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盡管在外觀上和真空管相似,其原理并非為加熱陰極放射電子。因而它被稱為冷陰極管或霓虹燈的一個變種。在室溫下,即使處于極端的室內工作條件下,這種管子的溫度很少超過40℃。

數碼管的最常見形式有10個陰極,形狀為數字0到9,某些數碼管還有一個或兩個小數點。然而也有其他類型的數碼管顯示字母、標記和符號。如一種"數碼管",其陰極為一個模板制成的面具,上面有數字形狀的孔。一些俄羅斯的數碼管,如IN-14,使用倒立的數字2代表5,大概是為了節約生產成本,而沒有明顯的技術或美學方面的原因。俄羅斯的數碼管大部分都使用了倒立的2作為5。

將170伏的直流電壓加在陰極和陽極之間,每一個陰極可以發出氖的的紅橙色光。由于混合氣體的不同,不同類型的數碼管之間的顏色有所區別。壽命較長的數碼管在制造中加入了汞,減少了濺射,結果發出的光的顏色為藍色或紫色調。在某些情況下,這些顏色被玻璃上的紅色或橙色過濾涂層過濾。

按發光二極管單元連接方式可分為共陽極數碼管和共陰極數碼管。共陽數碼管是指將所有發光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數碼管,共陽數碼管在應用時應將公共極COM接到+5V,當某一字段發光二極管的陰極為低電平時,相應字段就點亮,當某一字段的陰極為高電平時,相應字段就不亮。共陰數碼管是指將所有發光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數碼管,共陰數碼管在應用時應將公共極COM接到地線GND上,當某一字段發光二極管的陽極為高電平時,相應字段就點亮,當某一字段的陽極為低電平時,相應字段就不亮。

數碼管要正常顯示,就要用驅動電路來驅動數碼管的各個段碼,從而顯示出我們要的數字,因此根據數碼管的驅動方式的不同,可以分為靜態式和動態式兩類。

靜態顯示驅動

靜態驅動也稱直流驅動。靜態驅動是指每個數碼管的每一個段碼都由一個單片機的I/O端口進行驅動,或者使用如BCD碼二-十進制譯碼器譯碼進行驅動。靜態驅動的優點是編程簡單,顯示亮度高,缺點是占用I/O端口多,如驅動5個數碼管靜態顯示則需要5×8=40根I/O端口來驅動,要知道一個89S51單片機可用的I/O端口才32個,實際應用時必須增加譯碼驅動器進行驅動,增加了硬件電路的復雜性。

動態顯示驅動

數碼管動態顯示接口是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一,動態驅動是將所有數碼管的8個顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端連在一起,另外為每個數碼管的公共極COM增加位選通控制電路,位選通由各自獨立的I/O線控制,當單片機輸出字形碼時,所有數碼管都接收到相同的字形碼,但究竟是哪個數碼管會顯示出字形,取決于單片機對位選通COM端電路的控制,所以我們只要將需要顯示的數碼管的選通控制打開,該位就顯示出字形,沒有選通的數碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數碼管的的COM端,就使各個數碼管輪流受控顯示,這就是動態驅動。在輪流顯示過程中,每位數碼管的點亮時間為1~2ms,由于人的視覺暫留現象及發光二極管的余輝效應,盡管實際上各位數碼管并非同時點亮,但只要掃描的速度足夠快,給人的印象就是一組穩定的顯示數據,不會有閃爍感,動態顯示的效果和靜態顯示是一樣的,能夠節省大量的I/O端口,而且功耗更低。

由于它的價格便宜,使用簡單,在電器特別是家電領域應用極為廣泛,空調、熱水器、冰箱等等。絕大多數熱水器用的都是數碼管,其他家電也用液晶屏與熒光屏。