液晶屏：數碼管和點陣屏的主要區別是什么

在電子工程、工控設備、家電控制器、消費電子及戶外顯示技術不斷發展的今天，“數碼管”和“點陣屏”依舊是技術工程師繞不開的兩類基礎顯示器件。盡管二者都屬于“LED基礎顯示技術”，但它們在顯示結構、驅動方式、可擴展性、編碼方式、成本結構、可靠性要求、使用場景等方面存在根本差異。

許多人以為：

“數碼管就是顯示數字，點陣屏是顯示漢字。”

這當然沒錯，但遠遠不夠。

為什么家電控制器仍大量使用數碼管而不是點陣屏？

為什么工控設備、儀表、醫療設備逐漸從數碼管升級到點陣屏？

為什么點陣屏比數碼管難驅動？

為什么點陣屏需要字庫，而數碼管不需要？

為什么一個7段數碼管只要1塊錢，而一個16×16點陣屏可能要幾十甚至上百？

為什么數碼管幾乎永不壞，而點陣屏需要防水、防塵、防腐蝕？

兩者屬于完全不同的技術體系

1、數碼管的結構：Segment（段）驅動顯示技術

數碼管的本質是“預定義段的組合顯示”。

最典型的是7段數碼管（7-SegmentDisplay）：

它包含七條LED燈條（A、B、C、D、E、F、G），可通過不同組合表示0——9十個數字。

若帶小數點，則會多一個DP段，變成8段。

復雜的字符可使用：

1、14段（字母+基本符號）

2、16段（更完整字母、符號）

每一個段是固定形狀，不能改變，因此顯示能力有限。

2、點陣屏的結構：Pixel（像素）驅動技術

點陣屏是由一個個可獨立點亮的LED像素組成的矩陣結構，如：

1、8×8

2、8×16

3、16×16

4、32×16

5、64×32

6、192×64（戶外LED廣告級）

每個像素點都可以獨立控制亮滅→構成：

1、數字

2、字母

3、漢字

4、圖形

5、動畫

點陣屏就是“像素屏”，類似早期LCD的點陣顯示方式。

固定字符vs無限字符區別

比較項目	數碼管	點陣屏
顯示方式	固定段組合	像素點自由組合
可顯示數字	√	√
可顯示字母	受限（要用14/16段	√完全支持
可顯中文	不可能	支持任意漢字
可顯示圖形	×	√
可顯示動畫	×	√
靈活性	低	高
擴展性	極低	極強

數碼管能顯示“預定格式”的內容；點陣屏能顯示“任何格式”的內容。

驅動方式的技術差異

1、數碼管的驅動：位選+段選的動態掃描方式

驅動方式如下：

1、段（Segment）控制“A、B、C、D、E、F、G”

2、位（Digit）控制“第幾位數字”

通常采用動態掃描方式：依次點亮：Digit1→Digit2→Digit3→…

每一位在瞬間點亮，通過視覺暫留形成穩定顯示。

常見驅動芯片：

1、TM1637

2、TM1640

3、PT6311

4、MAX7219（可驅數碼管或8×8點陣）

特點：

1、控制簡單

2、MCUIO占用少

3、不需要字庫

4、編碼邏輯簡單（0x7E=顯示數字0等）

2、點陣屏的驅動：行列掃描+字庫+恒流IC

點陣屏驅動包含三個關鍵要素：

①行列掃描（MatrixScan）

例如一個16×16點陣：

16行

16列

共256個像素點

需要MCU或專用IC不斷切換行并輸出對應列數據。

②字庫（FontLibrary）

顯示漢字或字符必須通過字庫，例如：

GB2312

ASCII

自定義點陣庫

顯示文字本質是：“從字庫中取出點陣矩陣→映射到像素點”

③恒流驅動IC

為了保證亮度一致性，點陣屏必須使用：

TLC5940

MY9221

ICN2038

74HC595（低端用）

HUB75體系驅動（戶外LED）

這些IC可提供：

穩定電流

PWM調光

多級灰度

行列切換邏輯

點陣屏的驅動比數碼管困難一個數量級以上。此MCU負載、程序復雜度、驅動IC數量，均大幅提升。

從電源與功耗角度的差異

 

