Индикатор семисегментный. Семисегментный индикатор: принцип работы, виды и особенности применения — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое семисегментный индикатор. Как устроен и работает семисегментный индикатор. Какие бывают виды семисегментных индикаторов. Как проверить работоспособность семисегментного индикатора. Где применяются семисегментные индикаторы.

Содержание

Что такое семисегментный индикатор и как он устроен

Семисегментный индикатор — это устройство для отображения цифровой информации, состоящее из семи светящихся сегментов. Комбинируя включение разных сегментов, можно отобразить цифры от 0 до 9, а также некоторые буквы и символы.

Конструктивно семисегментный индикатор представляет собой набор из 7 светодиодов (или других источников света), расположенных в форме цифры 8. Каждый сегмент обозначается буквой от A до G:

A — верхний горизонтальный сегмент
B — верхний правый вертикальный сегмент
C — нижний правый вертикальный сегмент
D — нижний горизонтальный сегмент
E — нижний левый вертикальный сегмент
F — верхний левый вертикальный сегмент
G — средний горизонтальный сегмент

Дополнительно может присутствовать десятичная точка (DP). Включая и выключая различные комбинации сегментов, формируются изображения цифр и символов.

Принцип работы семисегментного индикатора

Принцип работы семисегментного индикатора основан на управляемом включении/выключении отдельных сегментов для формирования нужного символа. Это происходит следующим образом:

На управляющие входы индикатора подаются сигналы для активации нужных сегментов.
Активированные сегменты загораются, формируя изображение символа.
Меняя комбинацию активных сегментов, можно отображать разные цифры и символы.

Например, для отображения цифры 0 включаются сегменты A, B, C, D, E и F. Для цифры 1 — сегменты B и C. И так далее для всех цифр и символов.

Виды семисегментных индикаторов

Существует несколько основных видов семисегментных индикаторов:

По типу излучателя:

Светодиодные — наиболее распространенный тип
Жидкокристаллические (ЖК)
Газоразрядные
Вакуумно-люминесцентные
На лампах накаливания (устаревший тип)

По количеству разрядов:

Одноразрядные — отображают одну цифру
Многоразрядные — содержат несколько цифр (обычно 2-4)

По типу управления:

С общим анодом
С общим катодом

По цвету свечения:

Красные
Зеленые
Желтые
Синие
Белые
Многоцветные

Как проверить работоспособность семисегментного индикатора

Проверить работоспособность семисегментного светодиодного индикатора можно следующими способами:

С помощью мультиметра в режиме прозвонки диодов:
- Определите общий вывод (анод или катод)
- Подключите щупы к общему выводу и поочередно к выводам сегментов
- Исправные сегменты должны загораться
Подключением к источнику питания:
- Подайте напряжение 5В через резистор 220-330 Ом
- Поочередно подключайте выводы сегментов
- Проверьте свечение всех сегментов
С использованием специального тестера:
- Подключите выводы индикатора к тестеру
- Запустите проверку всех сегментов

При проверке обратите внимание на равномерность и яркость свечения всех сегментов.

Области применения семисегментных индикаторов

Семисегментные индикаторы широко используются для отображения цифровой информации в различных устройствах и системах:

Электронные часы и будильники
Калькуляторы
Измерительные приборы (вольтметры, амперметры и др.)
Бытовая техника (микроволновые печи, стиральные машины)
Автомобильные приборные панели
Термометры и метеостанции
Табло и информационные дисплеи
Системы электронной очереди

Спортивные табло и секундомеры

Семисегментные индикаторы остаются востребованными благодаря простоте, надежности и хорошей читаемости отображаемой информации.

Преимущества и недостатки семисегментных индикаторов

Семисегментные индикаторы имеют ряд достоинств и ограничений:

Преимущества:

Простота конструкции и управления
Высокая надежность
Хорошая читаемость на расстоянии
Низкое энергопотребление (для светодиодных)
Доступная цена

Недостатки:

Ограниченный набор отображаемых символов
Невозможность отображения полноценного текста
Угловатость отображаемых цифр
Относительно большой размер одного разряда

Несмотря на ограничения, семисегментные индикаторы остаются оптимальным выбором для многих применений, где требуется отображение только цифровой информации.

Особенности подключения и управления семисегментными индикаторами

При работе с семисегментными индикаторами важно учитывать следующие особенности:

Тип общего вывода (анод или катод) определяет схему подключения
Необходимо использовать токоограничивающие резисторы для каждого сегмента
Для управления часто применяются специальные драйверы или сдвиговые регистры
В многоразрядных индикаторах используется динамическая индикация для экономии выводов управления
Яркость свечения зависит от величины тока через сегменты

Правильный учет этих особенностей позволяет создавать эффективные схемы управления семисегментными индикаторами в различных устройствах.

Семисегментный индикатор | Принцип работы, виды, как проверить

Существуют такие параметры, для которых было бы удобнее выдавать объективную информацию, чем просто индикацию. Например, температура воздуха на улице или время на будильнике. Да, все это можно было бы сделать на светящихся лампочках или светодиодах. Один градус – один горящий светодиод или лампочка и тд. Но считать эти светлячки – ну уж нет! Но, как говорится, самые простые решения – самые надежные. Поэтому, долго не думая, разработчики взяли простые светодиодные полосы и расставили их в нужном порядке.

Семисегментные индикаторы

С появлением светодиодов ситуация кардинально изменилась в лучшую сторону. Светодиоды сами по себе потребляют маленький ток. Если расставить их в нужном положении, то можно высвечивать абсолютно любую информацию. Для того, чтобы высветить все арабские цифры, достаточно всего семь светящихся светодиодных полос – сегментов, выставленных определенным образом:

Почти ко всем таким семисегментным индикаторам добавляют также и восьмой сегмент – точку, для того, чтобы можно было показать целое и дробное значение какого-либо параметра

По идее у нас получается восьми сегментный индикатор, но по-старинке его также называют семисегментным.

Что получается в итоге? Каждая полоска на семисегментном индикаторе засвечивается светодиодом или группой светодиодов. В результате, засветив определенные сегменты, мы можем вывести цифру от 0 и до 9, а также буквы и символы.

Виды семисегментных индикаторов и обозначение на схеме

Существуют одноразрядные, двухразрядные, трехразрядные и четырехразрядные семисегментные индикаторы. Более четырех разрядов я не встречал.

На схемах семисегментный индикатор выглядит примерно вот так:

В действительности же, помимо основных выводов, каждый семисегментный индикатор также имеет общий вывод с общим анодом (ОА) или общим катодом (ОК)

Внутренняя схема семисегментного индикатора с общим анодом будет выглядеть вот так:

а с общим катодом вот так:

Если семисегментный индикатор у нас с общим анодом (ОА), то в схеме мы должны на этот вывод подавать “плюс” питания, а если с общим катодом (ОК) – то “минус” или землю.

[quads id=1]

Как проверить семисегментный индикатор

У нас имеются в наличии вот такие индикаторы:

Для того, чтобы проверить современный семисегментный индикатор, нам достаточно мультиметра с функцией прозвонки диодов. Для начала ищем общий вывод – это может быть или ОА или ОК. Здесь только методом тыка. Ну а далее проверяем работоспособность остальных сегментов индикатора по схемам выше.

Как вы видите ниже на фото, у нас загорелся проверяемый сегмент. Таким же образом проверяем и другие сегменты. Если все сегменты горят, то такой индикатор целый и его можно использовать в своих разработках.

Иногда напряжения на мультиметре не хватает для проверки сегмента. Поэтому, берем блок питания, и выставляем на нем 5 Вольт. Чтобы ограничить ток через сегмент, проверяем через резистор на 1-2 Килоома.

Таким же образом проверяем индикатор от китайского приемника

В схемах семисегментные индикаторы соединяются с резисторами на каждом выводе

В нашем современном мире семисегментные индикаторы заменяются жидко-кристаллическими индикаторами, которые могут высвечивать абсолютно любую информацию

но для того, чтобы их использовать, нужны определенные навыки в схемотехнике таких устройств. Поэтому, семисегментные индикаторы до сих пор находят применение, благодаря дешевизне и простоте использования.

Семисегментный индикатор | Светодиодное табло

Семисегме́нтный индика́тор, это устройство отображения цифровой информации. Для отображения букв и символов используются более сложные многосегментные и матричные индикаторы.

Внешний вид

Семисегментный индикатор, что следует из его названия, состоит из семи элементов изображения, так называемых сегментов. Включая сегменты в разных сочетаниях, из них можно составить упрощённое изображение арабской цифры. Иногда на семисегментном индикаторе отображают и некоторые буквы. Часто цифры в семисегментном индикаторе имеют наклон. Это делается производителем индикаторов для удобства размещения на них десятичной точки.

Семисегментные индикаторы имеют простую, унифицированную форму, тем самым снижается стоимость и облегчается управление индикатором. Семисегментные индикаторы изготавливаются с использованием различных технологий. Распространение получили:

Светодиодные индикаторы
Жидкокристаллические индикаторы
Газоразрядные индикаторы
Вакуумно-люминесцентные (катодо-люминесцентные) индикаторы
Механические (бленкерные) индикаторы

Для удобства программирования, сегменты индикатора обозначаются латинскими символами от «a» до «g», восьмой сегмент — десятичная точка, предназначенная для разделения целой и дробной частей числа — называется dp, digital point.

История изобретения

В 1910 году американским изобретателем Фрэнком Вудом из Ньюпорт-Ньюс, штат Вирджиния, был запатентован индикатор сегментного типа. Его индикатор был восьмисегментным, с дополнительным косым сегментом для отображения цифры «четыре». Однако, до 1970-х годов семисегментные индикаторы не получили распространение и для отображения цифр применялись вакуумные индикаторы тлеющего разряда.

Наконец, в 1970 году американской компанией RCA был выпущен семисегментный индикатор «Нумитрон» в вакуумном исполнении с сегментами из нитей накаливания.

Вслед за распространением семисегментного индикатора, для отображения символов появились четырнадцати и шестнадцати- сегментные индикаторы, но теперь их практически везде заменили матричные знакосинтезирующие индикаторы. Но там, где требуется отображать только цифры, семисегментные индикаторы активно применяются — из-за простоты, низкой стоимости и узнаваемости.

Современные реализации семисегментного индикатора

В настоящее время, большинство одноразрядных семисегментных индикаторов сделаны на светодиодах. В обычном одноразрядном светодиодном индикаторе девять контактов: один общий и восемь — от каждого из сегментов. Есть схемы с общим анодом и с общим катодом.

Многоразрядные семисегментные индикаторы чаще выпускаются либо по светодиодной технологии, либо на жидких кристаллах. Выводы всех одноимённых сегментов всех разрядов таких индикаторах соединены вместе, а общие выводы каждого разряда выведены отдельно. Для управления таким индикатором, управляющая микросхема циклически подает напряжение на общие выводы всех разрядов, одновременно на выводы сегментов выставляется код из семи нулей и единиц. Таким образом, например, восьмиразрядный индикатор, имеет всего шестнадцать выводов вместо шестидесяти четырех.

Для управления семисегментными индикаторами изготавливаются специальные микросхемы дешифраторов, переводящие четырёхбитовый код в семисегментный вид. Некоторые семисегментные индикаторы выпускаются со встроенным дешифратором.

С распространением интегральных микроконтроллеров, семисегментные индикаторы зачастую подключаются напрямую к микроконтроллеру.

Отображение букв

Кроме цифр и точки, семисегментные индикаторы могут показывать буквы. Но только некоторые буквы имеют узнаваемое семисегментное представление.

Латинские буквы: A, B, b, C, c, d, E, F, g, H, h, I, i, J, L, n, O, o, P, q, r, S, t, U, u, Y.
Русские буквы: А, Б, В, Г, г, Е, Н, О, о, П, п, Р, С, с, У, Ч, Ь, Э.

Следовательно, семисегментные индикаторы применяются для вывода только некоторых сообщений. Например, On, Off, Error …

Мы широко используем семисегментные индикаторы при изготовлении табло электронной очереди и офисных цифровых часов.

Далее о корпусах светодиодов >>>

Светодиодные семисегментные индикаторы.

Их конструкция и особенности

Наверняка вы уже видели индикаторы – «восьмёрки». Это и есть семисегментный светодиодный индикатор, который служит для отображения цифр от 0 до 9, а также децимальной точки (DP – Decimal point) или запятой.

Конструктивно такое изделие представляет собой сборку светодиодов. Каждый светодиод сборки засвечивает свой знакосегмент.

В зависимости от модели сборка может состоять из 1 – 4 семисегментных групп. Например, индикатор АЛС333Б1 состоит из одной семисегментной группы, которая способна отображать всего лишь одну цифру от 0 до 9.

А вот светодиодный индикатор KEM-5162AS уже имеет две семисегментных группы. Он является двухразрядным. Далее на фото показаны разные светодиодные семисегментные индикаторы.

