TM1637 数码管接ESP32：四根线点亮四位数字

给机器人或小车做面板，数字显示是最常见的需求：电量、速度、计数、倒计时，都需要一块能亮数字的屏。TM1637 四位数码管模块大概是最省事的答案，四根线接上 ESP32，两个 GPIO 就能驱动四位数字。我翻了一遍 Last Minute Engineers 2026年4月更新的那篇 ESP32 教程，把接线、装库、代码和几个容易踩的坑理成这篇，照着做就能点亮。

认识 TM1637：自带驱动芯片的显示模块

这个模块是两样东西的组合：一块 0.36 英寸的四位七段数码管，加一颗 Titan MicroElectronics 出品的 TM1637 LED 驱动芯片。芯片把刷新显示的脏活全包了——ESP32 不用反复轮询每一位数码管，只要把要显示的内容发过去，剩下的扫描刷新由模块自己完成，主控可以把精力花在别的任务上。

它受欢迎还有两个原因。一是供电灵活，3.3V 和 5V 都能工作，所以接 ESP32 这类 3.3V 主控和接经典 Arduino 这类 5V 主控都行。二是它用的是自家的两线协议，长得像 I2C 但并不是标准 I2C，不过这不用操心，现成的库已经把协议细节封装好了。按底稿给出的参数，全段点亮、最大亮度时整块模块大约吃 80mA 电流，调低亮度能省不少电。模块的关键规格整理如下：

• 工作电压：3.3 至 5V DC
• 最大电流：约 80mA（全段点亮、最高亮度时）
• 反接保护：有
• 显示尺寸：42mm × 24mm（1.65 × 0.95 英寸）
• 显示高度：12mm（0.47 英寸，典型值）
• 字符高度：9.14mm（0.36 英寸）

很多 TM1637 模块中间还带一个冒号，做电子钟显示 12:34 这种格式特别方便。

引脚定义与接线：四根线搞定

模块一共只有四个引脚，定义如下。

• CLK：时钟输入脚
• DIO：数据输入输出脚
• VCC：电源正，接 3.3V 至 5V
• GND：地

接 ESP32 的对应关系是：VCC 接 VIN，GND 接 GND，CLK 接 GPIO 26，DIO 接 GPIO 25。完整的接线见下图，两根电源两根信号，插面包板几分钟的事。

有一点值得强调：VCC 走 VIN 是借 USB 的 5V，模块吃 80mA 毫无压力；但如果你把模块接在 3.3V 脚上也完全能亮，只是亮度略低。CLK 和 DIO 这两个 GPIO 原则上可以换任意数字脚，改代码里的两个宏就行，教程选 26 和 25 是为了避开 ESP32 的启动 strapping 脚，省得烧录时添乱。

装库与烧录：Arduino IDE 三步走

先确保 Arduino IDE 里已经装好 ESP32 板卡支持包，这一步卡住的人最多，驱动、串口、bootloader 报错基本都是板卡包没装对导致的，这里不展开。板卡包就位后装显示库：

1. 打开 Arduino IDE，点左侧边栏的库管理器图标；
2. 搜索框输入 tm1637 过滤结果；
3. 找到 Avishay Orpaz 写的 TM1637 库，点安装。

截至2026年11月6日，库管理器里搜 tm1637 第一屏就能看到这个库，作者名对得上就可以装。装完就能直接编译下面的程序。

测试程序：一次跑全常用玩法

下面这段测试程序把常用操作全走一遍：全段点亮、0 到 9 计数、负数、前导零、居中显示、冒号、摄氏度符号，最后显示 dOnE。照着烧一遍，显示正常就说明接线没问题。

#include "TM1637Display.h"

// TM1637 connections to ESP32
#define CLK 26
#define DIO 25

// Create display object
TM1637Display display(CLK, DIO);

// An array that turns every segments ON
const uint8_t allON[] = { 0xff, 0xff, 0xff, 0xff };

// An array that sets individual segments per digit to display the word "dOnE"
const uint8_t done[] = {
  SEG_B | SEG_C | SEG_D | SEG_E | SEG_G,          // d
  SEG_A | SEG_B | SEG_C | SEG_D | SEG_E | SEG_F,  // O
  SEG_C | SEG_E | SEG_G,                          // n
  SEG_A | SEG_D | SEG_E | SEG_F | SEG_G           // E
};

// An array that displays the °C symbol
const uint8_t celsius[] = {
  SEG_A | SEG_B | SEG_F | SEG_G,  // degree symbol
  SEG_A | SEG_D | SEG_E | SEG_F   // C
};

void setup() {
  // Start with a medium brightness
  // Brightness range is 0 (dimmest) to 7 (brightest)
  display.setBrightness(5);

  // Set every segments ON
  display.setSegments(allON);
  delay(2000);

  // Clear the display
  display.clear();

