在51單片機(jī)關(guān)于數(shù)碼管的實(shí)驗(yàn)電路中，采用的硬件是一個(gè)八位八段共陰極數(shù)碼管，通過兩個(gè)鎖存器74HC573來控制。數(shù)碼管電路的原理圖如下圖所示。

        所謂“八位”指的是數(shù)碼管上有八個(gè)子單元。每個(gè)子單元如下圖所示。實(shí)際上開發(fā)板上的八位數(shù)碼管是由兩個(gè)四位八段共陰數(shù)碼管組成。

        所謂“八段”指的是每個(gè)子單元由8個(gè)發(fā)光二極管組成，如上圖所示，八段分別為：A、B、C、D、E、F、G、DP。

        數(shù)碼管按照連接方式可以分為共陰數(shù)碼管和共陽數(shù)碼管。二者的區(qū)別在于每一位的8個(gè)發(fā)光二極管是陰極連接在一起還是陽極連接在一起。共陰數(shù)碼管的陰極連接在一起，共陽數(shù)碼管的陽極連接在一起。

         開發(fā)板上包含了2個(gè)四位八段共陰數(shù)碼管。數(shù)碼管的內(nèi)部原理圖如下圖所示。

        數(shù)碼管的管腳圖如下圖所示。

        由以上兩個(gè)圖可以看出，雖然4位8段共陰數(shù)碼管中有32個(gè)發(fā)光二極管，但是數(shù)碼管引出的管腳只有12個(gè)。首先是每一位的發(fā)光二極管的陰極連接在了一起，總共引出了4個(gè)陰極。其次，四位的名稱相同的陽極都是連接在一起的一共有8個(gè)陽極。因此數(shù)碼管只有12個(gè)管腳。由于數(shù)碼管的這個(gè)構(gòu)造，4位數(shù)碼管使用相同的陽極，決定了要想在4位上顯示不同的數(shù)字，必須采用掃描的方式來顯示。

       數(shù)碼管掃描的方式是：先給陽極賦值需要顯示的第一位的段碼，然后令第一位的陰極為低電平，其余位為高電平，這樣第一位有顯示；經(jīng)過一段時(shí)間之后，再向陽極賦值第二位的段碼，然后令第二位的陰極為低電平，其余位為高電平，這樣第二位有顯示；同理來顯示第三位和第四位。把顯示的時(shí)間間隔調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)闹?，由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象，感覺4位數(shù)碼管是同時(shí)顯示的。    開發(fā)板上的八位數(shù)碼管是由兩個(gè)四位八段共陰數(shù)碼管組成的。掃描時(shí)，需要由第一位掃描到第八位。共陰數(shù)碼管顯示數(shù)字和字母的段碼如下圖所示。

        開發(fā)板上采用兩片74HC573來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。74HC573是鎖存器，它的內(nèi)部邏輯圖如下圖所示。

        上圖中，D0~D7為數(shù)據(jù)輸入，Q0~Q7為數(shù)據(jù)輸出。Output Enable為輸出使能端， Latch Enable為鎖存使能端。74HC573的真值表如下表所示。

        由真值表中可以看出，Output Enable為高電平時(shí)，無論Latch Enable與D端為何種電平狀態(tài)，其輸出都為高阻態(tài)，此時(shí)芯片處于不可控狀態(tài)。所以在設(shè)計(jì)電路是我們直接將Output Enable接地，也就是74HC573一直處于使能狀態(tài)。

        當(dāng)Output Enable為低電平，且Latch Enable為高電平時(shí)，D與Q同時(shí)為H或L。當(dāng)Latch Enable為低電平時(shí)，無論D為何種電平，Q都保持上一次的數(shù)據(jù)狀態(tài)。

        鎖存器就是把當(dāng)前的狀態(tài)鎖存起來，使單片機(jī)發(fā)出的數(shù)據(jù)在接口電路的輸出端保持一段時(shí)間鎖存后狀態(tài)不再發(fā)生變化，直到解除鎖存。鎖存引腳高電平表示直通狀態(tài)，為低電平表示鎖存狀態(tài)，可以通過控制鎖存引腳，控制74HC573后端輸出數(shù)據(jù)。兩片74HC573，一片用來傳輸數(shù)碼管的段碼，另一片用來控制數(shù)碼管的位選通。