Также существуют индикаторы с 4-мя семисегментными группами – четырёхразрядные (на фото – FYQ-5641BSR-11). Их можно использовать в самодельных электронных часах.

Как обозначаются семисегментные индикаторы на схемах?

Так как семисегментный индикатор – это комбинированный электронный прибор, то изображение его на схемах мало отличается от его внешнего вида.

Стоит только обратить внимание на то, что каждому выводу соответствует конкретный знакосегмент, к которому он подключен. Также имеется один или несколько выводов общего катода или анода – в зависимости от модели прибора.

Особенности семисегментных индикаторов.

Несмотря на кажущуюся простоту этой детали и у неё есть особенности.

Во-первых, светодиодные семисегментные индикаторы бывают с общим анодом и с общим катодом. Данную особенность следует учитывать при его покупке для самодельной конструкции или прибора.

Вот, например, цоколёвка уже знакомого нам 4-ёх разрядного индикатора FYQ-5641BSR-11.

Как видим, аноды у светодиодов каждой цифры объединены и выведены на отдельный вывод. Катоды же у светодиодов, которые принадлежат к знакосегменту (например, G), соединены вместе. От того, какую схему соединений имеет индикатор (с общим анодом или катодом) зависит очень многое. Если взглянуть на принципиальные схемы приборов с применением семисегментных индикаторов, то станет ясно, почему это так важно.

Кроме небольших индикаторов есть большие и даже очень большие. Их можно увидеть в общественных местах, обычно в виде настенных часов, термометров, информеров.

Чтобы увеличить размеры цифр на табло и одновременно сохранить достаточную яркость каждого сегмента, используется несколько светодиодов, включенных последовательно. Вот пример такого индикатора – он умещается на ладони. Это FYS-23011-BUB-21.

Один его сегмент состоит из 4 светодиодов, включенных последовательно.

Чтобы засветить один из сегментов (A, B, C, D, E, F или G), нужно подать на него напряжение в 11,2 вольта (2,8V на каждый светодиод). Можно и меньше, например, 10V, но яркость тоже уменьшится. Исключение составляет децимальная точка (DP), её сегмент состоит из двух светодиодов. Для неё нужно всего 5 — 5,6 вольт.

Также в природе встречаются двухцветные индикаторы. В них встраиваются, например, красные и зелёные светодиоды. Получается, что в корпус встроено как бы два индикатора, но со светодиодами разного цвета свечения. Если подать напряжение на обе цепи светодиодов, то можно получить жёлтый цвет свечения сегментов. Вот схема соединений одного из таких двухцветных индикаторов (SBA-15-11EGWA).

Если коммутировать выводы 1 (RED) и 5 (GREEN) на «+» питания через ключевые транзисторы, то можно менять цвет свечения отображаемых чисел с красного на зелёный. А если же одновременно подключить выводы 1 и 5, то цвет cвечения будет оранжевым. Вот так можно баловаться с индикаторами .

Управление семисегментными индикаторами.

Для управления семисегментными индикаторами в цифровых устройствах используют регистры сдвига и дешифраторы. Например, широко распространённый дешифратор для управления индикаторами серии АЛС333 и АЛС324 – микросхема К514ИД2 или К176ИД2. Вот пример.

А для управления современными импортными индикаторами обычно используются регистры сдвига 74HC595. По идее, управлять сегментами табло можно и напрямую с выходов микроконтроллера. Но такую схему используют редко, так как для этого требуется задействовать довольно много выводов самого микроконтроллера. Поэтому для этой цели применяются регистры сдвига. Кроме этого, ток, потребляемый светодиодами знакосегмента, может быть больше, чем ток, который может обеспечить рядовой выход микроконтроллера.

Для управления большими семисегментными индикаторами, такими как, FYS-23011-BUB-21 применяются специализированные драйверы, например, микросхема MBI5026.

Что внутри семисегментного индикатора?

Ну и немного вкусненького. Любой электронщик не был бы таковым, если бы не интересовался «внутренностями» радиодеталей. Вот что внутри индикатора АЛС324Б1.

Чёрные квадратики на основании – это кристаллы светодиодов. Тут же можно разглядеть золотые перемычки, которые соединяют кристалл с одним из выводов. К сожалению, этот индикатор уже работать не будет, так как были оборваны как раз эти самые перемычки . Но зато мы можем посмотреть, что скрывается за декоративной панелькой табло.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

Семисегментный индикатор — это… Что такое Семисегментный индикатор?

Семисегме́нтный индика́тор — устройство отображения цифровой информации. Это — наиболее простая реализация индикатора, который может отображать арабские цифры. Для отображения букв используются более сложные многосегментные и матричные индикаторы.

Концепция и внешний вид

Таблица, отображающая все 128 вариантов состояния сегментов Обозначение сегментов индикатора

Семисегментный индикатор, как говорит его название, состоит из семи элементов индикации (сегментов), включающихся и выключающихся по отдельности. Включая их в разных комбинациях, из них можно составить упрощённые изображения арабских цифр. Часто семисегментные индикаторы делают в курсивном начертании.

Цифры, 6, 7 и 9 имеют по два разных представления на семисегментном индикаторе. В ранних калькуляторах Casio и Электроника цифра 0 отображалась в нижней половине индикатора.

Сегменты обозначаются буквами от A до G; восьмой сегмент — десятичная точка (decimal point, DP), предназначенная для отображения дробных чисел.

Изредка на семисегментном индикаторе отображают буквы.

В современных индикаторах светодиоды изготавливают в форме сегментов, поэтому светодиодные индикаторы имеют предельно простую, унифицированную форму: чем меньше разных светодиодов, тем дешевле устройство. В жидкокристаллических, газорязрядных, вакуумно-люминесцентных (катодно-люминесцентных) и других индикаторах дизайнеры находят место для вариации формы сегментов.

История

Чертёж из патента Вуда

Сегментный индикатор был запатентован в 1910 году (U.S. Patent 974 943) Фрэнком Вудом. Эта реализация была восьмисегментной — был дополнительный косой сегмент для отображения четвёрки. Патент был практически забыт — вплоть до 1960-х годов радиолюбителям приходилось применять для отображения цифр знаковые индикаторы тлеющего разряда или просто десять лампочек.

В 1970 году американская компания RCA выпустила семисегментную лампу накаливания «Нумитрон»^[1].

Для отображения букв появились четырнадцатисегментные индикаторы и шестнадцатисегментные индикаторы, но сейчас их почти повсеместно заменили матричные (точечные) индикаторы. И лишь там, где нужно отображать только цифровую информацию, семисегментные индикаторы остались незаменимыми — из-за простоты, контраста и узнаваемости.

Реализации

Большинство одноразрядных семисегментных индикаторов устроены на светодиодах, хотя существуют и альтернативы — лампы тлеющего разряда, электровакуумные индикаторы (катодолюминесцентные, накаливаемые), лампы накаливания, жидкие кристаллы и т. д. На больших табло наподобие цен на бензин всё ещё применяются механические индикаторы, или блинкерные индикаторы, переключающиеся с помощью электромагнитов.

В обычном светодиодном индикаторе девять выводов: один идёт к катодам всех сегментов, и остальные восемь — к аноду каждого из сегментов. Эта схема называется «схема с общим катодом», существуют также схемы с общим анодом. Часто делают не один, а два общих вывода на разных концах цоколя — это упрощает разводку, не увеличивая габаритов.

Многоразрядные индикаторы часто работают по динамическому принципу: выводы одноимённых сегментов всех разрядов соединены вместе. Чтобы выводить информацию на такой индикатор, управляющая микросхема должна циклически подавать ток на общие выводы всех разрядов, в то время как на выводы сегментов ток подаётся в зависимости от того, зажжён ли данный сегмент в данном разряде. Таким образом, чтобы получить десятиразрядный экран микрокалькулятора, нужны всего восемнадцать выводов (8 анодов и 10 катодов) — а не 81. Сходным образом сканируется клавиатура калькулятора.

Существуют специальные микросхемы семисегментных дешифраторов, переводящие четырёхбитный код в его семисегментное представление. К примеру, отечественные (КР)514ид1 для индикаторов с общим катодом или (КР)514ид2 с общим анодом. Иногда дешифраторы встраивают прямо в индикатор. В настоящее время, в связи с широким распространением однокристальных микроконтроллеров с GPIO, семисегментные светодиодные индикаторы подключаются напрямую к выводам микроконтроллера.

Часто на ценниках применяются закрашиваемые фломастером сегменты. Также встречаются трафареты в виде семисегментных индикаторов для изображения цен или телефонных номеров.

Отображение букв

Кроме десяти цифр, семисегментные индикаторы способны отображать буквы. Но лишь немногие из букв имеют интуитивно понятное семисегментное представление.

В латинице: заглавные A, B, C, E, F, G, H, I, J, L, N, O, P, S, U, Y, Z, строчные a, b, c, d, e, g, h, i, n, ñ, o, q, r, t, u.
В кириллице: А, Б, В, Г, г, Е, и, Н, О, о, П, п, Р, С, с, У, Ч, Ы(два разряда), Ь, Э/З.

Поэтому семисегментные индикаторы используют только для отображения простейших сообщений. Например, плеер может выводить:

и т. д.

На перевёрнутом микрокалькуляторе можно получить некоторый диапазон букв, на этом основаны игры с калькулятором.

В массовой культуре

Инопланетянин из фильма «Хищник» носил устройство с индикаторами, похожими на семисегментные, но предназначенными для отображения инопланетных цифр, естественно имеющими другое расположение сегментов.
Машина времени в фильме «Назад в будущее» имела табло из четырех семисегментных индикаторов с цветами, соответствующими цветам ламп из фильма «Машина времени».

См. также

Примечания

Литература

Батушев В. А. Электронные приборы: Учебник для вузов. — 2-е, перераб. и доп. — М.: Высшая школа, 1980. — С. 302-303. — 383 с.

Как проверить семисегментный светодиодный индикатор. Большие цифровые индикаторы из светодиодов

Наверняка вы уже видели индикаторы — «восьмёрки». Это и есть семисегментный светодиодный индикатор, который служит для отображения цифр от 0 до 9, а также децимальной точки (DP — Decimal point) или запятой.

В зависимости от модели сборка может состоять из 1 — 4 семисегментных групп. Например, индикатор АЛС333Б1 состоит из одной семисегментной группы, которая способна отображать всего лишь одну цифру от 0 до 9.

Также существуют индикаторы с 4-мя семисегментными группами — четырёхразрядные (на фото — FYQ-5641BSR-11). Их можно использовать в самодельных электронных часах.

Как обозначаются семисегментные индикаторы на схемах?

Так как семисегментный индикатор — это комбинированный электронный прибор, то изображение его на схемах мало отличается от его внешнего вида.

Стоит только обратить внимание на то, что каждому выводу соответствует конкретный знакосегмент, к которому он подключен. Также имеется один или несколько выводов общего катода или анода — в зависимости от модели прибора.

Особенности семисегментных индикаторов.

Несмотря на кажущуюся простоту этой детали и у неё есть особенности.

Вот, например, цоколёвка уже знакомого нам 4-ёх разрядного индикатора FYQ-5641BSR-11 .

Как видим, аноды у светодиодов каждой цифры объединены и выведены на отдельный вывод. Катоды же у светодиодов, которые принадлежат к знакосегменту (например, G ), соединены вместе. От того, какую схему соединений имеет индикатор (с общим анодом или катодом) зависит очень многое. Если взглянуть на принципиальные схемы приборов с применением семисегментных индикаторов, то станет ясно, почему это так важно.

Чтобы увеличить размеры цифр на табло и одновременно сохранить достаточную яркость каждого сегмента, используется несколько светодиодов, включенных последовательно. Вот пример такого индикатора — он умещается на ладони. Это FYS-23011-BUB-21 .

Один его сегмент состоит из 4 светодиодов, включенных последовательно.

Если коммутировать выводы 1 (RED ) и 5 (GREEN ) на «+» питания через ключевые транзисторы, то можно менять цвет свечения отображаемых чисел с красного на зелёный. А если же одновременно подключить выводы 1 и 5, то цвет cвечения будет оранжевым. Вот так можно баловаться с индикаторами .

Управление семисегментными индикаторами.

Для управления семисегментными индикаторами в цифровых устройствах используют регистры сдвига и дешифраторы. Например, широко распространённый дешифратор для управления индикаторами серии АЛС333 и АЛС324 — микросхема К514ИД2 или К176ИД2 . Вот пример .

А для управления современными импортными индикаторами обычно используются регистры сдвига 74HC595 . По идее, управлять сегментами табло можно и напрямую с выходов микроконтроллера. Но такую схему используют редко, так как для этого требуется задействовать довольно много выводов самого микроконтроллера. Поэтому для этой цели применяются регистры сдвига. Кроме этого, ток, потребляемый светодиодами знакосегмента, может быть больше, чем ток, который может обеспечить рядовой выход микроконтроллера.

Что внутри семисегментного индикатора?

