Дешифратор семисегментного индикатора: принцип работы и применение — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое дешифратор семисегментного индикатора. Как работает семисегментный индикатор. Для чего используются дешифраторы семисегментных индикаторов. Какие микросхемы применяются в качестве дешифраторов семисегментных индикаторов. Как подключить дешифратор к семисегментному индикатору.

Содержание

Принцип работы семисегментного индикатора

Семисегментный индикатор представляет собой устройство отображения цифровой информации, состоящее из семи светодиодных или жидкокристаллических сегментов. Каждый сегмент может независимо включаться и выключаться, что позволяет формировать изображения цифр от 0 до 9 и некоторых букв.

Сегменты обычно обозначаются буквами от a до g и расположены следующим образом:

Сегмент a — верхний горизонтальный
Сегменты b и c — верхний правый и нижний правый вертикальные
Сегмент d — нижний горизонтальный
Сегменты e и f — нижний левый и верхний левый вертикальные
Сегмент g — средний горизонтальный

Для отображения каждой цифры включается определенная комбинация сегментов. Например, для отображения цифры 0 включаются все сегменты кроме среднего горизонтального g.

Назначение дешифратора семисегментного индикатора

Дешифратор семисегментного индикатора — это устройство, которое преобразует входной двоичный код в сигналы управления сегментами индикатора для отображения соответствующей цифры или символа.

Основные функции дешифратора:

Преобразование двоичного кода в код управления сегментами
Формирование сигналов включения нужных сегментов
Согласование уровней сигналов с индикатором

Без дешифратора пришлось бы вручную формировать комбинации включения сегментов для каждой цифры, что очень неудобно. Дешифратор автоматизирует этот процесс.

Типы семисегментных индикаторов

Существует два основных типа семисегментных индикаторов:

С общим анодом (CA)

В индикаторах с общим анодом все аноды светодиодов объединены и подключены к положительному потенциалу питания. Для включения сегмента на соответствующий катод подается низкий уровень (логический 0).

С общим катодом (CC)

В индикаторах с общим катодом все катоды светодиодов объединены и подключены к общему проводу (земле). Для включения сегмента на соответствующий анод подается высокий уровень (логическая 1).

Тип индикатора необходимо учитывать при выборе дешифратора, так как они формируют разные выходные сигналы для одинаковых входных кодов.

Подключение дешифратора К514ИД2

Рассмотрим подключение популярного дешифратора К514ИД2:

Входы D1-D4 — двоичный код отображаемой цифры
Выходы a-g — сигналы управления сегментами индикатора
Вход R — сигнал разрешения работы (активный высокий уровень)
Питание +5В подключается к выводу 14
Общий провод (земля) — вывод 6

Для отображения цифры нужно подать соответствующий двоичный код на входы D1-D4 и высокий уровень на вход R. Дешифратор активирует нужные сегменты индикатора.

Преимущества использования дешифратора

Применение специализированного дешифратора для управления семисегментным индикатором дает ряд преимуществ:

Упрощение схемы устройства
Сокращение количества управляющих линий

Стандартизация интерфейса индикатора
Возможность мультиплексного управления несколькими индикаторами
Наличие дополнительных функций (защелка, гашение ведущих нулей и т.д.)

Это позволяет создавать более компактные и функциональные устройства отображения цифровой информации.

Области применения семисегментных индикаторов с дешифраторами

Семисегментные индикаторы с дешифраторами широко используются в различных областях электроники и приборостроения:

Цифровые часы и будильники
Измерительные приборы
Бытовая техника (микроволновки, стиральные машины)
Автомобильные приборные панели
Индикаторы промышленного оборудования
Электронные табло и информационные дисплеи

Простота, надежность и хорошая читаемость делают семисегментные индикаторы востребованными, несмотря на развитие других технологий отображения.

