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数码管驱动电路的作用主要是通过利用单片机控制LED数码管(发光二极管)电路，以实现数码管LED屏幕数字输出的动态显示效果。本文为您介绍数码管驱动电路的作用、分类及驱动电路设计、原理图。
数码管的分类：
(1)按照数码管段数分类
数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。它按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元(也就是多一个小数点显示)；
(2)按照数码管数字显示分类
按能显示多少个&8&可分为1位、2位、4位等等数码管；
(3)按照数码管连接方式分类
按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。
共阳数码管与共阴数码管：
其中，共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。
而共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。
共阳数码管驱动电路示例：
并行LED数码管静态显示电路(共阳)
共阴数码管驱动电路示例：
串行LED数码管动态扫描显示电路(共阴)
更多共阳数码管与共阴数码管驱动电路，请点击如下链接浏览：
下面提供一种数码管驱动电路设计，可以实现led数码管数字0~9控制输出。
工作原理：
如图1所示，电路由与非门74LS00、数码管驱动芯片74LS247组成。10个按键组成输入电路，经过与非门电路编码后，输入数码管驱动芯片，驱动数码管显示相应的按键号。
设计按键编码电路时，先写出真值表，由真值表可写出下式：
A={I1 &I3 &I5 &I7 & I9 ｝(大括号中，每个因子取反，一起共同取反) = I1+I3 +I5 +I7 +I9
B={I3 &I4 &I6 & I7｝(大括号中，每个因子取反，然后一起共同取反) = I3+I4+I6+I7
C={I4 &I5 &I6 & I7｝(大括号中，每个因子取反，然后一起共同取反) = I4 +I5 +I6+I7
D={I8 & I9 ｝(大括号中，每个因子取反，然后一起共同取反) = I8+I9
为了使电源电压不超过数码管承受电压范围，电源串联4个二极管后，加到数码管上，这样做，可以节省元件。
电路原理图
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( 发表人：steve )
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.All Rights Reserved实验四七段数码管的动态扫描显示；专业：电子信息科学与技术姓名：高晓骏学号：201；一．实验目的；（1）进一步熟悉QuartusII软件进行FPG；（2）掌握利用宏功能模块进行常用的计数器，译码器；（2）QuartusII开发工具软件三．实验原理；实验板上常用4位联体的共阳极7段数码管，其接口电；当向数码管发送字形码时，所有数码管都接收到相同的；在轮流点亮扫描
实验四七段数码管的动态扫描显示
专业：电子信息科学与技术姓名：高晓骏学号：0
一．实验目的
（1）进一步熟悉Quartus II软件进行FPGA设计的流程；
（2）掌握利用宏功能模块进行常用的计数器，译码器的设计； （3）学习和了解动态扫描数码管的工作原理的程序设计方法； 二．实验器材 （1）PC机
（2）Quartus II开发工具软件 三．实验原理
实验板上常用4位联体的共阳极7段数码管，其接口电路是把所有数码管的8个笔划段a-h同名端连在一起，而每一个数码管由一个独立的公共极COM端控制。
当向数码管发送字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码时，但究竟是那个数码管亮，取决于COM端，这一端是由I/O控制的，所以就可以自行决定何时显示哪一位。动态扫描即采用分时方法，轮流控制各个LED轮流点亮。
在轮流点亮扫描过程中，每一位显示器的点亮时间是极为短暂的，但由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上每个显示器并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感。
四、实验要求：
实现显示的十进制计数器。
五．实验内容及步骤 1.建立工程
建立名为leddisplay的工程，并建立顶层图。
2.设计计数时钟
设计一个分频器，对50MHz分频输出到计数器，让计数器以较慢的速度递增。 moduleint_div(clk,div_out);
outputregdiv_ reg [31:0] clk_
parameter CLK_FREQ = &#39;D50_000_000; //系统时钟50MHz parameter DCLK_FREQ = &#39;D10;
