今年电赛器件清单里竟然出现了7段数码管？这个在实验室常见且只能被显示的家伙！大家都在联想将会在哪个题目中出现，是电源题？控制题？还是综合题呢？

有同学说：随处可见的数码管除了显示还能干嘛？关键还是7段的，缺了个小数点。

深有同感哈哈！就具体能做什么功能，电赛群里也展开了热烈的讨论：

结合其他发布的器件清单，我们的种子选手做了一个非常大胆的预测：一个小车带着数码管行驶，多个数码管（作为被测器件）放在一起模拟车牌号，然后用摄像头来做一个车牌识别！！！

不知大家是否还有其他大胆的想法？

在你的生活中，大家一定见过各种数码管，空调、洗衣机、钟表等家电的状态显示中被大量应用，对于电子专业的你应该特别熟悉，它经常会在数字电路实验中或者单片机入门课里作为一个人机交互的显示部分，没错，这次组委会发布的器件清单里出现了，是作为一个特殊的存在呢？还是就只是作为单纯的辅助显示呢？今天我们就一起探究一下数码管有多少种玩法！

数码管作为常用的显示数字的电子元件，其基本单元是发光二极管，价格便宜，控制简单，广泛用于家电等领域。

数码管由7个LED灯按照相应的位置组合而成，控制每个LED灯的点亮或熄灭实现对应的数字显示，多数数码管还会在右下角附加一个表示小数点的LED灯，也叫8段数码管，8个LED灯分别命名为A、B、C、D、E、F、G、DP。

数码管又分为共阳极数码管和共阴极数码管，共阳极数码管将8个LED灯的阳极连接在一起，引出公共端，共阴极数码管将8个LED灯的阴极连接在一起，引出公共端。

以共阴极数码管为例，根据二极管的原理可知，只有公共端拉低，A、B、C、D、E、F、G、DP控制端拉高才能点亮数码管，通常我们称公共端为位选端，而称A、B、C、D、E、F、G、DP控制端为段选端。

共阴极数码管要显示数字2，需位选端拉低，段选端A、B、D、E、G拉高。

以小脚丫FPGA核心板为例，板子集成了两位数码管外设，采用独立方式连接到FPGA的GPIO上，因为公共端也接了FPGA，共占用了18个GPIO。

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刚刚独立显示的数码管驱动方式中，我们看到每个数码管至少占用8个GPIO，如果有4位数码管需要驱动，占用的GPIO是不可接受的。

这时我们就需要另一种驱动方式，扫描显示。硬件上，将每位数码管（共阴极）的同一段选信号连接在一起，这样我们就只需要8根段选信号和4根位选信号，共计12根信号，有效节约I/O口资源。

数码管扫描显示采用分时扫描的方式，我们用4秒的时间完成一次数码管扫描，循环执行：

1)   第1s内，让第1个数码管显示数字2，段选端输出2的字库数据7'h5B，位选端O1拉低，O2、O3、O4拉高，只选通第1个数码管显示。

2)   第2s内，让第2个数码管显示数字0，段选端输出0的字库数据7'h3F，位选端O2拉低，O1、O3、O4拉高，只选通第2个数码管显示。

3)   第3s内，让第3个数码管显示数字0，段选端输出0的字库数据7'h3F，位选端O3拉低，O1、O2、O4拉高，只选通第3个数码管显示。

4)   第4s内，让第4个数码管显示数字8，段选端输出8的字库数据7'h7F，位选端O4拉低，O1、O2、O3拉高，只选通第4个数码管显示。

上述方法4s完成一次扫描，扫描频率为0.25Hz，如果我们10毫秒完成一次扫描，扫描频率为100Mz，由于眼睛的视觉暂留现象，感觉不到数码管的闪烁2024新澳门天天开好彩大全49。

使用FPGA驱动4位数码管扫描显示，使用状态机的形式更加直观，以下是一个小例子，供参考：

seg_led = {seg_dot[0],seg};

我们采用8+4=12根GPIO驱动了4位数码管显示。当然啦，如果你的IO资源依然紧张，我们就要使用杀手锏了。

从数码管显示的方式上讲，需要的控制线不能再少了，但是我们可以使用串转并的方式扩展IO，74HC595就是这么一颗器件，可以使用3个GPIO得到8位并行数据输出，可级联使用。

例如下图使用两片74HC595芯片驱动8位数码管显示，单独看数码管，依然是扫描的方式，而74HC595的存在，让处理器如虎添翼。

这样的硬件连接，依然用扫描的方式控制，只不过需要讲数据以串行的方式丢出去给74HC595。

好了，今天的分享就到这里，如果大家有任何问题，欢迎加入我们的电赛交流群，和大家一起讨论其他器件之间的排列组合从而在电赛中拔得头筹！

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