Программирование работы с дешифратором

При использовании дешифратора в микропроцессорных системах важно правильно программировать работу с ним. Основные моменты:

Инициализация портов ввода-вывода для управления дешифратором
Формирование двоичных кодов для отображения цифр
Управление сигналом разрешения для включения/выключения индикатора
Реализация динамической индикации для управления несколькими разрядами

Пример кода на C для вывода цифры на семисегментный индикатор через дешифратор:

«`c #define SEG_PORT PORTB #define SEG_DDR DDRB void display_digit(uint8_t digit) { SEG_PORT = (SEG_PORT & 0xF0) | (digit & 0x0F); } int main(void) { SEG_DDR |= 0x0F; // Настройка выводов на выход while(1) { for(uint8_t i = 0; i < 10; i++) { display_digit(i); _delay_ms(1000); // Задержка 1 секунда } } return 0; } ```

Этот код циклически отображает цифры от 0 до 9 на семисегментном индикаторе, подключенном через дешифратор к младшим 4 битам порта B микроконтроллера.

Расширенные возможности дешифраторов

Некоторые модели дешифраторов семисегментных индикаторов обладают дополнительными функциями, расширяющими их возможности:

Встроенная защелка для хранения отображаемого значения
Режим гашения ведущих нулей
Выход для управления десятичной точкой
Режим тестирования всех сегментов
Возможность каскадирования для управления многоразрядными индикаторами

Эти функции позволяют создавать более сложные системы отображения информации с минимальными затратами на внешнюю логику.

Альтернативы семисегментным индикаторам

Хотя семисегментные индикаторы остаются популярными, существуют и альтернативные технологии отображения цифровой информации:

Матричные светодиодные дисплеи
OLED и LCD графические дисплеи

TFT-экраны
E-ink (электронная бумага) дисплеи

Выбор технологии зависит от конкретного применения, требований к энергопотреблению, читаемости и стоимости устройства.

Однако для простых применений семисегментные индикаторы часто остаются оптимальным выбором благодаря своей надежности и простоте управления.

Заключение

Дешифраторы семисегментных индикаторов — важный элемент многих электронных устройств, позволяющий эффективно отображать цифровую информацию. Понимание принципов их работы и правильное применение помогает создавать надежные и функциональные системы индикации.

Несмотря на развитие новых технологий отображения, семисегментные индикаторы с дешифраторами остаются востребованными благодаря простоте, надежности и хорошей читаемости в различных условиях.

Цифровые микросхемы транзисторы.

Поиск по сайту

Микросхемы ТТЛ (74…).

На рисунке показана схема самого распространенного логического элемента — основы микросхем серии К155 и ее зарубежного аналога — серии 74. Эти серии принято называть стандартными (СТТЛ). Логический элемент микросхем серии К155 имеет среднее быстродействие t_{зд,р,ср.}= 13 нс. и среднее значение тока потребления I_пот = 1,5…2 мА. Таким образом, энергия, затрачиваемая этим элементом на перенос одного бита информации, примерно 100 пДж.

Для обеспечения выходного напряжения высокого уровня U¹_вых. 2,5 В в схему на рисунке потребовалось добавить диод сдвига уровня VD4, падение напряжения на котором равно 0,7 В. Таким способом была реализована совместимость различных серий ТТЛ по логическим уровням. Микросхемы на основе инвертора, показанного на рисунке (серии К155, К555, К1533, К1531, К134, К131, К531), имеют очень большую номенклатуру и широко применяются.

Динамические параметры микросхем ТТЛ серии
ТТЛ серия		Параметр			Нагрузка
Российские	Зарубежные	P_пот. мВт.	t_зд.р. нс	Э_пот.пДж.	C_н. пФ.	R_н. кОм.
К155 КМ155	74	10	9	90	15	0,4
К134	74L	1	33	33	50	4
К131	74H	22	6	132	25	0,28
К555	74LS	2	9,5	19	15	2
К531	74S	19	3	57	15	0,28
К1533	74ALS	1,2	4	4,8	15	2
К1531	74F	4	3	12	15	0,28

При совместном использовании микросхем ТТЛ высокоскоростных, стандартных и микромощных следует учитывать, что микросхемы серии К531 дают увеличенный уровень помех по шинам питания из-за больших по силе и коротких по времени импульсов сквозного тока короткого замыкания выходных транзисторов логических элементов. При совместном применении микросхем серий К155 и К555 помехи невелики.