//输出频率10/2Hz always@(posedgeclk) begin
if(clk_div& (CLK_FREQ/DCLK_FREQ))
clk_div&= clk_div + 1;
clk_div&= 0;
div_out&= ~div_
输入完成后，将该文件设为顶层实体，该命令在Project-&Set as top-level Entity。
分析该设计文件:执行工具栏处的“Start Analysis &Synthesis命令按钮，开始分析综合，此步骤在这里用于检查设计错误。
分析成功后要生成一个分频器的元件符号，执行File-&Create Symbol files for current file,开始建立该文件的元件符号。
3.调用宏功能模块设计计数器 module cnt10000(qout,clr,clk);
output[15:0] reg[15:0]
always@(posedgeclk)
if(!clr) qout[15:0]=0;
else if(qout[3:0]==9)
qout[3:0]=0;
if(qout[7:4]==9)
qout[7:4]=0;
if(qout[11:8]==9)
qout[11:8]=0;
if(qout[15:12]==9) qout[15:12]=0;
elseqout[15:12]=qout[15:12]+1&#39;b1;
elseqout[11:8]=qout[11:8]+1&#39;b1;
elseqout[7:4]=qout[7:4]+1&#39;b1;
elseqout[3:0]=qout[3:0]+1&#39;b1; endmodule
输入完成后，将其设为顶层实体，检验后生成元件符号。 4.数码管扫描显示程序设计（不含小数点）
modulesegmain(clk,reset_n,datain,seg_data, seg_com); inputreset_n;
input [15:0] output [7:0] seg_ output [3:0] seg_
reg [3:0] seg_ reg [7:0] seg_ reg [3:0] bcd_ reg [26:0]
always@(posedgeclk) begin
if (!reset_n) count &= 0;
count &= count + 1; end
always@(count[14:13] or datain) begin
case(count[14:13])
2&#39;b00:
bcd_led = datain[3:0];
seg_com = 4&#39;b1110;//
2&#39;b01:
bcd_led = datain[7:4];
seg_com = 4&#39;b1101;//
2&#39;b10:
bcd_led = datain[11:8];
seg_com = 4&#39;b1011;//
2&#39;b11:
bcd_led = datain[15:12];
seg_com = 4&#39;b0111;//
endcase end
always@(seg_com or bcd_led) begin
case(bcd_led)
4&#39;h0: seg_data = 8&#39;hc0;//0
4&#39;h1: seg_data = 8&#39;hf9;//1
4&#39;h2: seg_data = 8&#39;ha4;//2
4&#39;h3: seg_data = 8&#39;hb0;//3
4&#39;h4: seg_data = 8&#39;h99;//4
4&#39;h5: seg_data = 8&#39;h92;//5
4&#39;h6: seg_data = 8&#39;h82;//6
4&#39;h7: seg_data = 8&#39;hf8;//7
4&#39;h8: seg_data = 8&#39;h80;//8
4&#39;h9: seg_data = 8&#39;h90;//9
4&#39;ha: seg_data = 8&#39;h88;//a
4&#39;hb: seg_data = 8&#39;h83;//b
4&#39;hc: seg_data = 8&#39;hc6;//c
4&#39;hd: seg_data = 8&#39;ha1;//d
4&#39;he: seg_data = 8&#39;h86;//e
4&#39;hf: seg_data = 8&#39;h8e;//f
default: seg_data = 8&#39;h80;//0
endcase end
输入完成后，将其设为顶层实体，检验后生成元件符号。 5.设计完整的顶层
返回顶层原理图，并注意重新将顶层原理图设为顶层实体。
双击顶层图空白的地方，弹出symbol对话框，展开Libraries栏的Project库，可看到上述步骤建立的一些元件符号。
按OK，在图纸上空白地方点击即可输入相应的元件，添加其它元件，完成下图
6．设置芯片和管脚。设置芯片型号、配置芯片型号等内容。
