科普：LED数码管的驱动原理介绍

在电子技术学习或者电子产品开发中，经常会用到发光二极管和数码管。发光二极管，即LED灯，其实数码管里面的每一段也是一个发光二极管，下面以数码管为例介绍一下驱动原理。

数码管一般是显示一个8字的形状，总共需要7段，再加上一个小圆点，所以单个数码管总共是8段，其管脚封装图如下所示：

数码管内部其实相当于有8个发光二极管，而且二极管的其中一端是连接在一起由一个引脚控制，叫做公共端。通常我们称一个数码管的公共端为COM口，非公共端的为SEG口。根据COM口是二极管的阳极还是阴极分为共阳极数码管或者共阴极数码管。

共阳极数码管结构图如下：

共阴极数码管结构图如下：

实际上电子产品中一般不止用到一个数码管，通常有2个、4个、8个甚至更多数码管共同组成显示的数字，如下图所示：

此时，每个数码管对应的SEG口会连接在一起，如下图所示：

之所以使用这些把LED口连接在一起的结构是因为这样做可以减少驱动数码管所需要的IO口。那么既然这么多端口连接在一起，又是如何控制让每一个数码管可以独立地显示不同的数据呢？

其实，在驱动多位数码管的时候是采用动态扫描的方式。比如要驱动4位数码管，总共有4个COM口，这4个COM口并不是同时使能，而是轮流使能。我们知道要使二极管点亮，那么必须给二极管的阳极加上正向电压，阴极接地。COM口轮流使能使得同一时刻，只有一位数码管被点亮，不同COM口使能时对应设置SEG口的电平组合，就可以达到每个数码管显示不同数字的效果。下面是驱动共阳极数码管时COM口的电平示意图：

上图中COM口为高电平时，相当于选中该数码管，此时把要点亮的二极管的SEG口设置成低电平，不需要点亮的二极管的SEG口设置成高电平。

既然每一位数码管是轮流点亮的，为什么我们看上去4个数码管是一直亮的呢？

其实这时利用了人眼的视觉残留效果，简单的说，就是虽然4个数码管是轮流点亮的，但是因为每一位数码管熄灭的时间很短，只有几个毫秒，人眼看不出来它有熄灭的状态，所以看上去是一直亮着的。当然，如果你控制让它扫描的频率变慢，人眼就会感觉到闪烁的效果，甚至可以看到每一位数码管点亮、熄灭的过程。