元器件科普之LED数码管的原理和应用

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查看4766 | 回复0 | 2018-6-16 02:25:39 | 显示全部楼层 |阅读模式

1、简述

LED 数码管(LED Segment Displays、LED Module)是当今一种很常见的数字信息显示器件,在各种数码产品、家电、工业数字仪器仪表等领域具有广泛应用。其通过封藏在固定的塑胶组件里的多个LED发光二极管的巧妙布局和组合,构成了一个特定功能的显示面板。这些显示面板,有些只能显示十进制0至9的数字,有些还可以显示A到Z的26个大小写英文字母,而有些还能显示特定图案(如汉字或电池的标志符号等等)。所以,狭义来讲,LED数码管只包括七段数码管、八段数码管(在七段的基础上多了一个小数点DP或冒号符:)、米字型数码管;而广义来讲,LED数码管还包括条形数码管、各种段码型LED显示模组(面板)。下图(1)展示了当前市面上各种常见的LED数码管。

2、结构及工作原理

如下图(2)所示,这是一个常见数码管的结构示意图,从图上可知,LED数码管一般由四部分组成: 显示面板(薄膜片,一般颜色用黑色或灰白色;有些不用薄膜片,而是直接涂印在上面)、LED灯芯、PCB(固定引脚和LED灯芯用)、金属引脚(贴片型,不用)。其中,多个LED发光二极管(分别跟字母a、b、c、d、e、f、g、h对应)通过在PCB上的巧妙布局,形成了一个8字形的数字,且每个可显示的笔段由一个LED发光二极管对应。这样,通过外露出的引脚来控制每个LED发光二极管的亮或灭,就可以显示出特定的数字信息: 0、1、2、3、4、5、6、7、8,还有小数点h。图(3)是对应的内部硬件连线情况。

3、分类

3-1、按显示位数分类

按能显示多少个“8”,可分为一位、两位、三位、四位或N位LED数码管。例如,四位数码管,表示一个这样的显示组件(显示屏)可以显示四个“8”字。见下图所示:

3-2、按内部连接方式分类

为减少接口的引脚数量,LED数码管在内部通过共阴或共阳的方式把多个引脚连接在一起组成一个单引脚,简称:公共电极(COM)。一般分有:共阳型和共阴型,见下图:

3-3、按数码管的高度分类

这种是按LED数码管的字体高度来命名的,比如说:0.36英寸一位数码管,0.36英寸就代表字体的高度,如果用厘米来换算即为9.1mm高度。常见的LED数码管有这几种高度: 0.28英寸、0.3英寸、0.32英寸、0.36英寸、0.39英寸、0.4英寸、0.5英、0.56英寸、0.8英寸、1.0英寸、1.2英寸、1.5英寸、1.8英寸等等。列如,下图是一个0.4英寸的LED数码管,这里它的8字形字体高度是10.16mm ,即0.4英寸:

3-4、按数码管的发光颜色分类

这种分类是按LED数码管组件可以发光的颜色进行分类,一般有固定单色(如:红色、白色、黄绿色、翠绿色、橙色等等)和双色(支持2种颜色)、及全彩(RGB三基色)。通过使用不同颜色的LED灯,就实现不同的发光颜色。例如,下面两个LED数码管分别是单色、双色型。

3-5、按数码管的封装分类

可分为贴片型和插件型。

4、优缺点

相比LCD/TFT液晶和OLED等显示器件,LED数码管的主要特点和优点有:

(1)主动发射型,因此具有亮度高、视角宽,室外应用也可清晰可辨。

(2)发光响应时间快!

(3)能在低电压、小电流条件下驱动发光,能与CMOS、ITL电路兼容。

(4)体积小,重量轻,抗冲击性能好。

(5)寿命长,使用寿命在5万小时以上,成本较低。

而它的缺点是:

(1)厚度高,体积较大、重。

(2)耗电大。

(3)能显示信息的内容少。

未完待续

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