一、什么是数码管？
数码管，也称作辉光管，是一种可以显示数字和其他信息的电子设备。玻璃管中包括一个金属丝网制成的阳极和多个阴极。大部分数码管阴极的形状为数字。管中充以低压气体，通常大部分为氖加上一些汞和/或氩。给某一个阴极充电，数码管就会发出颜色光，视乎管内的气体而定，一般都是橙色或绿色。
尽管在外观上和真空管相似，其原理并非为加热阴极放射电子。因而它被称为冷阴极管或霓虹灯的一个变种。在室温下，即使处于极端的室内工作条件下，这种管子的温度很少超过40℃。
数码管的最常见形式有10个阴极，形状为数字0到9，某些数码管还有一个或两个小数点。然而也有其他类型的数码管显示字母、标记和符号。如一种“数码管”，其阴极为一个模板制成的面具，上面有数字形状的孔。一些俄罗斯的数码管，如IN-14，使用倒立的数字2代表5，大概是为了节约生产成本，而没有明显的技术或美学方面的原因。俄罗斯的数码管大部分都使用了倒立的2作为5。
将170伏的直流电压加在阴极和阳极之间，每一个阴极可以发出氖的的红橙色光。由于混合气体的不同，不同类型的数码管之间的颜色有所区别。寿命较长的数码管在制造中加入了汞，减少了溅射，结果发出的光的颜色为蓝色或紫色调。在某些情况下，这些颜色被玻璃上的红色或橙色过滤涂层过滤。常见数码管
二、数码管的组成与显示：
数码管的组成不同，数码管CK即共阴极数码管（common Cathode或common kathion），也称CC；CA即共阳极（common anode）。共阴极是将7段的所有阴极直接连接在一起，共阳极具有连接在一起的7段的所有阳极。数码管显示不同，共阴极：在共阴极显示中，LED段的所有阴极连接都连接在逻辑“0”或接地。通过经由限流电阻器施加“HIGH”或逻辑“1”信号来照亮各个段，以使各个阳极端子（ag）正向偏置。
共阳极数码管是指八段数码管的八段发光二极管的阳极(正极)都连在一起，而阴极对应的各段可分别控制。共阴极数码管是指八段数码管的八段发光二极管的阴极(负极)都连在一起，而阳极对应的各段分别控制、数码管由七个条状和一个点状发光二极管管芯制成，称为七段数码管。根据其结构的不同，可分为共阳极数码管和共阴极数码管两种。共阳共阴，是针对数码管的公共脚而说的。典型的一位数码管，一般有10个脚，8个段码（7段加1个小数点），剩下两个脚接在一起。共阳，也就是说公共脚是正极（阳极），所有的段码实际上是负极，当某一个或某几个段码位接低电平，公共脚接高电平时，对应的段码位就能点亮，进而组合成数字或字母。
共阴是公共脚是负极（阴极），段码位是阳极，当公共脚接地，段码位接高电平时，对应段码位点亮。共阳极： 在共阳极数码管中，LED段的所有阳极连接都连接到逻辑“1”。
通过将合适的限流电阻施加到特定段（ag）的阴极的接地逻辑“0”或“低”信号来照亮各个段。接电现象不同，若公共端接地，其他端接电源，若各段测试能亮，说明是共阴的，反之共阳的；若公共端接电源，其他端分别接地，测得各端亮，则说明是共阳的，反之为共阴的。数码管的内部组成
数码管的七段显示元件通常由
LED
（发光二极管）或
VFD
（真空荧光显示管）制成，每个显示元件都可以显示数字0
到
9
和一些字母字符。每个数字或字符的显示通过点亮或关闭数码管的不同段来实现。这些段通常按照一定的排列方式编号，如图2-1-3
所示，
"a"
、
"b"
、
"c"
、
"d"
、
"e"
、
"f"
和
"g"
是按照固定的方 式排列的。通过控制这些段的状态，可以显示所需的数字或字符。
三、数码管的驱动原理：
数码管内的
LED
灯排列方式是固定的，要显示特定字符的时候，点亮对应位置上的
LED
灯即可，其他位置
的
LED
则熄灭。
例如要显示数字
“5”
，则需点亮
a
、
f
、
g
、
c
、
d
，熄灭
b
、
e
、
h
四、多位数码管的驱动方式：
1、查看开发板原理，得知数码管的a-h分别与P00-P07连接
我们学习了
1
位数码管的驱动方式，使用的是单片机的
P0
口分别与数码管的
a-h
相连，通过
控制
P0
口驱动数码管，那么如果要驱动多位数码管呢？
2、IO
口直接驱动法
直接使用单片机的
IO
口驱动数码管，
1
位数码管占用
8
个
IO
口，每个数码管都是专线专用。以
51
单片机为
例，一共有
4
组
IO
口，如果使用
IO
口直接驱动数码管则最多只能接
4
位数码管。
优点：所有数码管每时每刻都能得到显示信号，显示稳定不闪烁，编程简单
缺点：非常占用单片机的
IO
口资源，驱动
4
位数码管后，单片机所有
IO
口被占用，无法实现其他功能。
3、专用驱动芯片驱动
每位数码管使用
74LS164
芯片单独驱动，
该芯片可以串联使用，驱动多位数码管，只需
占用单片机
2
个
IO
口。
优点：所有数码管每时每刻都能得到显示信号，显示稳定不闪烁，占用极少的
IO
口，消耗很小的
CPU
资
源
缺点：电路元器件较多，编程较为复杂，硬件成本较大
4、时分复用动态显示
这种显示方式
8
位数码管共用一组信号线，
8
位数码管轮流显示，同一时刻只有
1
位数码管得到显示信
号，未得到显示信号的数码管都处于熄灭状态，因为
8
位数码管的轮流显示速度是非常快的（间隔
3ms
左
右），因为人眼的视觉残留效应，看起来就是
8
位同时显示
。
优点：占用
IO
口较少，电路简单，基本不用增加额外的器件
缺点：编程较为复杂；需要
CPU
每时每刻轮流显示
8
个数码管，占用
CPU
资源多；数码管不能同时得到显
示信号，有可能会出现闪烁这种显示方式8位数码管共用一组信号线，8位数码管轮流显示，同一时刻只有1位数码管得到显示信号，未得到显示信号的数码管都处于熄灭状态，因为8位数码管的轮流显示速度是非常快的（间隔3ms左右），因为人眼的视觉残留效应，看起来就是8位同时显示。
优点：占用
IO
口较少，电路简单，基本不用增加额外的器件
缺点：编程较为复杂；需要
CPU
每时每刻轮流显示
8
个数码管，占用
CPU
资源多；数码管不能同时得到显
示信号，有可能会出现闪烁
由
时分复用动态显示
的原理可得，其关键是如何单独给每位数码管发送显示信号。以显示
“12345678”
为
例：其显示步骤如下：
1.