Взаимная нагрузочная способность логических элементов ТТЛ разных серий
Нагружаемый выход	Число входов-нагрузок из серий
Нагружаемый выход	К555 (74LS)	К155 (74)	К531 (74S)
К155, КM155, (74)	40	10	8
К155, КM155, (74), буферная	60	30	24
К555 (74LS)	20	5	4
К555 (74LS), буферная	60	15	12
К531 (74S)	50	12	10
К531 (74S), буферная	150	37	30

Выходы однокристальных, т. е. расположенных в одном корпусе, логических элементов ТТЛ, можно соединять вместе. При этом надо учитывать, что импульсная помеха от сквозного тока по проводу питания пропорционально возрастет. Реально на печатной плате остаются неиспользованные входы и даже микросхемы (часто их специально «закладывают про запас») Такие входы логического элемента можно соединять вместе, при этом ток I

o_вх. не увеличивается. Как правило, микросхемы ТТЛ с логическими функциями И, ИЛИ потребляют от источников питании меньшие токи, если на всех входах присутствуют напряжения низкого уровня. Из-за этого входы таких неиспользуемых элементов ТТЛ следует заземлять.

Статические параметры микросхем ТТЛ
Параметр	Условия измерения	К155			К555			К531			К1531
Параметр	Условия измерения	Мин.	Тип.	Макс.	Мин.	Тип.	Макс.	Мин.	Тип.	Макс.	Мин.	Макс.
U¹_вх, В схема	U¹_вх или U⁰_вх Присутствуют на всех входах	2			2			2			2
U⁰_вх, В схема	U¹_вх или U⁰_вх Присутствуют на всех входах			0,8			0,8			0,8
U⁰_вых, В схема	U_и.п.= 4,5 В			0,4		0,35	0,5			0,5		0,5
U⁰_вых, В схема	U_и.п.= 4,5 В	I⁰_вых= 16 мА			I⁰_вых= 8 мА			I⁰_вых= 20 мА
U¹_вых, В схема	U_{и. п.}= 4,5 В	2,4	3,5		2,7	3,4		2,7	3,4			2,7
U¹_вых, В схема	U_{и. п.}= 4,5 В	I¹_вых= -0,8 мА			I¹_вых= -0,4 мА			I¹_вых= -1 мА
I¹_вых, мкА с ОК схема	U¹_и.п.= 4,5 В, U¹_вых=5,5 В			250			100			250
I¹_вых, мкА Состояние Z схема	U¹_и.п.= 5,5 В, U¹_вых= 2,4 В на входе разрешения Е1 U_вх= 2 В			40			20			50
I⁰_вых, мкА Состояние Z схема	U¹_{и. п.}= 5,5 В, U_вых= 0,4 В, U_вх= 2 В			-40			-20			-50
I¹_вх, мкА схема	U¹_и.п.= 5,5 В, U¹_вх= 2,7 В			40			20			50		20
I¹_{вх, max}, мА	U¹_и.п.= 5,5 В, U¹_вх= 10 В			1			0,1			1		0,1
I⁰_вх, мА схема	U¹_и.п.= 5,5 В, U⁰_вх= 0,4 В			-1,6			-0,4			-2,0		-0,6
I_{к. з.}, мА	U¹_и.п.= 5,5 В, U⁰_вых= 0 В	-18		-55			-100			-100	-60	-150

ДЕШИФРАТОР СЕМИСЕГМЕНТНОГО ИНДИКАТОРА

Дешифраторы, как и шифраторы преобразуют один код на своем входе в другой код, который и подают на выход. Одним из частных случаев использование дешифратора является его совместная работа с семисегментным индикатором. Обычно дешифратор преобразует двоичное число в сигнал на одном из своих выходов, но для этого конкретного случая используются специальные дешифраторы, которые преобразуют двоичный код на своем входе в код семисегментного индикатора на выходе. Работу данного типа приборов рассмотрим на примере микросхемы К514ИД2 [1-4].

Данная микросхема имеет четыре входа D1-D4, и семь выходов: a, b, c, d, e, f, g, для подключения к соответствующим сегментам семисегментного индикатора. Вывод R – разрешение работы, для того, что бы дешифратор реагировал на сигналы на своих входах, на выводе R должен быть высокий логический уровень.

Следует особо отметить, что питание подается на 14 выход микросхемы К514ИД2, общий провод 6. Питание осуществляется от стабилизированного источника питания напряжением 5В.