参照以下文件配置芯片管脚，并运行该tcl脚本。 #Setup.tcl ------ Setup pin setting for EP3C25-V5 main board
set_global_assignment -name RESERVE_ALL_UNUSED_PINS &AS INPUT TRI-STATED&
set_global_assignment -name ENABLE_INIT_DONE_OUTPUT OFF
set_location_assignment PIN_149 -to clk
set_location_assignment PIN_90 -to reset
#seg7led ------ 78LED
set_location_assignment PIN_148 -to 78ledcom[0] set_location_assignment PIN_147 -to 78ledcom[1] set_location_assignment PIN_160 -to 78ledcom[2] set_location_assignment PIN_159 -to 78ledcom[3] # set_location_assignment PIN_162 -to 78ledcom[4] # set_location_assignment PIN_161 -to 78ledcom[5] # set_location_assignment PIN_166 -to 78ledcom[6] # set_location_assignment PIN_164 -to 78ledcom[7]
set_location_assignment PIN_145 -to 78leddata[0] set_location_assignment PIN_143 -to 78leddata[1] set_location_assignment PIN_137 -to 78leddata[2] set_location_assignment PIN_139 -to 78leddata[3] set_location_assignment PIN_144 -to 78leddata[4] set_location_assignment PIN_146 -to 78leddata[5] set_location_assignment PIN_135 -to 78leddata[6] set_location_assignment PIN_142 -to 78leddata[7] 7.编译
执行菜单命令Project-&Set as top-level Entity，将顶层图设为当前顶层实体，然后编译。
（1）下载设置：使用下载线下载配置文件到FPGA。
（2）下载完毕后可看到实验现象：数码管实现显示的十进制计数器。
六．思考题
count[14:13] or datain是什么意思？
这条语句是判断已经计数的状态，并将相应的数码管变亮，选择扫描显示数据，count[14:13]大约1ms改变一次，而count[26:25]则闪烁的时间更短，人眼无法看清，故出现不正常显示的现象。 七．实验小结
（1）这是我们这学期数字电路EDA综合实验的第一次实验报告，在前几次的实验中，已经熟悉了QuartusII设计软件的基本功能、原理图输入和HDL输入方法、功能仿真、综合、配置与编程的设计过程，尤其是针对QuartusII的使用初步花了几节课的时间，毕竟这个软件对于我们来说是很陌生的。
（2）在前面的实验中，学习QuartusII的基础实验中，课本上的介绍是很详细的，每一个操作步骤都是有截图的，所以跟着步骤一步一步的，只要小心谨慎，是不会出现错误的。
（3）这次的实验是对前几次的实验的整合，在LED的按键控制的基础上进行的实验，在我做实验的工程中，查找错误是最麻烦的琐碎的，往往错误源于很小的失误，比如忘记建立顶层图、调用宏功能模块设计计数器时选错选项等等。这些错误看似微不足道，但是检查起来异常麻烦，所以我们在做实验的时候一定要小心谨慎，切记三心二意。
（4）通过这一次的实验练习，希望为以后打下坚实的基础。
包含各类专业文献、中学教育、专业论文、生活休闲娱乐、文学作品欣赏、应用写作文书、高等教育、15实验四 七段数码管的动态扫描显示等内容。　