打开第
1
位数码管的显示开关，关闭其余数码管显示开关
2.
在数据线上发送数字
“1”
的字码
3.
维持一小段时间（大约
2ms
）
4.
发送消隐的字码，此时第
1
位数码管关闭显示
5.
打开第
2
位数码管的显示开关，关闭其余数码管显示开关
6.
在数据线上发送数字
“2”
的字码
7.
维持一小段时间（大约
2ms
）
8.
发送消隐的字码，此时第
2
位数码管关闭显示
9.
从步骤
5
开始重复，直到
8
个数字显示完成
从显示步骤中可以看到，实际上每个位只显示了
2ms
后就熄灭了，为了维持显示效果，需要不断的重复这样就需要CPU
一直执行显示代码，如果
CPU
没能及时的执行显示代码，会出现数码管闪烁的
情况，严重时无法正常显示内容。
5、动态显示驱动方案选择
我们学习了动态显示的原理，知道其关键是单独给每一位数码管发送显示信号，那么如何实现这个功能
呢？观察数码管的内容电路，
要让数码管显示需要同时满足
2
个条件：一是
LED
的正极有高
电平，二是
LED
的负极为低电平，两个条件同时满足时
LED
点亮。因为
8
个数码管的正极都是共用一组驱 动信号，所以正极有高电平的时候8
个数码管都有高电平。要想独立控制只能从条件二入手，只要负极不是低电平，那么不管正极什么情况，数码管都不会点亮，由此就得到控制方案：控制阴极电平的高低
（与
GND
之间的通断）
，
将数码管的阴极与单片机
IO
口连接，当
IO
口为低
电平时，该位数码管就是选中状态。
6、使用译码器减小
IO
口占用
8
位数码管，则需要
8
个
IO
口控制其阴极的通断，为了进一步减少
IO
的使用，可
以使用译码器芯片。我们的目的就是在
8
路信号中选择
1
路导通，这种情况可以使用
38
译码器
“
74HC138
”
，通过
3
个
IO
口控制
8
路信号的选中状态，达到减小IO口占用的目的。
（逻辑图与真值表）
编写数码管位选择函数，通过该函数可以选择哪一位数码管导通，因为开发板中使用了
74HC138
译
码器，所以需要结合译码器的真值表进行编写，开发板的连接原理图如下图所示：
五、编写代码过程：
1. 新建文件夹，命名为“1位数码管” 新建工程2. 打开Keil5软件，在菜单栏中依次点击“Project->New uVision Project”
（新建工程）
3、编写main函数及主循环（Show_Num()内输入数码管显示的数字）
（主函数）
4、
声明一个数组
meg_code
，保存数字
的字码。
5、
，编写数码管位选择函数：
因为需要逐个显示
数所以字显示需要间隔，这样才能观察得到稳定的数据，则需要延时函
数。定义一个延时函数，函数名称为
Delay_Ms,
其参数为延时的时间，单位是毫秒，函数内容如
下，该函数内是两个循环，其目的就是让
CPU
在这个函数内执行一些没有实际意义的语句（
CPU
执
行语句是需要时间的，如果
CPU
执行一天语句需要
0.1us
，那么
1
条语句循环执行
10
次就需要花费
1us
，），通过这种方式，可以让
CPU“
停
”
在延时函数这里，延时时间到了继续往下执行。
（延时函数）
（
编写显示数字的代码 ）
（数码管模块代码）
点击编译后，在底部会显示编译结果，如编译有错误，可复制粘贴在网上查询其报错原因。
五、程序下载
1.
使用数据线连接开发板和电脑；
2.
运行下载工具
STC-ISP；
3.
选择单片机型号及串口号，并选择生成的
hex
文件，然后点击
“
下载
”；
4.
单击
“
下载
”
后，需要给单片机重新上电，即关闭电源开关然后再打开电源开关，随后就会进入下载
模式将
hex
程序下载到单片机中，下载成功后
STC-ISP
提示下载成功！