項目	數碼管	點陣屏
功耗	低	中到高
LED數量	少（7——16個）	多（數十——數百——數千）
是否需要恒流驅動	不需要	必須
熱量	極低	名下發熱

大尺寸點陣屏甚至需要：

1、外置驅動電源

2、散熱板

3、風扇系統

4、EMC屏蔽

數碼管完全不需要。

可視效果差異

1、數碼管：數字感強、風格固定

數碼管顯示效果特點：

冷冰冰的“數字”感覺

只能顯示固定段

無法柔和顯示

亮度高，但形狀死板

適合：

儀表讀數

時間、溫度、電壓等簡單參數

2、點陣屏：可設計UI，可顯示圖形

點陣屏支持：

LOGO

中文提示

滾動字幕

動態動畫

圖標UI

應用體驗明顯更好，適合：

工控HMI

醫療設備

自助終端

車載顯示模塊

成本結構上的差異

數碼管成本低的原因

LED數量極少

驅動簡單

PCB簡單

MCU負擔輕

無字庫

無灰度控制

量產規模大

單價可做到：

7段數碼管：0.5——2元

16段字符管：2——10元

點陣屏成本高的原因

像素數量大量增加

LED燈點需均勻匹配

恒流驅動IC成本高

PCB層數多

需要字庫IC或MCU算力

工藝難度高

例如常見價格：

8×8點陣：3——6元

64×32全彩：100——300元

戶外LED點陣屏：數百至數千元

兩者不是一個量級的產品。

應用場景上的根本分野

1、數碼管的典型應用

家電控制器（空調、熱水器）

電壓電流表

電子秤

時間顯示器

電梯樓層指示

UPS顯示

簡單工業儀表

低成本、固定信息顯示→數碼管最佳。

2、點陣屏的典型應用

車載LED顯示屏

醫療設備提示信息

工控HMI簡易顯示

公交站牌

戶外廣告

多語言顯示界面

LOGO、圖形界面

電子價簽ELS

機器人狀態顯示

可變內容、多語言、圖形化→點陣屏不可替代。

為什么很多行業從數碼管轉向點陣屏？

各行業升級原因包括：

1、用戶體驗提升：點陣屏能顯示漢字、提示、動畫，使設備更智能。

2、國際化需求提升：需要多語言UI，而數碼管無法實現。

3、復雜儀表需要更多顯示信息

例如醫療設備：

血壓計

心電監護

呼吸機狀態指示

這些信息靠數碼管根本不夠。

4、品牌美觀要求提升：點陣能顯示品牌LOGO，提升檔次。

常見問題

Q1：為什么數碼管這么便宜？

因為：

LED數量少

驅動簡單

工藝成熟

應用極大量化

Q2：點陣亮度不均怎么辦？

常見原因：

恒流驅動不一致

電流分布不均

老化時間不同

某些LED失效

解決方案：

使用品牌驅動IC（如ICN系列）

選擇批次一致的LED

均勻老化8——24小時

Q3：點陣屏顯示中文為什么需要字庫？

因為每個漢字需要一個點陣圖（通常16×16或24×24），MCU避免人工編碼，需字庫模塊。

Q4：數碼管是否可以顯示字母？

可，但需：

14段數碼管

16段數碼管

成本比7段高，但遠不如點陣靈活。

Q5：多位數碼管為什么會閃？

原因：

動態掃描頻率不足

MCU性能不夠

驅動電流不足

刷新頻率應≥80Hz才不易閃爍。

Q6：點陣屏耗電高怎么解決？

方法：

降低占空比

PWM降亮度

使用高效恒流驅動

分區控制

使用低功耗LED

Q7：數碼管能否替代LCD？

不能，因為信息量完全不足。

點陣屏逐漸取代數碼管，但不會完全消失

1、消費電子已全面拋棄數碼管

幾乎都改為OLED或LCD。

2、工控和醫療設備大量轉向點陣屏

原因：

復雜UI

多語言提示

更智能的交互需求

3、數碼管仍將長期存在于低成本、固定數據顯示領域

例如：

電子秤

儀表車間

低成本家電

UPS顯示

它們仍然需要“最簡單、最便宜、最穩定”的方案。

數碼管是“預制段”，點陣屏是“可編程像素”。固定顯示→選數碼管；任意顯示→選點陣屏。

數碼管勝在：

成本最低

可靠性最高

驅動簡單

功耗極低

點陣屏勝在：

顯示能力最強

支持圖形

支持漢字

可擴展性高

用戶體驗好

二者并非替代關系，而是不同層級的液晶屏顯示技術方案。