　实验四 七段数码管的动态扫描显示一、 实验目的 1.进一步熟悉 QuartusII 软件进行 FPGA 设计的流程; 2.掌握利用宏功能模块进行常用的计数器,译码器的设计; 3.... 　实验四 七段数码管显示实验一、实验目的掌握数码管显示数字的原理。 二、实验...通过本次试验, 掌握了数码管显示的程序流程了解了动态扫描显示的程序执行过程。 ... 　实验四 七段数码管的动态扫描显示 动态扫描显示与视觉暂留 1. 设计计数时钟设计一个分频器,对 50MHz 分频输出到计数器,让计数器以 较慢的速度递增。 module ... 　八位七段数码管动态显示电路的设计一、 实验目的 1、 了解数码管的工作原理。...在实验中时,数字时钟选择 1024HZ 作为扫描时钟,用四个拨动开关做为输入,当四 ... 　二、实验内容 1.用 Proteus 设计一 8 位数码管动态扫描显示电路。要求利用 P0 口作数码管 的段选线,P1.0~P1.2 与 74LS138 译码器的 3 个输入端相连,... 　实验四 数码管的动态显示实验_电子/电路_工程科技_专业资料。实验四 数码管的动态...可以通过依次选通一位 7 段数 码管并通过 P0 端口送出显示数据。由于人眼... 　接口设计及程序编写 二、实验设备 1.仿真器 2.单片机最小系统教学实验模块 3.动态数码管显示模块 三、实验要求使 8 位数码管显示“0 1 2 3 4 5 6 7”... 　数码管动态扫描显示实验_电子/电路_工程科技_专业资料。3 0 p VCC C F 1 ...对应数据线 对应显示段 显示数字 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 段码 0CFH ...更多频道内容在这里查看
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数码管的静态显示与动态显示
图1 数码管段码分布及显示示例
按照工作方式, 数码管驱动可以分为静态显示和动态扫描。所谓静态显示, 就是每一个数码管的段码都要独占具有锁存功能的输出口, CPU把要显示的字码送到输出口上,就可以使数码管显示对应的字符, 直到下一次送出另外一个字码之前, 显示的内容一直不会消失；动态扫描是把所有显示器的8个段码中的A-dp的各个相同段连接在一起, 接到一个公共的输出口上,而数码管的位端分别接在另外的输出口上,通过这两个输出口的两组信号相互作用来产生显示效果。即让各位数码管按照一定顺序轮流显示, 只要扫描频率足够高, 由于人眼的“ 视觉暂留”现象,就能连续稳定的显示。静态显示法的优点是显示稳定、亮度大, 节约CPU时间, 但占有I/O口线较多, 硬件成本高。动态扫描其特点在于能显著降低显示部分成本,大大减少显示接口的连线结构。举例, 静态驱动4位数码管, 需要4x8=32个I/O口, 而动态的驱动位数码管只需要4+8=12个I/O口。
电路图详解
单片机的I/O资源是有限的, 因此如何节省I/O口线而又不影响系统的功能是单片机工程师面临的实际问题。图2采用是串行转并行芯片74HC595和三线一八线译码器实现8位数码管的驱动, 好处是可以节省更多的I/O口线作其他用途。正常驱动8个数码管需要8+8=16根口线, 采用595+138的方式只需要3+3=6根。
图2 数码管显示电路连接图
为了更好地理解电路, 这里简单介绍一下74HC595和74LS138两个芯片的作用。74HC595是一款串行移位输入、8位并行输出的芯片, 内带数据移位寄存器和三态输出锁存器；SER为串行数据输入；SRCLK为移位时钟输入；RCLK为锁存控制输入；QA-QH为数据输出, QH'为向下一片(位)的串行数据输出。74LS138是一个3线一8线的译码器, 低电平有效输出, 因此每个时刻输出端口只有一个是低电平, 其余都是高电平输出, 因此可以驱动共阴极数码管。如果驱动共阳极的数码管还需要做一个非门的转换。最后, 为了增加单片机I/O的输出能力, 在74HC595与数码管之间串接了一个74HC245并行驱动芯片。
从电路图中可以看到, 每个芯片的电源和地附近都接了一个104电容, 这个高频滤波电容, 可以减小电源对IC的影响。注意高频电容的布线, 连线应靠近电源端并尽量粗短, 否则, 等于增大了电容的等效串联电阻, 会影响滤波效果。其实, 不加这个电容也可以, 但万一因为干扰出了问题, 就会很难查找根源, 实际调试电路板的时候就会发现电容的作用非常大的, 而这些恰恰是初学者容易忽略的地方。
关健程序分析
动态扫描需要注意的一个问题, 由于所有数码管的段码接到一个公用的I/O上, 在每个瞬间, 各个位数码管上的段码都是一样的, 要想在不同的位显示不同的信息, 必须用扫描显示的方式, 在一段时间内, 只点亮一个数码管, 其余的都处于关闭状态；下一个时间段内点亮下一个数码管, 其余的都处于关闭状态。如此循环, 造成一个视觉暂留的效果, 当闪烁的频率大于50Hz的时候, 人眼就分辨不出来了, 即各个位上显示的信息就“ 区分”开了。扫描频率过高, 每个位显示的时间太短, 数码管的亮度不够；扫描频率过低, 会有明显的闪烁感。这个时间需要根据不同的硬件电路, 做不同的调整, 而且跟数码管的个数有关, 一般的经验值延时10ms左右。
图3 数码管动态显示流程图
动态扫描过程中, LED显示的亮度同驱动电流、点亮时间和关断时间有关, 调整驱动电流大小和扫描频率, 可以控制LED显示的亮度, 同时稳定显示。这需要在实际的调试过程中不断的尝试, 找到一个最佳临界点！对于尺寸比较大的数码管, 可以在74HC245与数码管之间再串接一个ULN2003(7段)或者ULN2803(8段)达林顿管增加驱动能力。
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