Чёрные квадратики на основании — это кристаллы светодиодов. Тут же можно разглядеть золотые перемычки, которые соединяют кристалл с одним из выводов. К сожалению, этот индикатор уже работать не будет, так как были оборваны как раз эти самые перемычки . Но зато мы можем посмотреть, что скрывается за декоративной панелькой табло.

Схема подключения одноразрядного семисегментного индикатора
Схема подключения многоразрядного семисегментного индикатора

Устройство отображения цифровой информации. Это — наиболее простая реализация индикатора, который может отображать арабские цифры. Для отображения букв используются более сложные многосегментные и матричные индикаторы.

Как говорит его название, состоит из семи элементов индикации (сегментов), включающихся и выключающихся по отдельности. Включая их в разных комбинациях, из них можно составить упрощённые изображения арабских цифр.
Сегменты обозначаются буквами от A до G; восьмой сегмент — десятичная точка (decimal point, DP), предназначенная для отображения дробных чисел.
Изредка на семисегментном индикаторе отображают буквы.

Бывают разных цветов, обычно это белый, красный, зеленый, желтый и голубой цвета. Кроме того, они могут быть разных размеров.

Также, светодиодный индикатор может быть одноразрядным (как на рисунке выше) и многоразрядным. В основном в практике используются одно-, двух-, трех- и четырехразрядные светодиодные индикаторы:

Кроме десяти цифр, семисегментные индикаторы способны отображать буквы. Но лишь немногие из букв имеют интуитивно понятное семисегментное представление.
В латинице : заглавные A, B, C, E, F, G, H, I, J, L, N, O, P, S, U, Y, Z, строчные a, b, c, d, e, g, h, i, n, o, q, r, t, u.
В кириллице : А, Б, В, Г, г, Е, и, Н, О, о, П, п, Р, С, с, У, Ч, Ы (два разряда), Ь, Э/З.
Поэтому семисегментные индикаторы используют только для отображения простейших сообщений.

Всего семисегментный светодиодный индикатор может отобразить 128 символов:

В обычном светодиодном индикаторе девять выводов: один идёт к катодам всех сегментов, а остальные восемь — к аноду каждого из сегментов. Эта схема называется «схема с общим катодом» , существуют также схемы с общим анодом (тогда все наоборот). Часто делают не один, а два общих вывода на разных концах цоколя — это упрощает разводку, не увеличивая габаритов. Есть еще, так называемые «универсальные», но я лично с такими не сталкивался. Кроме того существуют индикаторы со встроенным сдвиговым регистром, благодаря чему намного уменьшается количество задействованных выводов портов микроконтроллера, но они намного дороже и в практике применяются редко. А так как необъятное не объять, то такие индикаторы мы пока рассматривать не будем (а ведь есть еще индикаторы с гораздо большим количеством сегментов, матричные).

Многоразрядные светодиодные индикаторы часто работают по динамическому принципу: выводы одноимённых сегментов всех разрядов соединены вместе. Чтобы выводить информацию на такой индикатор, управляющая микросхема должна циклически подавать ток на общие выводы всех разрядов, в то время как на выводы сегментов ток подаётся в зависимости от того, зажжён ли данный сегмент в данном разряде.

Подключение одноразрядного семисегментного индикатора к микроконтроллеру

На схеме ниже, показано как подключается одноразрядный семисегментный индикатор к микроконтроллеру.
При этом следует учитывать, что если индикатор с ОБЩИМ КАТОДОМ , то его общий вывод подключается к «земле» , а зажигание сегментов происходит подачей логической единицы на вывод порта.
Если индикатор с ОБЩИМ АНОДОМ , то на его общий провод подают «плюс» напряжения, а зажигание сегментов происходит переводом вывода порта в состояние логического нуля .

Осуществление индикации в одноразрядном светодиодном индикаторе осуществляется подачей на выводы порта микроконтроллера двоичного кода соответствующей цифры соответствующего логического уровня (для индикаторов с ОК — логические единицы, для индикаторов с ОА — логические нули).

Токоограничительные резисторы могут присутствовать в схеме, а могут и не присутствовать. Все зависит от напряжения питания, которое подается на индикатор и технических характеристик индикаторов. Если, к примеру, напряжение подаваемое на сегменты равно 5 вольтам, а они рассчитаны на рабочее напряжение 2 вольта, то токоограничительные резисторы ставить необходимо (чтобы ограничить ток через них для повышенного напряжении питания и не сжечь не только индикатор, но и порт микроконтроллера).
Рассчитать номинал токоограничительных резисторов очень легко, по формуле дедушки Ома .
К примеру, характеристики индикатора следующие (берем из даташита):
— рабочее напряжение — 2 вольта
— рабочий ток — 10 мА (=0,01 А)
— напряжение питания 5 вольт
Формула для расчета:
R= U/I (все значения в этой формуле должны быть в Омах, Вольтах и Амперах)
R= (напряжение питания — рабочее напряжение)/рабочий ток
R= (5-2)/0.01 = 300 Ом

Схема подключения многоразрядного семисегментного светодиодного индикатора в основном та-же, что и при подключении одноразрядного индикатора. Единственное, добавляются управляющие транзисторы в катодах (анодах) индикаторов:

На схеме не показано, но между базами транзисторов и выводами порта микроконтроллера необходимо включать резисторы, сопротивление которых зависит от типа транзистора (номиналы резисторов рассчитываются, но можно и попробовать применить резисторы номиналом 5-10 кОм).

Осуществление индикации разрядами осуществляется динамическим путем:
— выставляется двоичный код соответствующей цифры на выходах порта РВ для 1 разряда, затем подается логический уровень на управляющий транзистор первого разряда
— выставляется двоичный код соответствующей цифры на выходах порта РВ для 2 разряда, затем подается логический уровень на управляющий транзистор второго разряда
— выставляется двоичный код соответствующей цифры на выходах порта РВ для 3 разряда, затем подается логический уровень на управляющий транзистор третьего разряда
— итак по кругу
При этом надо учитывать:
— для индикаторов с ОК применяется управляющий транзистор структуры NPN (управляется логической единицей)
— для индикатора с ОА — транзистор структуры PNP (управляется логическим нулем)

Со времен появления радиотехники и электроники обратная связь электронного устройства и человека сопровождалась различными сигнальными лампочками, кнопками, тумблерами, звонками (сигнал готовности микроволновки — дзынь!). Некоторые электронные девайсы выдают минимум информации, потому как больше было бы излишним. Например, светящийся светодиодик у вашей китайской зарядки для телефона говорит о том, что зарядка включена в сеть и в нее поступает напряжение. Но есть и такие параметры, для которых было бы удобнее выдавать объективную информацию. Например, температура воздуха на улице или время на будильнике. Да, все это можно было бы сделать также на светящихся лампочках или светодиодах. Один градус — один горящий диодик или лампочка. Сколько градусов — столько и горящих индикаторов. Считать эти светлячки — это дело может быть и привычное, но сколько опять же надо будет таких светиков, чтобы показать температуру с точностью до десятой доли градуса? Да и вообще, какую площадь будут занимать эти светодиоды и лампочки на электронном девайсе?

Практические семисегментные устройства отображения должны иметь не менее восьми внешних соединительных клемм; семь из них дают доступ к отдельным фотоэлектрическим сегментам, а восьмая обеспечивает общее соединение со всеми сегментами. В первом случае устройство известно как семисегментный дисплей общего анода; в последнем случае устройство известно как семисегментный дисплей с общим катодом.

Чтобы управлять дисплеем с общим анодом, драйвер должен иметь активный-низкий выход, в котором каждый сегментный привод обычно высок, но идет низко, чтобы включить сегмент. Чтобы управлять дисплеем с общим катодом, драйвер должен иметь активный активный выход.

И вот в начале двадцатого века, с появлением электронных ламп появились первые газоразрядные индикаторы

С помощью таких индикаторов можно было вывести цифровую информацию в арабских цифрах. Раньше именно на этих лампах делали различную индикацию для приборов и других электронных устройств. В настоящее время газоразрядные элементы почти уже нигде не применяются. Но ретро — это всегда модно, поэтому многие радиолюбители собирают для себя и своих близких прекрасные часики на газоразрядниках.

Полное объяснение этого немного сложнее, следующим образом. Когда напряжение равно нулю, сегмент фактически невидим. Однако, когда напряжение на входе имеет значительное положительное или отрицательное значение, сегмент становится эффективно видимым, но если напряжение привода поддерживается на протяжении более нескольких сотен миллисекунд, сегмент может стать постоянно видимым и не иметь никакого дальнейшего значения.

В этих условиях сегмент отключается. Таким образом, сегмент включен в этих условиях. Эта форма привода обычно известна как система «мостового привода» с удвоением напряжения. Последовательность действий схемы следующая. Простая каскадная система, описанная ранее, страдает от серьезного дефекта, поскольку дисплей становится размытым во время фактического периода подсчета, становясь стабильным и читаемым только тогда, когда каждый счетчик завершен и входной затвор закрыт. Этот «размытый и читаемый» тип дисплея очень раздражает, чтобы смотреть.

Минусы газоразрядных ламп — кушают много. Про долговечность можно и поспорить. У нас в универе до сих пор в лаборантских кабинетах эксплуатируют частотомеры на газоразрядниках.

С появлением светодиодов ситуация изменилась кардинально. Светодиоды сами по себе жрут маленький ток. Если расставить их в нужное положение , то можно высвечивать абсолютно любую информацию. Для того, чтобы высветить все арабские цифры было достаточно всего-то семь (отсюда и название семисегментного индикатора ) светящихся светодиодных полосочек, выставленных определенным образом:

На рисунке 13 показана усовершенствованная схема счетчика частоты, которая использует блокировку дисплея для преодоления вышеупомянутого дефекта. Эта схема работает следующим образом. Одновременно открывается входной затвор, и счетчики начинают суммировать импульсы входного сигнала. Этот счетчик продолжается ровно через одну секунду, и в течение этого периода четырехбитовые защелки не позволяют выходным сигналам счетчика поступать на драйверы дисплея; при этом дисплей остается стабильным в течение этого периода.

Через несколько секунд последовательность повторяется снова, при этом счетчики перезагружаются, а затем подсчитывают импульсы входной частоты в течение одной секунды, в течение которых дисплей дает постоянное считывание результатов предыдущего счета и т.д.

почти ко всем таким семисегментным индикаторам добавляют также и восьмой сегмент — точку, для того, чтобы можно было показать целое и дробное значение какого-либо параметра

Таким образом, схема на рисунке 13 создает стабильный дисплей, который обновляется один раз в секунду; на практике фактический период отсчета этого и схемы на рисунке 12 может быть сделан в любое десятилетие с множественным или неполным числом секунд, при условии, что выходной дисплей соответствующим образом масштабируется.

Обратите внимание, что трехзначный частотомер может указывать максимальные частоты 999 Гц при использовании односекундной базы, 99 кГц при использовании 100 мс временной базы, 9 кГц при использовании временной базы 10 мс и 999 кГц при использовании 1 мс временной базы.

по идее получается восьми сегментный индикатор , но по-старинке его также называют семисегментным, и ошибки в этом нет.

Короче, семисегментный индикатор — это светодиоды, расположенные друг относительно друга в определенном порядке и запендюренные в один корпус.

Этот метод можно понять с помощью рисунков 14 и 15. Эти переключатели соединены вместе и обеспечивают действительное действие мультиплексора и должны рассматриваться как быстродействующие электронные переключатели, которые многократно переключаются через позиции 1, 2, и последовательность операций схемы следующая. Предположим сначала, что переключатель находится в положении.

Несколько мгновений спустя переключатель переходит в положение 3, заставляя дисплей 3 отображать число через несколько минут, весь цикл начинает повторяться снова и так далее, добавляя бесконечность. На практике около 50 из этих циклов происходят каждую секунду, поэтому глаз не видит, что дисплеи включаются и выключаются отдельно, но воспринимают их как явно устойчивый дисплей, который показывает номер 327, или какой-либо другой номер продиктован сегментом данные.

Если рассмотреть схему одиночного семисегментного индикатора, то она выглядит вот так:

Как мы видим, семисегментный индикатор может быть как с общим анодом (ОА) , так и с общим катодом (ОК) . Грубо говоря, если семисегментник у нас с общим анодом (ОА), то в схеме мы должны на этот вывод вешать «плюс», а если с общим катодом (ОК) — то «минус» или землю. На какой вывод мы подадим напряжение, такой светодиодик у нас и загорится. Давайте все это продемонстрируем на практике.

В практических мультиплексорах пиковый ток дисплея получается довольно высоким, чтобы обеспечить достаточную яркость дисплея. На фиг. 15 показан пример усовершенствованного метода мультиплексирования, применяемого к трехзначному частотомеру. Этот метод имеет два основных преимущества.

Если эти терминалы активны высоко, они будут иметь следующие характеристики. Фиг. 18 и 19. На рисунке 18 показана техника гашения пульсаций, используемая для обеспечения подавления начального нуля на четырехзначном дисплее, который считывает количество.

