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数码管，一种简洁而实用的显示器件，通过控制不同管脚的电流通断来发光，从而展现出数字的世界。它能够清晰地展示时间、日期、温度等所有可用数字信息。因其价格低廉、使用简便，数码管在电器领域，尤其是家电领域得到了广泛应用，无论是空调、热水器还是冰箱，都能看到它的身影。大多数小家电的显示都依赖于数码管，而对于更复杂的应用，则会采用液晶屏和荧光屏等。
数码管也被称为LED数码管，常见的段数通常为7段，还有加上小数点的8段。每一位数字的实现都离不开这8个LED小灯的协同工作。数码管根据LED的接法分为共阳和共阴两大类：
共阳数码管将所有发光二极管的阳极连接在一起，形成公共阳极(COM)。在使用时，公共极COM需接到+5V，而字段的阴极为低电平时，相应字段就会点亮。反之，若字段的阴极为高电平，则不会点亮。
与共阳数码管相反，共阴数码管则是将发光二极管的阴极连接在一起，形成公共阴极(COM)。在应用时，公共极COM应接地线GND，当字段的阳极为高电平时，相应字段就会点亮。
当给数码管的特定段加上电压时，这些特定的段就会发光，形成我们所看到的数字或字符。例如显示“2”，需要点亮A、B、G、E、D段，而F、C、DP则不点亮。常用的LED数码管可以显示的数字及字符包括0、1、2、3、4、5、6、7、8、9以及A到F的字母。
说到LED数码管的引脚定义，当然也存在更为复杂的数码管设计。
想要驱动数码管以显示我们想要的数字其实并不复杂。只要对不同LED段施加相应的电压即可。然而在实际应用中，如果要显示复杂的时间或其他数据，需要控制的LED数量可能会很多。想象一下，若要显示时间108分的话，我们需要精确控制几十个LED的亮灭状态。这就需要更高效的驱动方式了。数码管的驱动方式可以分为静态驱动和动态驱动两类。
静态驱动也称为直流驱动。在这种方式下，每个数码管的每一个段码都由单片机的I/O端口直接驱动。虽然这种方式编程简单且显示亮度高，但它占用了大量的I/O端口。对于驱动多个数码管的情况来说并不实用。因此在实际应用中需要增加额外的硬件电路以提高效率。
动态显示驱动是单片机中应用最广泛的显示方式之一。它通过分时轮流控制各个数码管的COM端来实现动态显示。在动态显示过程中每位数码管的点亮时间很短由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应我们的视觉感知会以为是一组稳定的显示数据即使各位数码管并非同时点亮也是如此动态显示的方式能节省大量的I/O端口并降低功耗。在实际应用中绝大多数数码管都采用动态显示的驱动方式。我们可以通过手机拍摄来验证这一点通过调整快门速度可以观察到不同显示方式的特征。
接下来我们重点介绍一个八位的LED数码管模块的结构和驱动方式。这个模块采用了MAX7219芯片一个集成化的串行输入/输出共阴极显示驱动器。它连接微处理器与八位数字的七段LED显示同时也支持条线图显示器或64个独立LED的控制。这个模块包括了一个片上的BCD编码器多路扫描回路以及静态RAM用来存储每一个数据驱动效率非常高只需要三个I/O口就能控制整个八位数码管模块的工作。整个模块的电路图如下展示了其结构和工作原理。关于其主要参数和引脚定义这里不再赘述。为了使其正常工作我们需要将其与Arduino UNO控制器连接并编写相应的程序来控制其工作。在编程之前我们需要了解每位数码管对应显示各个数字字符的段码这样我们就能通过程序控制其显示出我们想要的信息了。