數碼管
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中文名；數碼管 外文名；Nixie tube 分類；七段數碼管和八段數碼管 基本單元；發光二極管 本質；半導體發光器件 |
數碼管，也稱作輝光管，是一種可以顯示數字和其他信息的電子設備。玻璃管中包括一個金屬絲網製成的陽極和多個陰極。大部分數碼管陰極的形狀為數字。管中充以低壓氣體，通常大部分為氖加上一些汞和/或氬。給某一個陰極充電，數碼管就會發出顏色光，視乎管內的氣體而定，一般都是橙色或綠色。[1]
目錄
簡介
數碼管，也稱作輝光管，是一種可以顯示數字和其他信息的電子設備。玻璃管中包括一個金屬絲網製成的陽極和多個陰極。大部分數碼管陰極的形狀為數字。管中充以低壓氣體，通常大部分為氖加上一些汞和/或氬。給某一個陰極充電，數碼管就會發出顏色光，視乎管內的氣體而定，一般都是橙色或綠色。
儘管在外觀上和真空管相似，其原理並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，即使處於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」，其陰極為一個模板製成的面具，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。由於混合氣體的不同，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製造中加入了汞，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塗層過濾。
分類
數碼管也稱LED數碼管，不同行業人士對數碼管的稱呼不一樣，其實都是同樣的產品。
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。
結構
led數碼管（LED Segment Displays）是由多個發光二極管封裝在一起組成「
8」字型的器件，引線已在內部連接完成，只需引出它們的各個筆劃，公共電極。led數碼管常用段數一般為7段有的另加一個小數點，還有一種是類似於3位「+1」型。位數有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等，led數碼管根據LED的接法不同分為共陰和共陽兩類，了解LED的這些特性，對編程是很重要的，因為不同類型的數碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。圖2是共陰和共陽極數碼管的內部電路，它們的發光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。顏色有紅，綠，藍，黃等幾種。led數碼管廣泛用於儀表，時鐘，車站，家電等場合。選用時要注意產品尺寸顏色，功耗，亮度，波長等。
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，增加了硬件電路的複雜性。
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，取決於單片機對位選通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，由於人的視覺暫留現象及發光二極管的餘輝效應，儘管實際上各位數碼管並非同時點亮，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。
應用範圍
數碼管是顯示屏其中一類， 通過對其不同的管腳輸入相對的電流，會使其發亮，從而顯示出數字能夠顯示 時間、日期、溫度等所有可用數字表示的參數。
由於它的價格便宜，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。
參考來源