У нас имеются в наличии вот такие светодиодные индикаторы:

Как мы видим, семисегментники могут быть одиночные и многоразрядные, то есть две, три, четыре семисегментника в одном корпусе. Для того, чтобы проверить современный семисегментник, нам достаточно мультиметра с функцией прозвонки диодов. Ищем общий вывод — это может быть или ОА или ОК — методом тыка и потом уже смотрим работоспособность всех сегментов индикатора. Проверяем трехразрядный семисегментник:

Таким образом, дисплей отображает. По сути, они просты в использовании, приводят их в действие, и они загораются. Они могут быть раздражающими, потому что у них есть какая-то полярность, а это значит, что они будут работать только тогда, когда вы их правильно подключите. Если вы отмените положительное и отрицательное напряжение, они не загорятся вообще.

Раздражает, так оно и есть, это тоже весьма полезно. Другой провод — катод. Катод соединяется с землей. В принципе, это дойдет до этого. Для общего катода вы подаете ток на контакты, которые вы хотите включить. Мультиплексирование. Для этого даже существуют контроллеры дисплея, если вы не хотите позаботиться о переключении в вашем программном обеспечении.

Опаньки, у нас загорелся один сегмент, таким же образом проверяем и другие сегменты.

Иногда напряжения на мультике не хватает, чтобы проверить сегменты индикатора. Поэтому берем Блок питания, выставляем на нем 5 Вольт, цепляем к одной клемме блока питания резистор 1-2 килоОма и начинаем проверять семисегментник.

Управление 7-сегментным дисплеем

Поэтому, когда у вас есть 4-значный, мультиплексированный 7 сегмент, общий анод. Во-первых, мы должны знать, какой тип дисплея у нас есть, поскольку есть две возможные формы: общий катод и общий анод. Вещи, которые вам понадобятся для этого урока. Слева: графический вид 7-сегментного дисплея, показывающий одно общее расположение для внутренней проводки и расположения контактов.

На этом этапе обратите внимание на начальный вывод, так как он понадобится вам позже при загрузке программы. Если бы дисплей был обычным катодом, мы бы отменили его. В нижней части статьи находится фотография схемы, идущей на моей плате прототипа. Мы также предоставляем библиотеку для управления более чем одним дисплеем.

Для чего же нам резистор? При подаче на светодиодик напряжения он начинает резко жрать ток при включении. Поэтому в этот момент он может перегореть. Чтобы ограничить ток, последовательно со светодиодом включается в цепь резистор. Более подробно можно прочитать в этой статье.

Подсчет в шестнадцатеричном виде на одном 7-сегментном дисплее

Недостатком является то, что они ресурсоемкие. Этот конкретный дисплей имеет четыре цифры и два дисплея двоеточия. Однако устройство также обеспечивает цифровое управление яркостью дисплея через внутренний широкополосный модулятор. В таких случаях выход может быть выполнен на нескольких 7-сегментных дисплеях.

Это экономит контакты на корпусе, а затем на контроле. Соответственно, упоминаются дисплеи с общим анодом или общим катодом. Вывод, который соответствует сегменту или десятичной точке, лучше всего извлекать из листа данных для отображения. 7-сегментный дисплей, который рассчитан на обычные 10-20 мА, по-прежнему будет гореть, хотя и слабый. Но для этого не требуется назначение контактов. Далее распределение этого сегмента основано на.

Таким же образом проверяем четырехразрядный семисегментник с китайского радиоприемника

Думаю, особых затруднений с этим возникать не должно. В схемах семисегментники цепляются с резисторами на каждом выводе. Это тоже связано с тем, что светодиодики при подаче напряжения на них бешенно жрут ток и выгорают.

Если используется другое назначение, это возможно в принципе, но это следует учитывать при программировании. Преобразование отдельных цифр в конкретный шаблон вывода может выполняться с помощью так называемого. Все остальные сегменты должны быть темными. Если этот флажок установлен для всех цифр, дается следующая таблица.

В тестовой программе последовательно отображаются цифры от 0 до 9 на 7-сегментном дисплее. Выходящий номер сохраняется в регистровом счетчике и увеличивается на 1 в пределах цикла. Если регистр достиг значения 10, он снова сбрасывается на 0. После повышения возникает цикл ожидания, который гарантирует, что определенное время пройдет в следующем выпуске. Обычно вы не делаете таких длинных циклов ожидания, но это не про ожидание, а контроль 7-сегментного дисплея. Использовать таймер для этого — это слишком много усилий.

В нашем современном мире семисегментники уже заменяются жк-индикаторами, которые могут высвечивать абсолютно различную информацию

но для того, чтобы их использовать, нужны определенные навыки в схемотехнике таких устройств. Пока что проще и дешевле светодиодных семисегментных индикаторов ничего нет.

Фактическая проблема и, следовательно, интересная в этой статье часть, однако, происходит непосредственно после цикла метки. Обратите внимание, что значение счетчика должно быть удвоено. Это напрямую связано с тем, что флеш-память носит словесный характер, а не байт-мудрый. Во втором примере на этой странице это делается по-другому. Там показано, как посредством другой записи таблицы генерация байтов заполнения может быть предотвращена ассемблером. Интересно также, что для расчета требуется регистр, который содержит значение 0.

Следовательно, эта константа должна быть сначала загружена в регистр и только после этого может быть выполнено добавление с использованием этого регистра. Интересно то, что этот факт встречается во многих программах, а константы в подавляющем большинстве случаев — это константа 0. Поэтому многие программисты резервируют регистр с самого начала для этого и называют его нулевым регистром.

В этой статье мы поговорим о цифровой индикации.
Семисегментные светодиодные индикаторы предназначены для отображения арабских цифр от 0 до 9 (рис.1).

Такие индикаторы бывают одноразрядные, которые отображают только одно число, но семисегментных групп, объединенных в один корпус может быть и больше (многоразрядные). В этом случае цифры разделяются децимальной точкой (рис.2)

К сожалению, есть проблема, потому что для отображения необходимо восемь портов — четыре объявления потребуют 32 порта. Но есть несколько путей. Сдвиговые регистры уже описаны в другом учебнике. Это упростило бы создание требуемых 32 выходных линий только с тремя выводами. Принцип управления не отличается от управления одним 7-сегментным дисплеем, только то, как «выходные выводы» приближаются к их значениям, отличается и определяется использованием сдвиговых регистров. На данный момент, однако, должен быть показан другой вариант управления.

Рис.2.

Индикатор называется семисегментным из-за того, что отображаемый символ строится из отдельных семи сегментов. Внутри корпуса такого индикатора находятся светодиоды, каждый из которых засвечивает свой сегмент.
Буквы и другие символы на таких индикаторах отображать проблематично, поэтому для этих целей используются 16-сегментные индикаторы.

Ниже мы рассмотрим мультиплексирование еще раз. Мультиплексирование означает, что не все четыре дисплея включаются одновременно, но только один на короткое время. Если изменение между дисплеями происходит быстрее, чем мы, люди, можем воспринимать, все четыре индикатора, похоже, работают одновременно, хотя на один короткий промежуток времени светится только один. Таким образом, четыре дисплея могут разделять отдельные сегменты сегмента, и все, что требуется, — это 4 дополнительные линии управления для 4 дисплеев, с которыми включен дисплей.

Одним из аспектов этого типа управления является частота мультиплексирования, то есть полный цикл перехода с одного дисплея на другой. Он должен быть достаточно высоким, чтобы избежать мерцания дисплея. Человеческий глаз вялый, в кинотеатре 24 кадра в секунду, с телевизором, чтобы быть на безопасной стороне, что также неподвижные изображения спокойны, каждый сегмент должен контролироваться не менее 100 Гц, поэтому он подключается, по крайней мере, каждые 10 мс. В исключительных случаях, однако, даже 100 Гц все еще могут мерцать, Например, когда дисплей перемещается быстро или когда возникают помехи с искусственными источниками света, которые работают с переменным током.

Светодиодные индикаторы бывают двух типов.
В первом из них все катоды, т.е. отрицательные выводы всех светодиодов, объединены вместе и для них выделен соответствующий вывод на корпусе.
Остальные выводы индикатора соединены к аноду каждого из светодиодов (рис.3, а). Такая схема называется «схема с общим катодом».
Также существуют индикаторы, у которых светодиоды каждого из сегментов подключены по схеме с общим анодом (рис.3, б).

Рис.3.

Каждый сегмент обозначен соответствующей буквой. На рисунке 4 представлено их расположение.

Рис.4.

В качестве примера рассмотрим двухразрядный семисегментный индикатор GND-5622As-21 красного свечения. Кстати существуют и другие цвета, в зависимости от модели.
С помощью трехвольтовой батарейки можно включать сегменты, а если объединить группу выводов в кучку и подать на них питание, то можно даже отображать цифры. Но такой метод является неудобным, поэтому для управления семисегментными индикаторами используют регистры сдвига и дешифраторы. Также, нередко, выводы индикатора подключаются напрямую к выходам микроконтроллера, но лишь в том случае когда используются индикаторы с низким потреблением тока. На рисунке 5 представлен фрагмент схемы с использованием PIC16F876A.

Рис.5.

Для управления семисегментным индикатором часто используется дешифратор К176ИД2.
Эта микросхема способна преобразовать двоичный код, состоящий из нулей и единиц в десятичные цифры от 0 до 9.

Чтобы понять, как все это работает, нужно собрать простую схему (рис.6). Дешифратор К176ИД2 выполнен в корпусе DIP16. Он имеет 7 выходных вывода (выводы 9 — 15), каждый из которых предназначен для определенного сегмента. Управление точкой здесь не предусмотрено. Также микросхема имеет 4 входа (выводы 2 — 5) для подачи двоичного кода. На 16-й и 8-ой вывод подается плюс и минус питания соответственно. Остальные три вывода являются вспомогательными, о них я расскажу чуть позже.

Рис.6.

DD1 — К176ИД2
R1 — R4 (10 — 100 кОм)
HG1 — GND-5622As-21

В схеме присутствует 4 тумблера (можно любые кнопки), при нажатии на них на входы дешифратора подается логическая единица от плюса питания. Кстати питается сама микросхема напряжением от 3 до 15 Вольт. В данном примере вся схема питается от 9-вольтовой «кроны».

Также в схеме присутствует 4 резистора. Это, так называемые, подтягивающие резисторы. Они нужны, чтобы гарантировать на логическом входе низкий уровень, при отсутствии сигнала. Без них показания на индикаторе могут отображаться некорректно. Рекомендуется использовать одинаковые сопротивления от 10 кОм до 100 кОм.

На схеме выводы 2 и 7 индикатора HG1 не подключены. Если подключить к минусу питания вывод DP, то будет светиться децимальная точка. А если подать минус на вывод Dig.2, то будет светиться и вторая группа сегментов (будет показывать тот же символ).

Входы дешифратора устроены так, что для отображения на индикаторе чисел 1, 2, 4 и 8 требуется нажатие лишь одной кнопки (на макете установлены тумблеры, соответствующие входам D0, D1, D2 и D3). При отсутствии сигнала отображается цифра ноль. При подаче сигнала на вход D0 отображается цифра 1. И так далее. Для отображения других цифр требуется нажатие комбинации тумблеров. А какие именно нужно нажимать нам подскажет таблица 1.

Таблица 1.

Чтобы отобразить цифру «3» необходимо логическую единицу подать на вход D0 и D1. Если подать сигнал на D0 и D2, то отобразится цифра «5» (рис.6).

Рис.6.

Здесь представлена расширенная таблица, в которой мы видим не только ожидаемую цифру, но и те сегменты (a — g), которые составят эту цифру.

Таблица 2.

Вспомогательными являются 1, 6 и 7-ой выводы микросхемы (S, M, К соответственно).

На схеме (рис.6) 6-ой вывод «М» заземлен (на минус питания) и на выходе микросхемы присутствует положительное напряжение для работы с индикатором с общим катодом. Если используется индикатор с общим анодом, то на 6-ой вывод следует подать единицу.

Если на 7-ой вывод «К» подать логическую единицу, то знак индикатора гасится, ноль разрешает индикацию. В схеме данный вывод заземлен (на минус питания).

На первый вывод дешифратора подана логическая единица (плюс питания), что позволяет отображать преобразованный код на индикатор. Но если подать на данный вывод (S) логический ноль, то входы перестанут принимать сигнал, а на индикаторе застынет текущий отображаемый знак.

Стоит заметить одну интересную вещь: мы знаем, что тумблер D0 включает цифру «1», а тублер D1 цифру «2». Если нажать оба тумблера, то высветится цифра 3 (1+2=3). И в других случаях на индикатор выводится сумма цифр, составляющих эту комбинацию. Приходим к выводу, что входы дешифратора расположены продуманно и имеют очень логичные комбинации.

Также вы можете посмотреть видео к этой статье.

