树莓派控制3641BS数码管显示数字

3641BS数码管是一个小LED显示器，可以显示4位数字和4个小数点。它是没有驱动的，使用它的方法就是控制每一个LED灯的亮起和熄灭。这个型号的数码管长这个样子：

硬件准备

• 树莓派
• 显像管 – 不是3641BS也可以，最好是位，没有驱动
• 至少12根杜邦线 – 连接GPIO和显像管引脚
• 排线，T形扩展板，面包板 – 非必须，方便调试，保护树莓派

原理

控制数码管显示数字的原理，简单来说就是让相应的LED亮起来。要让它亮就需要有电流通过，电流形成的条件是有电压。所以我们只要控制一个LED两端一端是高电平，一端是低电平，就可以让它发光了。

从上图看来，这个显像管一共有8（每个数字加点）X4=32个LED，一个LED需要两个引脚的话，那么一共需要64个引脚啦？

当然不是，树莓派一共才40个引脚呢。首先，每个数字的LED的一端格子控制电压，另一端公用，就可以达到控制电压的效果。例如显示一个数字的时候，将公用端设为低点平，在每个LED控制的一端，需要亮起的部分设置为高电平，不需要亮的部分设置低电平，就可以让它发光。公用端根据阳极和阴极的不同分为共阳极和共阴极显像管。在内部的公用电路是这样的：

那这样的话，8个独立的加上一个公用的，只需要9个就行了，这样4个数字需要36个。也不是的，下图是3641的线路图：

最下面的图中，我们可以发现，四个数字除了共阴极的一端，其余的9个引脚都是公用的。事实上只有12个引脚。这种显示方式称为扫描显示，比如（共阳极为例）显示1234的话，第一个共阴极低电平，其余的共阴极高电平，要显示的字形按照上一个原理，亮起的是高电平，就在第一位上显示出1.其实这个时候，第一位灭掉的是低电平，其余的共阴极是高电平，也形成了回路，但是它们不会亮的，因为二极管单向导电，只能从阳极流向阴极。1ms之后，将第一共阴极拉高，熄灭第一位，亮起第二位，1ms之后亮第三位。这样循环显示，叫做「扫描显示」。人类的视觉停留时间是1/16s，所以不会有闪烁的效果，看起来就和静态显示一模一样。

代码

Python代码使用了GPIO，懂了上面的原理之后，代码看起来就非常简单了，基本不用赘述。值得一提的是，我使用的BCM编码的引脚，如果你昨晚之后发现某个LED不正常，可以对照这两幅图的LED编号-显像管引脚编号-GPIO编号找到不正常的那个LED，再找到引脚，顺着杜邦线找到现在使用的GPIO，然后换一个GPIO。

参考资料

树莓派GPIO入门05-驱动数码管显示数字：这个链接中还有加了按钮的实现，还有更快速的C版本的实现。