在单片机系统中，常常用LED 数码管显示器来显示各种数字或符号。由于它具有显示清晰、亮度高、使用电压低、寿命长的特点，因此使用非常广泛。

　　还记得我们小时候玩的“火柴棒游戏”吗，几根火柴棒组合起来，能拼成各种各样的图形，LED 数码管显示器实际上也是这么一个东西。

　　数码管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（多一个小数点显示）；如图6-4，按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管，另外还有右下角不带点的数码管和“米”字数码管等。

　　不管是什么样的数码管，数码管的显示原理都是一样的，数码管内部是一些二极管，都是靠点亮其内部的发光二级管来发光从而使其具有不同的显示状态。下面我们以八段数码管为例进行说明，本书中我们所用到的均为八段数码管。

　　八段LED 数码管显示器由8 个发光二极管组成。基中7 个长条形的发光管排列成“ 日”字形，另一个贺点形的发光管在数码管显示器的右下角作为显示小数点用，它能显示各种数字及部份英文字母。LED 数码管显示器有两种不一样的形式：一种是8 个发光二极管的阳极都连在一起的，称之为共阳极LED 数码管显示器；另一种是8 个发光二极管的阴极都连在一起的，称之为共阴极LED 数码管显示器。

　　共阴和共阳结构的LED 数码管显示器各笔划段名和安排位置是相同的。当二极管导通时，对应的笔划段发亮，由发亮的笔划段组合而显示的各种字符。8 个笔划段hgfedcba 对应于一个字节（8 位）的D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,于是用8 位二进制码就能表示欲显示字符的字形代码。例如，对于共阴LED 数码管显示器，当公共阴极接地（为零电平），而阳极hgfedcba 各段为0111011 时，数码管显示器显示"P"字符，即对于共阴极LED 数码管显示器，“P”字符的字形码是73H。如果是共阳LED 数码管显示器，公共阳极接高电平，显示“P”字符的字形代码应为10001100  （8CH）。这里必须注意的是：很多产品为方便接线，常不按规则的办法去对应字段与位的关系，这个时候字形码就必须根据接线来自行设计，并设定编码。

　　数码管的正常显示根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。

　　静态显示是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码或译码器译码进行驱动。静态显示的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×8=40根I/O端口来驱动，要知道一个89C52单片机可用的I/O端口才32个，实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。我们以单片机P0口控制一个共阴数码管数码管为例，编写一个C语言程序：

　　数码管的动态显示，我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过控制各个数码管的引脚，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态显示。

　　为了节省单片机的I/O端口，提高单片机的工作能力，我们通常用芯片加以控制。本书中我们多用到的数码管驱动芯片为74HC595。

　　下面我们将对该芯片进行一些说明：

　　（1）74HC595的数据端：

　　QA--QH: 八位并行输出端，可以直接控制数码管的8个段。

　　QH': 级联输出端。我将它接下一个595的SI端。

　　SI: 串行数据输入端。

　　（2）74HC595的控制端说明：

　　SCLR(10脚): 低点平时将移位寄存器的数据清零。通常我将它接Vcc。

　　SCK(11脚)：上升沿时数据寄存器的数据移位。QA-->QB-->QC-->...-->QH；下降沿移位寄存器数据不变。（脉冲宽度：5V时，大于几十纳秒就行了，我通常都选微秒级。）

　　RCK(12脚)：上升沿时移位寄存器的数据进入数据存储寄存器，下降沿时存储寄存器数据不变。通常我将RCK置为低电平，当移位结束后，在RCK端产生一个正脉冲（5V时，大于几十纳秒就行了。我通常都选微秒级），更新显示数据。

　　OE(13脚): 高电平时禁止输出（高阻态）。如果单片机的引脚不紧张，用一个引脚控置它，可以方便地产生闪烁和熄灭效果。比通过数据端移位控制要省时省力。

　　注：74164和74595功能相仿，都是8位串行输入转并行输出移位寄存器。74164的驱动电流(25mA)比74595(35mA)的要小,14脚封装，体积也小一些。

　　74595的主要优点是具有数据存储寄存器，在移位的过程中，输出端的数据可以保持不变。这在串行速度慢的场合很有用处，数码管没有闪烁感。

　　与164只有数据清零端相比，595还多有输出端时能/禁止控制端，可以使输出为高阻态。

　　74HC595是具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。 移位寄存器和存储器是分别的时钟。数据在SCHcp的上升沿输入，在STcp的上升沿进入的存储寄存器中去。如果两个时钟连在一起，则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。移位寄存器有一个串行移位输入（Ds），和一个串行输出（Q7’）,和一个异步的低电平复位，存储寄存器有一个并行8位的，具备三态的总线输出，当使能 OE时（为低电平），存储寄存器的数据输出到总线。

　　（3）74HC595各个引脚的功能：

　　Q1~7 是并行数据输出口，即储寄存器的数据输出口

　　Q7' 串行输出口，其应该接SPI总线的MISO接口

　　STcp 存储寄存器的时钟脉冲输入口

　　SHcp 移位寄存器的时钟脉冲输入口

　　OE的非 输出使能端

　　MR的非 芯片复位端

　　Ds 串行数据输入端

　　程序说明：

　　每当spi_shcp上升沿到来时,spi_ds引脚当前电平值在移位寄存器中左移一位，在下一个上升沿到来时移位寄存器中的所有位都会向左移一位，同时Q7'也会串行输出移位寄存器中高位的值，这样连续进行8次，就可以把数组中每一个数（8位的数）送到移位寄存器；然后当spi_stcp上升沿到来时，移位寄存器的值将会被锁存到锁存器里，并从Q1~7引脚输出

　　是两个595级联控制2个数码管，4个同理继续连接便可：

　　我们以四个数码管为例编写程序如下：