流电阻，否则电流过大会烧毁发光二极管。

五、一位数码管与Arduino的连接电路

图6 共阴极数码管与nano板的连接电路示意图

注意！！！每一个引脚都要连接限流电阻！！！

同时也要注意引脚之间的连接关系。

六、0-9数字显示字形表

1、设计原理：以共阴极为例。若要显示“1”，则b、c两段二极管需要连接高电平，其他段保持低点平；若要显示“2”，则a、b、g、e、d五段需要连接高电平，其他段保持低电平，以此类推。

2、共阴极和共阳极在字形表设计上的区别：当数码管以共阴极方式连接时，因为公共端接地，所以需要点亮的段就需要只为高电平，在编码中为“1”，其他段置为“0”；而以共阳极方式连接时则完全相反，共阳极公共端接电源正极，所以需要点亮的段要置低电平，为“0”，其他段置高电平，为“1”。

3、以显示数字“1”为例，dp、g、f、e、d、c、b、a在共阴极为“0000 0110”，而在共阳极中为“1111 1001”，转换成16进制表示，分别为0x06、0xf9。

图7  0-9数字显示字形表(以共阴极为例）