数码管在生活中很常见，也常作为单片机的显示方式。今天我们来介绍数码管的原理及其单片机如何控制它的。
数码管虽然简单，但如果对其原理足够了解，也能玩出一些花样。
数码管有很多封装，有的只有一位，有的两位，但他们结构基本相同。现在我们以四位数码管3461BS为例。
3461BS为共阳极数码管，他有12个引脚，其中4个引脚控制位，8个引脚控制段。下图是其内部构（上为3461AS共阴，下为3461BS共阳）
我们先看单位数码管，可以看到，‘8.’的字样被分成了8段，他们每一段都就是一个小LED灯，而且每段都有一个名字，分别叫“a,b,c,d,e,f,g,dp”，其排列如图。我们先看一位数码管，可以发现，八个小LED灯的阳极是连在一起的（我们称之为公共阳极端，简称公共端），阴极则通过八个引脚引出来。如果我们要显示数字“1”，首先给公共端加入高电平（这里的高电平指能让LED灯正常工作的电压），然后把b、c段的阴极引出脚接地，这时候就会发现，8个LED灯，只有b、c段亮了，我们看到数码管上显示的正是数字1。
同样的方法，我们只要改变阴极接地的引脚就可以显示出其他数字，甚至一些字母或者符号，例如“E、L、F、H、S、C、b、n、p、d”等。
现在设想，如果我们把阴极的8个引脚按顺序与单片机的I/O口相连，不就可以通过单片机控制八段LED，从而显示出特定的字符。
假设我们选用P0口，按顺序把a,b,c,d,e,f,g,分别与P0.0~P0.7相连，只要P0口输出特定八位二进制数，就能控制数码管显示了。如此，我们就得到了数码管的编码表。
现在我们开始讨论四位数码管。
四位数码管就是四个一位数码管并联而成。不过这里的并联只并联了阴极相同名字的端口。（如四个数码管的a段阴极是相连的），它的情况要比一位的复杂一些。
静态显示：假如我们要在第一位数码管显示一个数字“1”，那我们只要给第一位数码管公共端加高电位，其他数码管的共阳极悬空，然后把第一位数码管的b,c段接地，这样，第二、三、四位数码管因为阳极没有高电位而不能电亮，第一位数码管a.b段有低电位而亮，最后的结果是：第一位显示了数字“1”，其他数码管不显示。
同理，如果要在某位数码管显示某个数，首先给该位数码管阳极加高电位，然后在阴极给对应的段加低电位。但是这种显示方式的缺点是，四个位不能同时显示不同的数字，只能显示这样的数码，例如：1___，_2__，333_，4444（_代表无显示）。
如果要显示这样的数：1234，静态显示则无法实现。这时就需要动态扫描了。
动态扫描：这种显示方式与老式电视机的显示原理类似，利用的是人眼的视觉暂留效应。
回到刚才的问题，现在我们要在数码管上显示1234。四位数码管都有显示，所以四位数码管的阳极应该都要加高电位，然后在阴极给对应的段接地。现在问题来了，四位数码管显示的数字各不相同，如果把数字“1”对应的段接地，则四位数码管显示的都是1，给“2”对应的段接地，则数码管显示的都是2，根本不可能同时显示1234，似乎陷入了僵局。
解决方案是：首先我们给第一位阳极加高电位，然后把阴极数字“1”对应的段加低电位，结果是第一位显示了“1”，其他位不显示;然后把第一位阳极的高电位移除，再给第二位阳极加高电位，同时把阴极数字“2”对应的段加低电位，结果是，第二位显示了“2”，其他位不显示;接着又通过同样的方式分别在第三位显示“3”，第四位显示“4”;然后又回到第一位，如此循环。
从电位角度来看：高电位在阳极位之间循环移动，阳极的段按照“1-2-3-4-1”循环。连起来的结果是：第一位显示“1”，（其他位不显示），然后第二位显示“2”（其他位不显示），然后第三位显示“3”（其他位不显示），然后第四位显示“4”（其他位不显示），以此循环下去。
但是这样似乎还是没有同时显示“1234”。办法还是有的，刚才我们是慢动作演示，如果我们把速度加快，利用人眼的视觉暂留效应，就可以得到我们需要的效果。
视觉暂留效应：说白了就是人眼的采样速率和反应速度有限，假设你的桌上写了一个数字“1”，你正在看着它。某个时候，数字“1”突然消失（我们把这个状态记为0），实际上你在视觉上并没有立刻发觉它已经消失了，你看到的仍然是1 并维持了0.1~0.4秒，之后才发现消失;假如在很短的时间（低于0.1s）1又突然出现了，那你根本就不知道它曾经变成了0。在这段时间里，这个数字经历了1-0-1的动态过程，而在你眼里，它是一直处于“1”的静态过程。同理，当阳极的高电位从一位数码管移动到另一位数码管，经过一个循环再回到这位数码管，也就是这个数码管在一个周期里只亮了一次，理论上，只要这个数码管在灭了之后的0.1S里再次被点亮，那我们在视觉上就会觉得他是一直处于亮的静态过程。也就是把循环周期为设定小于等于0.1秒，那就能得到能需要的动态显示。单片机可以控制数码管的循环周期变得很小，小到微秒级。
另一个需要考虑的是：如果一个周期定为0.1S，对于一个数码管来说，在这段时间不是亮就是灭，控制亮灭的时间比就可以实现控制数码管的亮度，亮的时间比例越大，数码管越亮，反之越暗。这点类似于OLED屏幕的PWM调光。所以数码管也可以通过软件层面进行亮度调节。
原理已经知道，接下来我们以两片3461BS数码管显示“12345678”为例写出其控制程序。
这里我们设置P0口作为数码管段控制，P2口作为数码管位控制。
思路：
先给第一位阳极置1（P2=0x01），段输入数字1（P0=cf）;延时1ms;清空段（P0=0xff）;
二位阳极置1(P2=0x02);段输入数字2（P0=a4）;延时1ms;清空段(P0=0xff);
三位阳极置1（P2=0x04）;段输入数字3(P0=0xb0);延时1ms;清空段（P0=0xff）;
四位阳极置1(P2=0x08);段输入数字4(P0=0x99);延时1ms;清空段（P0=0xff）;
.........
八位阳极置1（P2=0x80）；段输入数字8(P0=0x80);延时1ms;清空段（P0=0xff）;
一位阳极置1（P2=0x01），段输入数字1（P0=0xcf）;延时1ms;清空段（P0=0xff）;
以此循环。
include <reg51.h> //定义头文件
char codeduan[]={0xcf,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80};//段编码，使用char数据类型可以减少空间占用，除非特别需要，一般使用char类型
char codebie[]={0x01,0x02,0x04,0x10,0x20,0x40,0x80}; //位编码
void Delay1ms() //1ms延时子函数，其值需要计算得到
{
unsigned char i, j;
i = 2;j = 239;
do
{
while (--j);
} while (--i);
}
void main()// 主函数
{
char i;
while(1)
{
for(i=0;i<8;i++)
{
P0=codebit[i]; //PO送位
P2=codeduan[i]; //P2送段
Delay1ms()； //调用延时1ms函数
P2=0xff； //清空段防止串码
}
}
}
这里设置延时1ms，一个循环周期为4ms，也就是刷新一次屏幕4ms，一秒钟可以刷新1000／4=250次，相当于帧率为250FPS（从这个角度来说，已经超越很多电竞屏的刷新率）
当然这是数码管最简单的使用，因为要显示的数据是不变的，如果要显示变化的数据，则需要引入中间变量，其使用，以后会做介绍。
以上纯属个人理解，如有错误，还请指出.