Семисегментными индикаторами в наше время называют устройства, которые отображают цифровую информацию. В электрических приборах данные элементы используются довольно часто. Если к ним подключить модулятор, то можно сделать из индикаторов интересные электронные часы. Чтобы более подробно разобраться в этом вопросе, необходимо изучить основные типы устройств. Также важно ознакомиться с моделями, которые представлены на рынке.

Одноразрядные модели

Одноразрядный семисегментный индикатор (схема показана ниже) в наше время отличается своей простотой. Как правило, контакты у моделей установлены в параллельном порядке. При этом светодиоды используются самые обычные. Сделать электронные часы из одноразрядных индикаторов можно довольно просто. В данном случае блок питания потребуется на 30 В.

Также следует учитывать, что модулятор для этого типа индикаторов может использоваться исключительно одноканальный. Непосредственно регулятор для него важно вывести через двойной переходник. При этом резисторы для часов подойдут как импульсного, так и инерционного типа. Непосредственно подключение семисегментного индикатора осуществляется через проводник. Предельное напряжение он обязан выдерживать не менее 35 В. При этом параметр силы тока должен составлять 5 А.

Двухразрядные модификации

Двухразрядные модификации на сегодняшний день являются довольно распространенными. Светодиоды в данном случае чаще всего используются красного типа. Однако на рынке можно найти и другие варианты. Сила свечения у данных индикаторов зависит от производителя. Как правило, контакты у них устанавливаются медного типа.

При этом резисторы используются в основном импульсные. Для того чтобы понять, как сделать часы на практике, необходимо заранее подготовить модулятор, а также преобразователь для устройства. В первую очередь для часов подбирается корпус. При этом семисегментные индикаторы важно устанавливать на модулятор. Непосредственно регулятор должен располагаться в стороне. Соединяется он с блоком питания через тетрод. Также для лучшей проводимости многие специалисты рекомендуют использовать усилитель. В данном случае блок питания подойдет на 15 В. В конце работы останется лишь зафиксировать проводник.

Трехразрядные устройства

Трехразрядные устройства обладают большой мощностью. Светодиоды в данном случае имеются резонансного типа, и на рынке они, как правило, представлены белого цвета. Резисторы для подключения индикаторов применяются инерционного типа. Для того чтобы сделать из трехразрядной модификации часы, потребуется найти качественный модулятор. При этом управление семисегментным индикатором будет происходить через регулятор кнопочного типа.

Тетроды в данном случае пороговое напряжение обязаны выдерживать на уровне 15 В. Проводимость их зависит от частотности конденсаторов. Многие специалисты при сборе часов советуют преобразователи устанавливать с тиристором. В данном случае блок питания можно использовать без усилителя. Для подключения индикаторов понадобятся проводники. Для безопасного использования прибора их необходимо изолировать.

Индикаторы серии E 10561

Семисегментный светодиодный индикатор данной серии отличается повышенным параметром рассеивания. В данном случае цифры видны очень четко. Светодиоды в таких устройствах используются, как правило, асинхронного типа. При этом резонансные модели также встречаются. Чтобы подключить устройство к регулятору, потребуются мощные резисторы. В данном случае преобразователи используются с тиристорами.

Пороговая частота этих устройств не должна превышать 3 Гц. При этом блоки питания, как правило, используются на 30 В. В такой ситуации показатель номинального тока должен располагаться на уровне 12 А. Все это позволит успешно включить индикатор. Непосредственно подсоединение прибора осуществляется через контакты. В некоторых случаях тетрод в цепи может располагаться после преобразователя. В таком случае можно надеяться на пороговое напряжение на уровне 15 В.

Особенности моделей серии E 15461

Семисегментные индикаторы данной серии относятся к классу двухразрядных. В этом случае светодиоды в устройствах установлены резонансного типа. Для подключения модели используются медные контакты. Сделать часы в данном случае довольно просто. Модулятор для этих целей можно использовать одноканального типа. При этом резисторы подбираются средней мощности. Напряжение они обязаны выдерживать минимум на уровне 20 В.

Блоки питания для этих целей можно использовать от персонального компьютера. Также следует отметить, что указанные индикаторы являются довольно компактными. При этом яркость их можно регулировать при помощи модуляторов. Для этого дополнительно потребуется установка преобразователя. Для повышения мощности свечения используются поворотные регуляторы. Усилители в данном случае устанавливаются довольно редко.

Подключение устройства серии E 10578

Индикаторы указанной серии имеются с резонансными светодиодами. В настройке они довольно просты и цифры способны отображать четко. Также следует учитывать, что параметр рассеивания у них очень высокий. Таким образом, устанавливать их в электронные приборы можно довольно просто. Как правило, такие модели используются в микроволновых печах. При этом для секундомеров они также подходят. В данном случае модулятор устанавливается с расширителем. При этом многоканальные модификации являются более распространенными. Усилители для устройств подходят только низкоомного типа. Дополнительно следует учитывать, что частотность модели зависит от блока питания. Если рассматривать прибор на 20 В, то вышеуказанный параметр будет находиться в районе 4 Гц.

Схема индикаторов серии E 10509

Семисегментные индикаторы данного типа способны похвастаться высокой чувствительностью. При этом светодиоды для них подходят резонансные. На рынке они чаще всего представлены красного и синего цвета. Резисторы для подключения модели применяются в основном импульсные. Однако инерционные аналоги также активно используются в бытовой технике. Тетроды в данном случае напряжение должны быть способны выдерживать максимум на уровне 30 В.

При этом система контактов, как правило, подбирается на два проводника. Усилитель для сборки часов потребуется низкоомного типа. Все это необходимо для того, чтобы справляться с большим отрицательным сопротивлением. Однако в данной ситуации многое зависит от модулятора, который устанавливается.

Применение индикаторов серии E 22563

Индикаторы данного типа на сегодняшний день являются довольно востребованными. На электронные приборы указанные модели устанавливать можно. При этом в промышленной сфере устройства данного типа также являются востребованными. В этом случае светодиоды устанавливаются средней мощности. Причем контактные системы на рынке представлены самые разнообразные.

Подключение моделей к модулятору, как правило, осуществляется через тетроды. Преобразователи подходят с частотой не менее 4 Гц. Дополнительно следует учитывать, что параметр рассеивания свечения светодиодов зависит от мощности блока питания. Если рассматривать самые простые часы с модулятором серии РР20, то он подбирается на 20 В.

Модель на хроматических резисторах

Семисегментные индикаторы на хроматических резисторах встречаются довольно редко. Модуляторы в данном случае могут использоваться только одноканального типа. Также следует учитывать, что при подключении устройства обязательно необходимо устанавливать усилители. Все это позволит стабилизировать в цепи параметр порогового напряжения. Блоки питания в данном случае можно использовать от персональных компьютеров. Также важно учитывать, что чувствительность системы зависит от типа тетродов.

Использование оптических модуляторов

Оптические модуляторы, как правило, используются с индикаторами резонансного типа. При этом на электроприборы данные конфигурации устанавливаются часто. В данном случае регуляторы используются в основном поворотного типа. При этом кнопочные варианты встречаются довольно редко. Резисторы для указанных систем подходят асинхронного типа. Непосредственно подсоединение модуляторов в цепи происходит через преобразователи.

При таком подходе, для вывода числа с любым количеством разрядов используется всего 2 цифровых выхода Arduino.

Для примера будем выводить на индикаторы количество секунд, прошедших с момента старта работы.

Исходные компоненты

Принцип работы

Семисегментный индикатор — это просто набор обычных светодиодов в одном корпусе. Просто они выложены восьмёркой и имеют форму палочки-сегмента. Можно подключить его напрямую к Arduino, но тогда будет занято 7 контактов, а в программе будет необходимо реализовать алгоритм преобразования числа из двоичного представления в соответствующие «калькуляторному шрифту» сигналы.

Для упрощения этой задачи существует 7-сегментный драйвер. Это простая микросхема с внутренним счётчиком. У неё есть 7 выходов для подключения всех сегментов (a, b, c, d, e, f, g pins), контакт для сбрасывания счётчика в 0 (reset pin) и контакт для увеличения значения на единицу (clock pin). Значение внутреннего счётчика преобразуется в сигналы (включен / выключен) на контакты a-g так, что мы видим соответствующую арабскую цифру.

На микросхеме есть ещё один выход, обозначенный как «÷10». Его значение всё время LOW за исключением момента переполнения, когда значение счётчика равно 9, а его увеличивают на единицу. В этом случае значением счётчика снова становится 0, но выход «÷10» становится HIGH до момента следующего инкремента. Его можно соединить с clock pin другого драйвера и таким образом получить счётчик для двузначных чисел. Продолжая эту цепочку, можно выводить сколь угодно длинные числа.

Микросхема может работать на частоте до 16 МГц, т.е. она будет фиксировать изменения на clock pin даже если они будут происходить 16 миллионов раз в секунду. На той же частоте работает Arduino, и это удобно: для вывода определённого числа достаточно сбросить счётчик в 0 и быстро инкрементировать значение по единице до заданного. Глазу это не заметно.

Подключение

Сначала установим индикаторы и драйверы на breadboard. У всех них ноги располагаются с двух сторон, поэтому, чтобы не закоротить противоположные контакты, размещать эти компоненты необходимо над центральной канавкой breadboard’а. Канавка разделяет breadboard на 2 несоединённые между собой половины.

16 — к рельсе питания: это питание для микросхемы

2 «disable clock» — к рельсе земли: мы его не используем

3 «enable display» — к рельсе питания: это питание для индикатора

8 «0V» — к рельсе земли: это общая земля

1 «clock» — через стягивающий резистор к земле. К этому контакту мы позже подведём сигнал с Arduino. Наличие резистора полезно, чтобы избежать ложного срабатывания из-за окружающих помех пока вход ни к чему не подключен. Подходящим номиналом является 10 кОм. Когда мы соединим этот контакт с выходом Arduino, резистор не будет играть роли: сигнал притянет к земле микроконтроллер. Поэтому если вы знаете, что драйвер при работе всегда будет соединён с Arduino, можете не использовать резистор вовсе.

15 «reset» и 5 «÷10» пока оставим неподключенными, но возьмём на заметку — нам они понадобятся в дальнейшем

Контакты 3 и 8 на индикаторе обозначены как «катод», они общие для всех сегментов, и должны быть напрямую соединены с общей землёй.

Далее следует самая кропотливая работа: соединение выходов микросхемы с соответствующими анодами индикатора. Соединять их необходимо через токоограничивающие резисторы как и обычные светодиоды. В противном случае ток на этом участке цепи будет выше нормы, а это может привести к выходу из строя индикатора или микросхемы. Номинал 220 Ом подойдёт.

Соединять необходимо сопоставляя распиновку микросхемы (выходы a-g) и распиновку индикатора (входы a-g)

Повторяем процедуру для второго разряда

Теперь вспоминаем о контакте «reset»: нам необходимо соединить их вместе и притянуть к земле через стягивающий резистор. В последствии, мы подведём к ним сигнал с Arduino, чтобы он мог обнулять значение целиком в обоих драйверах.

Также подадим сигнал с «÷10» от правого драйвера на вход «clock» левого. Таким образом мы получим схему, способную отображать числа с двумя разрядами.

Стоит отметить, что «clock» левого драйвера не стоит стягивать резистором к земле, как это делалось для правого: его соединение с «÷10» само по себе сделает сигнал устойчивым, а притяжка к земле может только нарушить стабильность передачи сигнала.

Железо подготовленно, осталось реализовать несложную программу.

Программирование

7segment.pde #define CLOCK_PIN 2 #define RESET_PIN 3 /* * Функция resetNumber обнуляет текущее значение * на счётчике */ void resetNumber() { // Для сброса на мгновение ставим контакт // reset в HIGH и возвращаем обратно в LOW digitalWrite(RESET_PIN, HIGH) ; digitalWrite(RESET_PIN, LOW) ; } /* * Функция showNumber устанавливает показания индикаторов * в заданное неотрицательное число `n` вне зависимости * от предыдущего значения */ void showNumber(int n) { // Первым делом обнуляем текущее значение resetNumber() ; // Далее быстро «прокликиваем» счётчик до нужного // значения while (n— ) { digitalWrite(CLOCK_PIN, HIGH) ; digitalWrite(CLOCK_PIN, LOW) ; } } void setup() { pinMode(RESET_PIN, OUTPUT) ; pinMode(CLOCK_PIN, OUTPUT) ; // Обнуляем счётчик при старте, чтобы он не оказался // в случайном состоянии resetNumber() ; } void loop() { // Получаем количество секунд в неполной минуте // с момента старта и выводим его на индикаторы showNumber((millis() / 1000 ) % 60 ) ; delay(1000 ) ; }

Результат

Подключаем контакт 2 с Arduino к контакту clock младшего (правого) драйвера, контакт 3 — к общему reset’у драйверов; разводим питание; включаем — работает!

Семисегментный индикатор SegM8 [Амперка / Вики]

Используйте семисегментный индикатор SegM8 для отображения цифр, символов и некоторых букв, которые будут видны на расстоянии до 50 метров.

