單片機驅動共陽數碼管和共陰數碼管的比較
2023年01月26日 09:13:59
來源：云南昌暉儀表制造有限公司 >> 進入該公司展臺
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單片機驅動數碼管時有共陽和共陰兩種接法，在本文對單片機驅動共陽數碼管和共陰數碼管做個比較，希望可以拋轉引玉，對電子愛好者有所幫助。
共陽數碼管的正端接正電源，負端通過一個限流電阻接P口，這時不用接上拉電阻，只要這個限流電阻取合適就可以了。共陽數碼管亮時電流就是從電源正→共陽數碼管→限流電阻→P口，P口為低電位；共陽數碼管滅時沒有電流流過，P口為高電位或高阻狀態。
共陰數碼管負端接地，正端直接P口，這時候要接上拉電阻，這個上拉電阻是提供數碼管發光用的。共陰數碼管亮時電流是從電源正→上拉電阻→數碼管→地。這時上拉電阻也是限流用，P口為高電位或高阻狀態；共陰數碼管暗的時候電流是從電源正→上拉電阻→P口，這時數碼管無電流流過，P口為低電位，限流電阻上流過電流全部從P口流入。
本文對其他情況不細分析。
單片機驅動共陽和共陰數碼管的比較要從單片機的輸出驅動能力開始講起。單片機輸出驅動分為高電平驅動和低電平驅動兩種方式，所謂高電平驅動，就是端口輸出高電平時的驅動能力；所謂低電平驅動，就是端口輸出低電平時的驅動能力，當單片機輸出高電平時，其驅動能力實際上是*端口的上拉電阻來驅動的，實際測試表明，51單片機的上拉電阻的阻值在330K左右，也就是說如果*高電平驅動，本質上就是*330K的上拉電阻來提供電流的，當然該電流是非常小的，小的甚至連發光二極管也難以點亮，如果要保證數碼管正常發光，必須要外接一個1K左右的上拉電阻，如果是一個數碼管還好，要是n個數碼管的話，就要接n個1K的上拉電阻，接電阻的本身是可以的，問題是接了上拉電阻以后，每當端口變為低電平0的時候，那么就有n個上拉電阻被無用的導通，假設每個電阻的電流為5mA計算，n個電阻就是5mA×n電流，這將造成電源效率的嚴重下降，導致電源發熱，紋波增大，以至于造成單片機工作不穩，因此很少有采用高電平直接驅動數碼管的，即很少采用單片機驅動共陰數碼管。
低電平驅動就不同了，端口為低電平0時，端口內部的開關管導通，可以驅動高達30多毫安的驅動電流，可以直接驅動數碼管等負載，當端口為低電平0時，盡管內部的上拉電阻也是消耗電流的，但是由于內部的上拉電阻很大，有330K，因此消耗電流極小，基本上不會影響電源效率，不會造成無用功的大量消耗。
舉個實例：筆者使用75HC573驅動數碼管時，單片機IO輸出5V，測試中發現數碼管怎么調亮度都很低，仔細分析才明白是自己對數碼管共陰和共陽接法沒有明白導致：共陽數碼管公共端為陽極，接一個IO口，電流非常小；共陰數碼管公共端為陰極，接多個IO口，電流非常大。明白共陰和共陽數碼管原理上的不同，稍作調整問題迎刃而解。
因此51單片機是不能用高電平直接驅動數碼管的，只能用低電平直接驅動數碼管，即51單片機只能用共陽數碼管，而不能直接用共陰數碼管。
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