Счетные импульсы будем подавать с мультивибратора [5], счет их будет осуществляться счетчиком с недвоичным коэффициентом пересчета [6], к выводам которого подключен дешифратор семисегментного индикатора.

Данная электрическая принципиальная схема получается достаточно сложной, поэтому, даже будучи правильно собранной, она иногда отказывается правильно работать из-за обилия штыревых непаянных соединений. Как говориться, электроника это наука о контактах. Очень многие проблемы в электротехнике и электронике сводятся к тому, что контакт есть там, где не надо или контакта нет там, где надо.

Опыт показал, что применение в лабораторных работах выпускаемых промышленностью семисегментных индикаторов неоправданно из-за того, что такие индикаторы обладают недостаточной «студентоустойчивостью», при неправильном подключении они быстро выходят из строя. Поэтому были разработаны модули, имитирующие работу семисегментных индикаторов на базе светодиодов АЛ307Б [7]. По этой причине цифры на индикаторе выглядят несколько непривычно, но общий принцип работы семисегментного индикатора уяснить вполне можно.

Видео

Литература

https://kiloom.ru/spravochnik-radiodetalej/microsxema/k514id2-kr514id2.html
http://ru.pc-history.com/mikrosxema-k514id2.html
https://eandc.ru/pdf/mikroskhema/k514id2.pdf
Ямпольский В.С. Основы автоматики и электронно-вычислительной техники – М. Просвещение, 1991
http://radioskot.ru/publ/nachinajushhim/multivibrator_na_ehlementakh_i_ne/5-1-0-1366
http://radioskot.ru/publ/nachinajushhim/schetchik_na_mikroskheme/5-1-0-1372
http://radioskot.ru/publ/nachinajushhim/samodelnye_moduli_dlja_izuchenija_mikroskhem/5-1-0-1352

Файлы проекта тут. Автор материала: Denev.

Форум

Декодер 7-сегментного дисплея — онлайн-симулятор/калькулятор/генератор

Поиск инструмента

Найдите инструмент в dCode по ключевым словам:

Просмотрите полный список инструментов dCode

7-сегментный дисплей

Инструмент для преобразования кодов abcdefg (или двоичных или числовых кодов) в 7-сегментный дисплей (название, данное цифровым экранам, предназначенным для к номерам на будильниках, часах и т. д.)

Результаты

7-сегментный дисплей — dCode

Метки: электроника, замена символов, кодировка символов

dCode и многое другое

dCode бесплатен, а его инструменты являются ценным подспорьем в играх, математике, геокэшинге, головоломках и задачах, которые нужно решать каждый день!
Предложение? обратная связь? Жук ? идея ? Запись в dCode !

org/ListItem»> Электроника
7-сегментный дисплей

7-сегментный декодер

7-сегментный зашифрованный текст (abcdefg или 7-битный двоичный код)
bcdeg adef cdeg bcdeg adefg
Включение/выключение светодиодов (режим CC или CA)

См. также: BEGHILOS Calculator Правописание

7-сегментный энкодер

Все возможные 7-сегментные комбинации (Нажмите, чтобы добавить) 7-сегментный открытый текст

Формат

ABCDEFG
Двоичный (катод) (7 бит)
Двоичный (анод) (7 бит)
Десятичный (0-127)

См. также: Двоично-десятичный код (BCD) — двоичный код

Ответы на вопросы (FAQ)

Что такое 7-сегментный дисплей? (Определение)

Семисегментный дисплей — это популярное цифровое устройство отображения, использующее 7 тире, которые можно включать и выключать.

Как работает 7-сегментный дисплей?

В основном дисплей состоит из семи сегментов, обозначенных буквой (от a до g ), организованных следующим образом: и каждый сегмент обычно связан с ЖК-экраном или светодиодом и, таким образом, может быть активирован / на 1 или выключено 0 . Всего существует 128 возможных комбинаций отображения, хотя чаще всего используются комбинации для 10 цифр (от 0 до 9 ).

Как зашифровать с помощью 7-сегментного шифра?

Комбинации сегментов могут представлять символы. Комбинация обычно идентифицируется серией от 1 до 7 букв (от a до g ), соответствующих активированным сегментам.