С модулями SegM8 вам не придётся думать про схему управления и питания каждого сегмента. Мы всё продумали, вам осталось лишь подключить контроллер с интерфейсом SPI и подать на индикатор общее питание!

Примеры работы для Arduino

В качестве мозга для работы с индикатором SegM8 рассмотрим платформы из семейства Arduino.

Подключение и настройка

Аппаратная часть

На аппаратном уровне светодиодный модуль общается с управляющей электроникой по интерфейсу SPI. Рассмотрим два случая коммуникации:

Подробнее про SPI в Arduino

Hardware SPI

Hardware SPI — это аппаратный SPI, который предназначен для общения с модулями по одноименному интерфейсу. Контакты MOSI, MISO и SCK интерфейса SPI вынесены на платах Arduino на отдельный ICSP-разъём.

Подключим SegM8 к платформе Arduino Uno. Для коммуникации используйте соединительные провода «папа-папа» и «мама-папа».

Индикатор SegM8	Arduino Uno
VCC	+5V
GND	GND
CS	10
DI / MISO	DO / MOSI
CLK / SCK	CLK / SCK

Для быстрой сборки и отладки устройства рекомендуем взять плату расширения Screw Shield, которая одевается сверху на Arduino Uno методом бутерброда.

Software SPI

Software SPI — это программный SPI, который который позволяет имитировать аппаратный SPI на других контактах платы. Это удобно когда на плате нет доступа к контактам Hardware SPI.

Подключим SegM8 к платформе Arduino Uno. Для коммуникации используйте соединительные провода «папа-папа».

Индикатор SegM8	Arduino Uno
VCC	+5V
GND	GND
CS	10
DI / MISO	5
CLK / SCK	7

Программная часть

Установите библиотеку SegM8.

На этом установка закончена, теперь смело переходите к экспериментам.

Простой счётчик

Выведем на семисегментный индикатор значения счётчика от 0 до 9.

Код для Hardware SPI

segm8-led-module-example-arduino-hardwarespi-counter.ino

// Библиотека для работы с cемисегментным модулем SegM8
// https://github.com/amperka/SegM8
// Подробности и описание функций читайте в API.md
#include "segm8.h"
 
// Создаём объект для работы с модулем SegM8
// Используем аппаратный SPI
// Передаём номер пина CS и кол-во подключенных индикаторов
SegM8 module(10, 1);
 
void setup() {
  // Инициализируем cемисегментный индикатор SegM8
  module.begin();
}
 
void loop() {
  // Перебираем показания счётчика от 0 до 9
  for (int counter = 0; counter < 10; counter++) {
    // Выводим текущее значение счётчика
    module.display(counter, 0, 1);
    // Ждём 1 секунду
    delay(1000);
  }
}

Код для Software SPI

segm8-led-module-example-arduino-softwarespi-counter.ino

// Библиотека для работы с cемисегментным модулем SegM8
// https://github.com/amperka/SegM8
// Подробности и описание функций читайте в API.md
#include "segm8.h"
 
// Создаём объект для работы с модулем SegM8
// Используем программный SPI
// Передаём номер пинов CS, DI, CLK
// и кол-во подключенных индикаторов
SegM8 module(10, 5, 7, 1);
 
void setup() {
  // Инициализируем cемисегментный индикатор SegM8
  module.begin();
}
 
void loop() {
  // Перебираем показания счётчика от 0 до 9
  for (int counter = 0; counter < 10; counter++) {
    // Выводим текущее значение счётчика
    module.display(counter, 0, 1);
    // Ждём 1 секунду
    delay(1000);
  }
}

После прошивки устройства, счётчик на индикаторе не заставит себя долго ждать.

Вывод строки

Семисегментные индикаторы поддерживают последовательное подключение между собой в цепочку (гирлянду). Каждый новый модуль добавляет к текущему дисплею ещё один разряд для отображения цифры или буквы. Кол-во подключаемых модулей ограничено только мощностью источника питания и памятью контроллера.

Добавим к предыдущему примеру ещё три светодиодных модуля SegM8. Для соединения индикаторов между собой используйте штыревые контакты PLH-40, а откусить нужное кол-во штырьков помогут бокорезы.

Выведем на сборку из четырёх семисегментных индикаторов строку «7Seg».

Код для Hardware SPI

segm8-led-module-example-arduino-hardwarespi-multiple-text.ino

// Библиотека для работы с cемисегментным модулем SegM8
// https://github.com/amperka/SegM8
// Подробности и описание функций читайте в API.md
#include "segm8.h"
 
// Создаём объект для работы с модулем SegM8
// Используем аппаратный SPI
// Передаём номер пина CS и кол-во подключенных индикаторов
SegM8 module(10, 4);
 
void setup() {
  // Инициализируем cемисегментный индикатор SegM8
  module.begin();
  // Выводим строку
  module.display("7Seg", 0, 4);
}
 
void loop() {
}

Код для Software SPI

segm8-led-module-example-arduino-softwarespi-multiple-text.ino

// Библиотека для работы с cемисегментным модулем SegM8
// https://github.com/amperka/SegM8
// Подробности и описание функций читайте в API.md
#include "segm8.h"
 
// Создаём объект для работы с модулем SegM8
// Используем программный SPI
// Передаём номер пинов CS, DI, CLK
// и кол-во подключенных индикаторов
SegM8 module(10, 5, 7, 4);
 
void setup() {
  // Инициализируем cемисегментный индикатор SegM8
  module.begin();
  // Выводим строку
  module.display("7Seg", 0, 4);
}
 
void loop() {
}

После прошивки устройства вы увидите соответствующую надпись на индикаторах.

Примеры работы для Raspberry Pi

В качестве мозга для работы с индикатором SegM8 рассмотрим платформы из семейства Raspberry Pi.

Подключение и настройка

Аппаратная часть

На аппаратном уровне светодиодный модуль общается с управляющей электроникой по интерфейсу SPI.

Подробнее про SPI в Raspberry Pi

Подключим SegM8 к платформе Raspberry Pi 4. На Raspberry Pi есть несколько видов нумерации, мы будем использовать нумерацию BCM. Для коммуникации используйте соединительные провода «папа-мама»

Индикатор SegM8	Raspberry Pi 4 (BCM)
GND	5V
GND	GND
CS	SPI0CE0 / 8
DI / MISO	MOSI0 / 10
CLK / SCK	SCK0 / 11

Для быстрой сборки и отладки устройства возьмите плату расширения Troyka HAT, которая надевается сверху на малину методом бутерброда.

Имена пинов на Troyka HAT относятся к нумерации Wiring Pi, которая отличается от стандартной нумерации BCM одноплатника Raspberry Pi. Для подробностей смотрите распиновку на Troyka HAT.

Индикатор SegM8	Raspberry Pi 4 (BCM)	Troyka HAT (WiringPI)
GND	GND	GND
CS	SPI0CE0 / 8	SPI0CE0 / 10
DI / MISO	MOSI0 / 10	MOSI0 / 12
CLK / SCK	SCK0 / 11	SCK0 / 14

Программная часть

Установите библиотеку SegM8Pi:
```
pip3 install segm8
```

На этом установка закончена, теперь смело переходите к экспериментам.

Простой счётчик

Выведем на семисегментный индикатор значения счётчика от 0 до 9.

segm8-led-module-example-raspberry-pi-counter.py

# Библиотека для работы с cемисегментным модулем SegM8
import segm8
# Библиотека для работы с временем
import time
 
# Создаём объект для работы с модулем SegM8
# Передаём номер пина CS (CE0 или CE1) и кол-во подключенных индикаторов
segm8_module = segm8.SegM8(0, 1)
 
while True:
    # Перебираем показания счётчика от 0 до 9
    for number in range(10):
        # Выводим текущее значение счётчика
        segm8_module.display_int(number, 0, 1)
        # Ждём 1 секунду
        time.sleep(1)

После прошивки устройства, счётчик на индикаторе не заставит себя долго ждать.

Вывод строки

Выведем на сборку из четырёх семисегментных индикаторов строку «7Seg».

segm8-led-module-example-raspberry-pi-multiple-text.py

# Библиотека для работы с cемисегментным модулем SegM8
import segm8
# Библиотека для работы с временем
import time
 
# Создаём объект для работы с модулем SegM8
# Передаём номер пина CS (CE0 или CE1) и кол-во подключенных индикаторов
segm8_module = segm8.SegM8(0, 4)
 
# Выводим строку «7Seg»
segm8_module.display_string("7Seg", 0, 4)
 
while True:
    time.sleep(1)

После прошивки устройства вы увидите соответствующую надпись на индикаторах.

Особенность модуля

Выбор режима яркости

Индикатор поддерживает два режима яркости: штатный и экономный.

Штатный режим — светодиоды индикатора горят в полную силу. Для активации — подключите напряжение от 5 до 12 вольт на силовой клеммник.
Экономный режим — светодиоды индикатора горят с минимальной яркостью. Для активации — подключите напряжение от 3,3 до 5 вольт на сигнальный клеммник.

Каскадное подключение

Несколько модулей легко объединяются в табло, подключаясь между собой штыревыми контактами.

Элементы платы

Семисегментный индикатор

За отображения информации отвечает семисегментный индикатор SA40-19, который состоит из семи отдельных светодиодов плоской формы A, B, C, D, E, F, G и точки DP. Светодиоды расставлены на плате в виде арабской восьмёрки, такой способ даёт при включении определённых сегментов отображать цифры и некоторые буквы.

Светодиоды индикатора SA40-19 подключены к плате управления SegM8, которая получает команды от внешнего микроконтроллера и транслирует их на семисегментный экран.

Силовой клеммник

На задней панели индикатора расположены два винтовых силовых клеммника для питания устройства в штатном режиме на полную яркость. Группа контактов Input служит для подключения к модулю источника питания, а контакты Output — для прабрасывания питания к следующему модулю в цепочке. Каждый модуль при всех зажженных сегментах потребляет ток в штатном режиме до 300 мА.

Контакт	Назначение	Подключение
+12V	Силовое питание	Силовое питания 5–12 В
GND	Земля	Общая земля

Сигнальный клеммник

На задней панели индикатора расположены два винтовых сигнальных клеммника. Группа контактов Input служит для подключения к модулю внешнего контроллера, а контакты Output — для прабрасывания данных к следующему модулю в цепочке. Каждый модуль при всех зажженных сегментах потребляет ток в эконом режиме до 50 мА.

Контакт	Назначение	Подключение
VCC	Питание	Питание 3,3–5 В
GND	Земля	GND
CS / SS	Выбор модуля на шине SPI	CS / SS
DI / MISO	Вход ведомого устройства на шине SPI	DO / MOSI
CLK / SCK	Тактовый сигнал на шине SPI	CLK / SCK

Преобразователь напряжения силовой части

На плате модуля расположен универсальный преобразователь питания TPS63060, который при низком входном напряжении поднимет питание до 10,4 вольт, а при высоком — понизит до 10,4 вольт. В итоге вы можете использовать широкий выбор источников питания.

Преобразователь напряжения цифровой части

Понижающий регулятор напряжения L78L05AB с выходом 5 вольт, обеспечивает питание микросхем и другой логики модуля. Максимальный выходной ток составляет 100 мА.

Выходной сдвиговый регистр

За логику управления индикатором отвечает микросхема выходного сдвигового регистра 74HC595, которая является преобразователем последовательного интерфейса в параллельный. Чип получает команды по SPI от внешнего микроконтроллера и выдаёт разом отдельные сигналы на каждый сегмент.

Т.к. каждый сегмент в модуле достаточно прожорливый по току и напряжению, то выходные сигналы с микросхемы сдвигового регистра сначала поступают на усилительные каскады, а затем уже на светодиодный индикатор.

Выходные каналы питания сегментов

Принципиальная и монтажная схемы

Габаритный чертёж

Характеристики

Модель: Семисегментный индикатор SegM8 AMP-B200-RU
Источник света: светодиодные сегменты
Количество сегментов: 7 + точка
Цвет сегментов: красный
Модель индикатора: SA40-19 / SM434001D
Драйвер индикатора: 74HC595 с усилительным каскадом на каждом канале
Аппаратный интерфейс: клеммники под винт
Программный интерфейс: SPI
Режимы яркости: штатный / экономный
Напряжение питания:
- Через силовой клеммник: 5–12 В (штатный режим)
- Через сигнальный клеммник: 3,3–5 В (экономный режим)
Потребляемый ток:
Напряжение логических уровней: 3,3–5 В
Размеры модуля: 122×90×26,3 мм
Размеры экрана: 101,2×59,5 мм
Масса: 260 г

Ресурсы

Семисегментный светодиодный Modbus индикатор ОВЕН СМИ2

ОВЕН СМИ2 – индикатор для отображения информации оператору по протоколам Modbus RTU/ASCII и ОВЕН. Работает в сети RS-485. Яркий светодиодный дисплей и значительная высота символов (14 мм) обеспечивают видимость отображаемого значения с большого расстояния. Простой в настройке. Легкий монтаж в стандартное для светосигнальной арматуры отверстие диаметром 22,5 мм.

