数码管
数码管是一种半导体发光器件，其基本单元依然是 LED。 数码管按段数可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（DP），这个小数点可以更精确的表示数码管想要显示的内容。按照能显示的位数可分为 1 位、2 位、3 位、4 位、5 位、6 位、7 位等数码管。
按发光二极管单元连接方式可分为共阳极数码管和共阴极数码管：
- 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。
- 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。
原理图如下：
引脚图中间的两个 COM，是公共端，共阴数码管要将其接地，共阳数码管将其接电源。a，b，c，d，e，f，g，dp 被称为段选线。
电路设计
代码
// 定义输出引脚并把所有引脚存到数组中
int pin_a = 4;int pin_b = 5;int pin_c = 19;int pin_d = 21;int pin_e = 22;int pin_f = 2;int pin_g = 15;int pin_dp = 18;
int pin_array[8] = {pin_a, pin_b, pin_c, pin_d, pin_e, pin_f, pin_g, pin_dp};
// 定义数字显示逻辑的二维数组
int number_array[][8] = {
{0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1}, // 0
{1, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1}, // 1
{0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 1}, // 2
{0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1}, // 3
{1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1}, // 4
{0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1}, // 5
{0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1}, // 6
{0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1}, // 7
{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1}, // 8
{0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1}, // 9
};
void display_number(int num){
// 清屏
for (int i=0;i<8;i++){
digitalWrite(pin_array[i], HIGH);
}
// 改变对应引脚的电平;
for (int i=0;i<8;i++){
digitalWrite(pin_array[i], number_array[num][i]);
}
}
void setup() {
// 设置所有引脚为输出模式，初始化所有引脚为高电平
for (int i=0;i<8;i++){
pinMode(pin_array[i], OUTPUT);
digitalWrite(pin_array[i], HIGH);
}
}
void loop() {
// 显示数字
for (int i=0;i<10;i++){
display_number(i);
delay(500);
}
}4 位数码管显示
4 位数码管，即 4 个 1 位数码管并列集中在一起形成一体的数码管。
当多位数码管一体时，它们内部的公共端是独立的，而负责显示什么数字的段线（a-dp）全部是连接在一起的，独立的公共端可以控制多位一体中的哪一位数码管点亮，而连接在一起的段线可以控制这个能点亮数码管亮什么数字，通常我们把公共端叫做 位选线 ，连接在一起的段线叫做 段选线，有了这两个线后，通过单片机及外部驱动电路就可以控制任意的数码管显示任意的数字了。
有区别的地方首先是 1 位数码管有两个相同的公共（COM）端接地或者接电源，而 4 位数码管没有公共端，有四个控制不同位置显示的选通端。
电路设计
代码
// 定义位选线引脚
int seg_1 = 5;
int seg_2 = 18;
int seg_3 = 19;
int seg_4 = 21;
// 定义位选线数组
int seg_array[4] = {seg_1, seg_2, seg_3, seg_4};
// 定义段选线引脚;
int a = 32;
int b = 25;
int c = 27;
int d = 12;
int e = 13;
int f = 33;
int g = 26;
int dp = 14;
// 定义位选线引脚
int led_array[8] = {a, b, c, d, e, f, g, dp};
// 定义共阴极数码管不同数字对应的逻辑电平的二维数组
int logic_array[10][8] = {
//a, b, c, d, e, f, g, dp
{1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0}, // 0
{0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0}, // 1
{1, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 0}, // 2
{1, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 0}, // 3
{0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0}, // 4
{1, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0}, // 5
{1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0}, // 6
{1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0}, // 7
{1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0}, // 8
{1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 0}, // 9
};
// 清屏函数
void clear() {
for (int i=0;i<4;i++) {
digitalWrite(seg_array[i], HIGH);
}
for (int i=0;i<8;i++) {
digitalWrite(led_array[i], LOW);
}
}
// 显示数字的函数
void display_number(int order, int number) {
// 清屏
clear();
// 把对应位选线的电平拉低
digitalWrite(seg_array[order], LOW);
// 显示数字
for (int i=0;i<8;i++) {
digitalWrite(led_array[i], logic_array[number][i]);
}
}
void setup() {
// 设置所有位选线引脚为输出模式，初始化所有位选线引脚为高电平
for (int i=0;i<4;i++) {
pinMode(seg_array[i], OUTPUT);
digitalWrite(seg_array[i], HIGH);
}
// 设置所有段选线引脚为输出模式，初始化所有段选线引脚为低电平
for (int i=0;i<8;i++) {
pinMode(led_array[i], OUTPUT);
digitalWrite(led_array[i], LOW);
}
}
void loop() {
// 第三位显示数字 3
// display_number(2, 3);
// 按顺序让所有位置显示 0~9
for (int i=0;i<4;i++) {
for (int j=0;j<10;j++) {
display_number(i, j);
delay(200);
}
}
}