Их также можно идентифицировать с помощью двоичной строки 1 = активный, 0 = неактивный, начиная с конца gfedcba . Таким образом, a равно 0000001 и g IS 1000000

Пример: имеет все активные сегменты, закодированные либо ABCDEFG , либо 111111

Пример: имеет 4 нижние сегменты, кодировали, кодировали, или D, E, g ‘или . 1011100

7-сегментные индикаторы могут быть с общим катодом (CC) или общим анодом (CA), во втором случае 0 и 1 переключаются.

Как расшифровать 7-сегментный шифр?

Связывание кода abcdefg с дисплеем состоит из подсветки/активации соответствующих сегментов.

Пример: abcdefg освещает все сегменты и отображает

Пример: bcdeg освещает сегменты b,c,d,e,g и отображает общий катод или дисплей

3 9

В дисплее с общим катодом они подключены к низкому потенциалу, сегмент отображается путем активации его в его логической позиции 1 .

В дисплее с общим анодом они подключены к высокому потенциалу, поэтому сегмент отображается путем активации его в его логической 0 позиция.

Как распознать 7-сегментный зашифрованный текст?

Код состоит из букв a,b,c,d,e,f,g только , группами от 1 до 7 букв без повторения.

Для двоичного варианта коды обычно состоят из 7 битов от 0000000 до 1111111 .

Наличие калькулятора, часов или электронных часов или символы 7SEG являются подсказками.

Какие есть варианты 7-сегментного дисплея?

Существуют также 9-сегментные дисплеи (с дополнительными 2-мя диагональными сегментами), 14-сегментные (с 2-мя диагоналями и центральной вертикальной полосой) или 16-сегментные (идентичные 14-сегментным, но с разрезанными пополам верхним и нижним сегментами).

Код Beghilos использует 7 сегментов с обратным чтением (назад).

Когда были изобретены 7-сегментные дисплеи?

Первые патенты датируются началом 20 века (1903, 1908, 1910), но появление дисплеев произошло в 19 веке.70-е годы.

Исходный код

dCode сохраняет за собой право собственности на исходный код «7-сегментного дисплея». За исключением явной лицензии с открытым исходным кодом (указано Creative Commons/бесплатно), алгоритма «7-сегментный дисплей», апплета или фрагмента (преобразователь, решатель, шифрование/дешифрование, кодирование/декодирование, шифрование/дешифрование, транслятор) или «7 -Функции отображения сегментов (вычисление, преобразование, решение, дешифрование/шифрование, дешифрование/шифрование, декодирование/кодирование, перевод), написанные на любом информационном языке (Python, Java, PHP, C#, Javascript, Matlab и т. д.) и все данные загрузка, сценарий или доступ к API для «7-сегментного дисплея» не являются общедоступными, то же самое для автономного использования на ПК, мобильных устройствах, планшетах, iPhone или в приложениях для Android!
Напоминание: dCode можно использовать бесплатно.

Cite dCode

Копирование и вставка страницы «7-сегментный дисплей» или любого из его результатов разрешено, если вы цитируете dCode!
Ссылка на источник (библиография):
7-сегментный дисплей на dCode.fr [онлайн-сайт], получено 31 декабря 2022 г., https://www.dcode.fr/7-segment-display

Сводка

7-сегментный декодер
7-сегментный кодер
Что такое 7-сегментный дисплей? (Определение)
Как работает 7-сегментный дисплей?
Как зашифровать с помощью 7-сегментного шифра?
Как расшифровать 7-сегментный шифр?
Что такое дисплей с общим анодом или общим катодом?
Как распознать 7-сегментный зашифрованный текст?
Какие есть варианты 7-сегментного дисплея?
Когда были изобретены 7-сегментные дисплеи?

Похожие страницы

Список символов
Калькулятор BEGHILOS Орфография
Binary Coded Decimal (BCD)
Binary Code
Gray Code
Wingdings Font
Boolean Minterms and Maxterms
DCODE’S TOOLS LIST

Support

Paypal
Patreon
More

Форум/Помощь

Ключевые слова

сегмент,семь,7,7сег,дисплей,abcdefg,часы

Ссылки

▲