С 6 июня 2017 года открыты продажи ОВЕН СМИ2 в корпусе с обновлённым дизайном. Лицевая панель прибора изготовлена из серого дымчатого пластика с улучшенными светофильтрующими свойствами, обеспечивающего комфортное равномерное свечение и более качественное отображение информации. Монтажная часть корпуса выполнена из негорючего светло-серого пластика.

Основной функционал

Вывод целочисленных значений (int, WORD), значений с плавающей точкой (float, REAL), строк текста (string).
Наличие интерфейса RS-485 (поддержка протоколов ОВЕН и Modbus RTU/ASCII).
Работа в качестве подчиненного (Slave) и ведущего (Master) устройства.
Встроенная логика определения аварийных значений отображаемого параметра.
Поддержка широковещательной команды для дублирования показаний на большое количество индикаторов.

Исполнение

Четырёхразрядный семисегментный буквенно-цифровой индикатор.
Компактный корпус 48×26 мм для крепления в шкаф или пульт диспетчерского управления.
Простой монтаж (в стандартное для светосигнальной арматуры отверстие диаметром 22,5 мм).
Расширенный диапазон температур: -40…+70 С.
Степень защиты – IP65.
Расширенный диапазон питания: 10,5…30 В постоянного тока.
Гальваническая развязка.

Использование ОВЕН СМИ2 в качестве щитового индикатора

Светодиодный индикатор ОВЕН СМИ2 удобен для установки в шкафы управления. Легкий монтаж в отверстие для светосигнальной арматуры диаметром 22,5 мм значительно упрощает проектирование и сборку шкафов управления.

Использование ОВЕН СМИ2 в диспетчерских щитах

Светодиодный индикатор ОВЕН СМИ2 удобен для использования в диспетчерских щитах и мнемосхемах. Семисегментный буквенно-цифровой индикатор с высокой яркостью свечения и значительной высотой символов обеспечивает качественное отображение параметров объекта управления.

Использование ОВЕН СМИ2 в кнопочных постах

Компактный корпус и легкий монтаж в стандартное отверстие для светосигнальной арматуры диаметром 22,5 мм позволяют использовать ОВЕН СМИ2 на кнопочных постах и выносных пультах. Применение СМИ2 повышает информативность кнопочных постов. Степень защиты прибора – IP65, непроницаем для пыли и влаги.

Распиновка 7-сегментного дисплея и работа

Семисегментный дисплей обычно используется в электронных устройствах отображения десятичных чисел от 0 до 9 и, в некоторых случаях, основных символов. Использование светодиодов в семисегментных дисплеях сделало его более популярным, в то время как в последнее время стали использоваться и жидкокристаллические дисплеи (ЖКД). Электронные устройства, такие как микроволновые печи, калькуляторы, стиральные машины, радиоприемники, цифровые часы и т. Д., Для отображения числовой информации являются наиболее распространенными приложениями.Давайте посмотрим на распиновку 7-сегментного дисплея, чтобы лучше понять.

Распиновка 7-сегментного дисплея

7-сегментный дисплей состоит из семи различных светящихся сегментов. Они организованы таким образом, чтобы формировать числа и символы, отображая различные комбинации сегментов. Двоичная информация отображается с помощью этих семи сегментов. Светодиод или светоизлучающий диод представляет собой диод с P-N переходом, который излучает энергию в виде света, отличается от обычного диода с P-N переходом, который излучает в виде тепла.В то время как ЖК-дисплей использует свойства жидкого кристалла для отображения и не излучает свет напрямую. Эти светодиоды или ЖК-дисплеи используются для отображения необходимых цифр или букв.

Типы 7 сегментов

В основном есть 2 типа 7-сегментных светодиодных дисплеев:

Общий анод: Все отрицательные клеммы (анод) всех 8 светодиодов соединены вместе. Все положительные клеммы оставлены в покое.

Общий катод: Все положительные клеммы (катод) всех 8 светодиодов соединены вместе.Все отрицательные термики остаются в покое.

Работа на 7 сегментах

Семисегментные устройства обычно состоят из светодиодов. Эти светодиоды будут светиться при прямом смещении. Яркость светодиодов зависит от прямого тока. Таким образом, эти светодиоды должны светиться с полной интенсивностью прямого тока. Это обеспечивается драйвером и применяется к семи сегментам.

Номер	g f e d c b a	Шестнадцатеричный код
0	1000000	C0
1	1111001	F9
2	0100100	A4
3	0110000	B0
4	0011001	99
5	0010010	92
6	0000010	82
7	1111000	F8
8	0000000	80
9	0010000	90

Таблица: Отображаемые числа на семисегментном дисплее в общей конфигурации анода

В общей конфигурации катода все меняется.

Номер	g f e d c b a	Шестнадцатеричный код
0	0111111	3F
1	0000110	06
2	1011011	5Б
3	1001111	4F
4	1100110	66
5	1101101	6D
6	1111101	7D
7	0000111	07
8	1111111	7F
9	1001111	4F

Таблица: Отображаемые числа на семисегментном дисплее в общей конфигурации катода

Пример подключения 7-сегментного дисплея к Arduino uno приведен для справки.

Эта статья была впервые опубликована 29 декабря 2016 г. и обновлена 4 июня 2019 г.

Семисегментные дисплеи (7-сегментные) | Распиновка, типы и приложения

В этом руководстве у нас будет базовое введение в семисегментные или семисегментные дисплеи. Они обычно используются для отображения цифр от 0 до 9, а также нескольких алфавитов (обычно от A до F).

Введение

Семисегментный дисплей — это наиболее распространенное устройство, используемое для отображения цифр и алфавита.Вы можете видеть, как устройства с семисегментным дисплеем в телешоу ведут обратный отсчет до «0». Использование светодиодов в семисегментных дисплеях сделало его более популярным.

Двоичная информация может отображаться в десятичной форме с помощью этого семисегментного дисплея. Его широкий спектр применений — микроволновые печи, калькуляторы, стиральные машины, радиоприемники, цифровые часы и т. Д.

Семисегментные дисплеи состоят из светодиодов (светоизлучающих диодов) или ЖК-дисплеев (жидкокристаллический дисплей). Светодиод или светоизлучающий диод представляет собой диод с P-N переходом, который излучает энергию в виде света, в отличие от обычного диода с P-N переходом, который излучает в виде тепла.

Жидкокристаллические дисплеи (LCD) используют свойства жидких кристаллов для отображения. ЖК-дисплей не будет излучать свет напрямую. Эти светодиоды или ЖК-дисплей используются для отображения необходимых цифр или букв. Один семь сегментов или количество сегментов, расположенных в порядке, соответствует нашим требованиям.

НАЗАД В начало

История семи сегментных дисплеев

Семисегментный дисплей восходит к столетней давности. В 1908 году Ф.У. Вуд изобрел восьмисегментный дисплей, который отображает цифру «4» с помощью диагональной полосы.После этого в 1910 году был изобретен семисегментный дисплей, который освещается лампами накаливания. Они используются на электростанциях, но особой репутации не приобрели.

Позже, в 1970-х годах, с появлением светодиодов, использование семисегментных дисплеев в значительной степени увеличилось.

НАЗАД В начало

Схема выводов семи сегментов дисплея

Обычно семисегментные дисплеи доступны в 10-контактном корпусе. Схема контактов семисегментного дисплея показана на рисунке выше.Семисегментный дисплей представляет собой электронную схему, состоящую из 10 контактов.

Из 10 контактов 8 — это контакты светодиодов, и они оставлены свободными. 2 контакта посередине являются общими, и они закорочены внутри. В зависимости от того, является ли общий вывод катодом или анодом, семисегментные дисплеи могут называться дисплеем с общим катодом или общим анодом соответственно.

Их можно приобрести у разных производителей. Они имеют форму прямоугольной коробки, аналогичную форме IC, но большего размера.

НАЗАД К НАЧАЛУ

Вид сверху и снизу семисегментного дисплея

При виде сверху можно увидеть 8 сегментов (7 сегментов дисплея и одна десятичная точка) в виде цифры «8».

Здесь 7 вызываемых сегментов светодиода присвоены алфавиту от A до G. Прямое смещение конкретного сегмента или светодиода излучает световую энергию, таким образом освещая часть числа. Есть еще один сегмент, обозначенный как H, используемый для отображения точки.

Десятичная точка или точка используется для представления десятичной точки в числах. Например, для отображения 2,5 точка используется для обозначения десятичной точки в этой цифре.

Как правило, в корпусе светодиодов либо все катоды, либо все аноды сегментов объединены в общий вывод.Таким образом, каждый семисегментный дисплей будет иметь семь выводов, используемых для отображения цифр, один общий вывод и другой вывод для десятичной / точечной точки.

Вид снизу семисегментного дисплея показан ниже. Вид снизу сегмента показывает 10 контактов сегмента. Это катодные или анодные выводы светодиодов, присутствующих в семи сегменте. С помощью этих штифтов подсвечивается седьмой сегмент.

НАЗАД В начало

Внутренняя структура семисегментного дисплея

Внутренняя структура дисплея очень сложна.Внутри устройство будет иметь светодиоды SMD. Его можно разделить на две части: внутреннюю схему и дисплей. Внутренняя схема будет иметь светодиоды, расположенные в прямоугольной форме. Эти две части окружены стеклом, керамикой и пластиком для их защиты.

НАЗАД К НАЧАЛУ

Работа семисегментного дисплея

Семисегментный дисплей работает путем включения необходимых светодиодов на цифре. Управление дисплеем осуществляется с помощью выводов, которые оставлены свободно.При прямом смещении этих выводов в последовательности будет отображаться конкретная цифра или алфавит. В зависимости от типа семи сегментов выводы сегментов имеют высокий логический уровень или логический ноль, а также аналогично общим выводам.

Например, для отображения цифры «1» необходимо включить сегменты b и c, а остальные сегменты — выключить. Для отображения двух цифр используются два семи сегмента.

В зависимости от того, является ли общий вывод анодом или катодом, семь сегментов делятся на следующие типы.

НАЗАД К НАЧАЛУ

Типы семи сегментов дисплеев

Ниже приведены типы семи сегментов.

Общий анод (CA)
Общий катод (CC)

НАЗАД В начало

1. Семисегментный дисплей с общим анодом

В случае с общим анодом все аноды 8 светодиодов подключены к общему клемма и катоды оставлены свободными. Таким образом, чтобы зажечь светодиод, эти катоды должны быть подключены к логическому «0», а анод — к логической «1».

В таблице ниже приведена информация, необходимая для управления семью сегментами общего анода.

Для отображения нуля в этом сегменте необходимо включить высокий логический уровень в сегментах a, b, c, d, e и f и низкий логический уровень в сегменте «g». Таким образом, в приведенной выше таблице представлены данные о семи сегментах для отображения цифр от 0 до 9.

ВЕРНУТЬСЯ В НАЧАЛО

2. Семисегментный дисплей с общим катодом

Как видно из названия, катод является общим выводом для этого типа из семи сегментов, а остальные 8 выводов остаются свободными.Здесь низкий логический уровень применяется к общему выводу, а высокий логический уровень — к остальным контактам.

Таблица истинности: Таблица истинности семисегментного дисплея показана ниже.

Приведенная выше таблица истинности показывает данные, которые должны быть применены к семи сегментам для отображения цифр. Чтобы отобразить цифру «0» на семи сегментах, к сегментам a, b, c, d, e и f применяется высокий логический уровень, а к сегменту g применяется низкий логический уровень.

ВЕРНУТЬСЯ В НАЧАЛО

Управление семисегментным дисплеем

Семисегментным дисплеем можно управлять с помощью резисторов, транзисторов и ИС.Но в основном управление осуществляется интегральными схемами из-за простоты их взаимодействия.

ВЕРНУТЬСЯ В НАЧАЛО

Необходимость управления семью сегментами

Устройства с семью сегментами обычно состоят из светодиодов. Эти светодиоды будут светиться при прямом смещении. Яркость светодиодов зависит от прямого тока. Таким образом, эти светодиоды должны светиться с полной интенсивностью прямого тока. Это обеспечивается драйвером и применяется к семи сегментам.Следующие методы используются для управления семью сегментами.

ВЕРНУТЬСЯ В НАЧАЛО

Управление семисегментным дисплеем с помощью резистора

Наиболее распространенным методом является управление семисегментным дисплеем с использованием резистора. При этом, как правило, мы используем резистор в качестве управляющего элемента. Обычно для светодиода требуется ток 20 мА. Сила тока, превышающая это значение, может повредить светодиод. Для ограничения этого тока используется резистор, который называется токоограничивающим резистором. Схема такая, как показано ниже.

Выводы семи сегментов соединены с помощью резистора и переключателя. 8 переключателей подключены к 8 токоограничивающим резисторам, и они подключены к сегментам дисплея от a до g. Давайте посмотрим, как эта схема управляет цифровым дисплеем.