  // Count from 0 to 9
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    display.showNumberDec(i);
    delay(200);
  }
  delay(1000);
  display.clear();

  // Show negative numbers
  display.showNumberDec(-12);  // shows " -12"
  delay(2000);
  display.clear();

  display.showNumberDec(-999);  // shows "-999"
  delay(2000);
  display.clear();

  // Show number without leading zeros
  display.showNumberDec(31, false);  // shows "  31"
  delay(2000);
  display.clear();

  // Show number with leading zeros
  display.showNumberDec(31, true);  // shows "0031"
  delay(2000);
  display.clear();

  // Show number in the middle
  display.showNumberDec(14, false, 2, 1);  // shows " 14 "
  delay(2000);
  display.clear();

  // Show a negative number in the middle
  display.showNumberDec(-5, false, 2, 1);  // shows " -5 "
  delay(2000);
  display.clear();

  // Show 12:34 using the colon
  display.showNumberDecEx(1234, 0b01000000, false, 4, 0);
  delay(2000);
  display.clear();

  // Show 15°C
  int temperature = 15;
  display.showNumberDec(temperature, false, 2, 0);
  display.setSegments(celsius, 2, 2);
  delay(2000);
  display.clear();

  // Show dOnE
  display.setSegments(done);
}

void loop() {
}

一个先说清楚的细节：按本站编辑器的兼容要求，文中尖括号形式的头文件一律写成了双引号形式，即 #include "TM1637Display.h"。在 Arduino 工具链下两种写法对库搜索路径等价，直接编译不受影响。

程序骨架：引脚与显示对象

程序开头先声明 ESP32 的两个引脚，再用这两个引脚构造显示对象：

// TM1637 connections to ESP32
#define CLK 26
#define DIO 25

// Create display object
TM1637Display display(CLK, DIO);

换引脚只改这两个宏，其他代码不动。

逐段点亮：SEG 宏与两种写法

库允许你控制每一位数码管上的每一段 LED。控制方式有两种：第一种按位顺序拼十六进制数，段顺序是（小数点）G F E D C B A，例如 0x39 二进制是 00111001，点亮 A、D、E、F 四段，正好显示字母 C；第二种更直观，直接用 SEG_A 到 SEG_G 这些宏按位或拼出来，上面程序里的 done 数组和 celsius 数组就是这么写的。

三个核心函数

setBrightness(brightness, on) 控制亮度，取值 0 到 7，0 最暗 7 最亮；第二个参数可省，传 false 会直接关显示，传 true 或不传才是正常点亮——display.setBrightness(5, false) 这种写法看着设了亮度，实际是把屏关了，这是个容易懵的点。

setSegments(segments, length, position) 逐段控制：第一个参数是段码数组，第二个是更新几位，第三个是从哪位开始（0 是最左，3 是最右），后两个参数可省。显示 dOnE 是四位全刷：

// Prints dOnE
display.setSegments(done);

只刷最后两位显示摄氏度符号，就要把位数和起始位都给上：

// Prints __°C
display.setSegments(celsius, 2, 2);

showNumberDec(number, leading_zeros, length, position) 是显示十进制数的主力，负号会自动占位。计数循环配合 delay 就能滚动显示：

// Show counter 0-9
int i;
for (i = 0; i < 10; i++) {
  display.showNumberDec(i);
  delay(50);
}

第二个参数控制前导零：false 原样显示，true 补零凑满四位。

display.showNumberDec(31, false);  // Prints __31

display.showNumberDec(31, true);  // Prints 0031

第三、四个参数和前面一样管位数和起始位置，想让数字居中就指定从第 1 位开始刷两位：

display.showNumberDec(14, false, 2, 1);  // Prints _14_

display.showNumberDec(-5, false, 2, 1);  // Prints _-5_

冒号怎么点：showNumberDecEx

带冒号的电子钟格式要用扩展版 showNumberDecEx，它的第二个参数专门管小数点和冒号，用一个二进制数逐位指定。带冒号的模块上，0b01000000 就是点亮中间那个冒号，显示 12:34 一行搞定：

// Prints 12:34
display.showNumberDecEx(1234, 0b01000000, false, 4, 0);

如果你的模块是每位之间带小数点的款式，0b10000000 点第 1 位后的小数点、0b11100000 三个点全亮，对照模块实物选就行。测试程序末尾没有循环任务，loop 留空即可：

void loop() {
}

写在最后

整套下来，硬件四根线、软件一个库一段码，是性价比最高的显示方案之一。烧录时如果碰上连不上串口，先查板卡包和驱动，再看是不是占用了 strapping 脚——这套排查思路和我平时折腾固件的路数是一样的。把这篇跑通之后，顺理成章的下一步是接 NTP 对时，做一台断电也不用对时间的 Wi-Fi 电子钟，Last Minute Engineers 站上就有现成的后续教程可以接着抄。数字显示这个坎迈过去，给你的机器人加个状态面板就是顺手的事了。