Чтобы зажечь сегмент «а», замкните переключатель «а». Ток проходит через резистор, и на токоограничивающем резисторе происходит некоторое падение. Таким образом, на светодиод проходит достаточный ток. Предположим, что на дисплее цифра 7 замкнуты переключатели a, b, c.Но недостатком здесь является то, что одновременное включение всех светодиодов снижает ток.

НАЗАД В начало

Управление семисегментным дисплеем с помощью транзистора

Другой способ управления семью сегментами — через транзистор. В этом случае транзистор используется для усиления входного тока. Коллектор транзистора подключен к общему выводу седьмого сегмента, эмиттер подключен к земле, а база подключена к Vcc. Транзистор, подключенный к общему выводу, усиливает ток в сегменте семи.

НАЗАД К НАЧАЛУ

Управление семисегментным дисплеем с помощью интегральной схемы

Еще один способ управления семью сегментами — с помощью интегральных схем. Обычно это называется семисегментным драйвером или декодером. Наиболее часто используется декодер 4511. Это КМОП-чип, который преобразует 4-битное двоично-десятичное кодирование в 8-битные семисегментные данные. Семисегментный CMOS-декодер, подключенный к семи сегментам, показан ниже.

На рисунке выше показано управление семисегментным дисплеем с использованием семисегментного декодера BCD.Здесь мы должны предоставить данные BCD в качестве входных данных для отображения цифр от 0 до 9. Например, для отображения цифры 7 применяется ввод 0111.

Декодер декодирует примененный ввод BCD и отправляет соответствующий вывод в сегменты. Выходы декодера подключены к семи входам сегмента через резисторы. Эти резисторы используются для ограничения тока.

НАЗАД В начало

Приложения семи сегментных дисплеев

Приложения семи сегментов в основном относятся к цифровым калькуляторам, электронным счетчикам, цифровым часам, одометрам, цифровым часам, радиочасам и т. Д.
Сегодня в большинстве приложений 7-го сегмента используются ЖК-дисплеи из-за низкого потребления тока.

НАЗАД К НАЧАЛУ

Распиновка 7-сегментного дисплея, технические характеристики, работа, типы и техническое описание

7-сегментные дисплеи — один из популярных типов дисплеев, используемых во встраиваемых приложениях и устройствах различных типов. Эти дисплеи имеют внутри 8 светодиодов для отображения чисел и алфавитов.

Распиновка 7-сегментного дисплея Конфигурация

Номер контакта	Имя контакта	Описание
1	e	Управляет левым нижним светодиодом 7-сегментного дисплея
2	д	Управляет самым нижним светодиодным индикатором 7-сегментного дисплея
3	Ком	Подключено к земле / Vcc в зависимости от типа дисплея
4	с	Управляет правым нижним светодиодом 7-сегментного дисплея
5	DP	Управляет светодиодом десятичной точки 7-сегментного дисплея
6	б	Управляет верхним правым светодиодом 7-сегментного дисплея
7	а	Управляет самым верхним светодиодным индикатором 7-сегментного дисплея
8	Ком	Подключено к земле / Vcc в зависимости от типа дисплея
9	f	Управляет левым верхним светодиодом 7-сегментного дисплея
10	г	Управляет средним светодиодом 7-сегментного дисплея

Особенности 7-сегментного дисплея

Доступен в двух режимах с общим катодом (CC) и общим анодом (CA)
Доступен в разных размерах, например, 9.14 мм, 14,20 мм, 20,40 мм, 38,10 мм, 57,0 мм и 100 мм (обычно используемый / доступный размер 14,20 мм)
Доступные цвета: белый, синий, красный, желтый и зеленый (обычно используется Res)
Слаботочный режим
Дисплей лучше, ярче и большего размера, чем у обычных ЖК-дисплеев.
Потребление тока: 30 мА / сегмент
Пиковый ток: 70 мА

Примечание: Вышеуказанный текущий рейтинг для 14.20-миллиметровый 7-сегментный дисплей красного цвета. Более подробную информацию можно найти в таблице данных в конце этой страницы

Эквивалентные модули отображения

Точечно-матричный светодиодный дисплей, ЖК-дисплеи 16 × 2, OLED-дисплей, ЖК-экран TFT

7-сегментный дисплей Краткое описание

Семисегментный дисплей — самый старый, но один из эффективных типов дисплеев, используемых во встроенных приложениях.Внутри этого дисплея не более 8 светодиодов. Эти 8 светодиодов разделены на сегменты, которые можно назвать a, b, c, d, e, f, g, DP, как показано на рисунке выше. Все эти 8-сегментные светодиоды имеют один конец контактов, вытянутых из модуля, как показано выше, а другие концы соединены вместе и вытащены как общий контакт. Таким образом, чтобы светодиод определенного сегмента светился, нам просто нужно запитать общий вывод вместе с выводом сегмента. Таким образом, мы можем включить более одного сегмента за раз, чтобы представить числовые числа 0-9, а также несколько алфавитов, как показано на графическом изображении ниже.У нас также есть возможность отображать десятичную точку с помощью вывода DP.

Выбор 7-сегментного дисплея

Как уже говорилось в разделе «Функции», существует множество вариантов выбора 7-сегментного дисплея. Есть много разных размеров и цветов на выбор. По умолчанию и наиболее часто используемый / доступный — это 14,20 мм с дисплеем красного цвета, как показано на приведенной выше анимации. Если вы планируете сделать свой проект нестандартным, можно использовать другой цветной дисплей.Также обратите внимание, что, поскольку размер и цвет отличаются, количество тока, потребляемого дисплеем, также будет отличаться. Красный цвет используется повсеместно, поскольку потребляет меньше тока, чем другие цвета.

Теперь есть еще один важный параметр, на котором вы должны сосредоточиться перед покупкой этого модуля. Существует два типа семисегментных дисплеев — дисплей с общим анодом и дисплей с общим катодом. Мы не можем использовать схему / программу, предназначенную для отображения общего анода, для общего катода или наоборот.

Общий катод (CC), 7-сегментный дисплей

Обычный катодный дисплей обычно называют CC-дисплеем. В этом типе общий вывод на 7-сегментном дисплее подключен ко всем восьми выводам катода светодиодов. Итак, чтобы этот тип семисегментного дисплея работал, мы должны подключить его Com-контакт к контакту Ground и запитать другие контакты Vcc (обычно + 5V).

Общий анод (CA), 7-сегментный дисплей

Дисплей с общим анодом обычно называют дисплеем CA.В этом типе общий вывод на 7-сегментном индикаторе подключен ко всем восьми анодным выводам светодиодов. Итак, для того, чтобы этот тип семисегментного дисплея работал, мы должны подключить вывод Com к Vcc (обычно +5 В) и заземлить требуемый вывод сегмента, чтобы включить его.

Как использовать 7-сегментный дисплей

Одним из важных преимуществ 7-сегментного дисплея является то, что им очень легко пользоваться.В отличие от других дисплейных модулей, 7-сегментный дисплей может работать даже без микроконтроллера или микропроцессора.

Это возможно благодаря легкодоступным 7-сегментным счетчикам IC, таким как IC CD4026. Эту ИС можно использовать в сочетании с дисплеем для проектов с очень простыми схемами. ИС может управлять одним 7-сегментным модулем дисплея, и отображаемое число также может увеличиваться или уменьшаться.

Но чаще всего используется семисегментный дисплей вместе с MCU / MPU, в этом случае восемь сегментных выводов будут подключены к выводам ввода / вывода микроконтроллера, а вывод com будет подключен к земле Vcc в зависимости от по его типу (CC / CA).Затем эти контакты ввода-вывода можно переключать в определенной последовательности для отображения желаемых чисел. Эта конкретная последовательность объяснена в таблице ниже. Соответствующая последовательность отображения каждого числа на семисегментном дисплее приведена в таблице. Если мы хотим отобразить число «0», то нам нужно зажечь все светодиоды, кроме светодиода, принадлежащего линии «g» (см. Схему выводов из 7 сегментов выше, поэтому нам нужен битовый шаблон 11000000. Аналогично отображению «1») нам нужно зажечь светодиоды, связанные с b и c, поэтому битовая комбинация для этого будет 11111001.

Цифра для отображения	h g f e d c b a	Шестнадцатеричный код
0	1 1 0 0 0 0 0 0	C0
1	1 1 1 1 1 0 0 1	F9
2	1 0 1 0 0 1 0 0	A4
3	1 0 1 1 0 0 0 0	B0
4	1 0 0 1 1 0 0 1	99
5	1 0 0 1 0 0 1 0	92
6	1 0 0 0 0 0 1 0	82
7	1 1 1 1 1 0 0 0	F8
8	1 0 0 0 0 0 0 0	80
9	1 0 0 1 0 0 0 0	90

Примечание: таблица применима только для отображения типа общего анода, если это общий тип катода, просто замените «1» на «0» и «0» на «1».

Приложения

Используется в приложениях, где требуется увеличить размер шрифта
Независимый микроконтроллер, поэтому используется в небольших схемных проектах
Используется в сочетании с четырьмя сегментами для отображения измерения / значения датчика с помощью четырех символов
Имеет яркую подсветку, поэтому используется там, где требуется дисплей для работы в условиях низкой освещенности или темноты

2D модель (14.20мм упаковка)

Что такое семисегментный дисплей? — Определение с сайта WhatIs.com

По

Семисегментный дисплей представляет собой набор из семи светодиодных (светоизлучающих диодов) или жидкокристаллических (жидкокристаллических) элементов в форме полосок, образующих квадратную фигуру 8. В некоторых семисегментных дисплеях используются другие устройства подсветки. , например, лампы накаливания или газо-плазменные («неоновые»). Если все элементы активированы, на дисплее отображается цифра 8.Когда некоторые элементы активированы, а другие нет, можно отобразить любую однозначную цифру от 0 до 9, а также большинство прописных и строчных букв английского алфавита.

Семисегментные дисплеи обычно используются в цифровых часах, радиочасах, таймерах, наручных часах и калькуляторах. Их также можно найти в автомобильных одометрах, спидометрах, радиочастотных индикаторах и практически на любом другом дисплее, который использует только буквенно-цифровые символы (без необходимости в графике).Некоторые семисегментные дисплеи отображают «курсивный» (наклонный) набор символов.

Отдельные пакеты с семисегментным дисплеем доступны от множества поставщиков. Большинство из них имеют форму прямоугольных коробок с выступающими штырями, внешне похожие на корпус ИС (интегральной схемы), но большего размера. Некоторые семисегментные дисплеи включают десятичную точку (маленький точечный элемент) в нижнем правом углу от сегментов в виде полос, так что на самом деле лицевая сторона упаковки содержит восемь независимых элементов.Несколько семисегментных дисплеев имеют еще больше точечных элементов для отображения времени в часовом и минутном формате, например, 12:30. Несколько пакетов можно расположить в горизонтальный ряд для отображения больших десятичных чисел, сокращений, акронимов и коротких слов.

Семисегментной концепции более века. Одно из первых упоминаний о его использовании относится к электростанции в 1910 году. Этот дисплей представлял собой большую матрицу ламп накаливания, расположенных в семь рядов. Лампы можно было включать и выключать, ряд за рядом, чтобы проинформировать инженеров о состоянии системы.

Читать о семисегментном дисплее:

Uize Javascript Framework предлагает интерактивную демонстрацию символов, которые может отображать семисегментный дисплей.

Instructables описывает некоторые эксперименты, которые можно проводить с семисегментными дисплеями.

Последнее обновление: апрель 2012 г.

Технология дисплеев

— семисегментный дисплей

Семисегментные дисплеи — это электронные устройства отображения, используемые как простой способ отображения десятичных чисел и альтернатива более сложным матричным дисплеям.Семисегментные дисплеи впервые стали широко использоваться как популярный способ отображения чисел. Их называют сегментными дисплеями, потому что они состоят из нескольких сегментов, которые включаются и выключаются, чтобы придать вид желаемого глифа. Сегменты обычно представляют собой одиночные светодиоды или жидкие кристаллы. Семисегментные дисплеи широко используются в цифровых часах, электронных счетчиках, основных калькуляторах, дисплеях в бытовой технике, автомобилях и различных других электронных устройствах, отображающих числовую информацию.

Существует два различных типа управляющих семисегментных дисплеев: — тип с общим анодом и тип с общим катодом. В типе общего анода все аноды на дисплее привязаны к общему выводу, обычно к источнику питания, а управление светодиодами осуществляется через катоды при включенном заземлении и отключенном питании. В обычном катодном типе все катоды привязаны к общему выводу, в данном случае обычно заземленному, а светодиоды управляются состоянием анодов, когда заземление отключено, а питание включено.Следовательно, для пакета из семи сегментов плюс десятичная точка потребуется только девять контактов, хотя коммерческие продукты обычно содержат больше контактов, чтобы соответствовать выводам отраслевых стандартов.

Существует несколько типов сегментных дисплеев, но наиболее часто используемые дисплеи — это семисегментные, четырнадцатисегментные и шестнадцатисегментные (7-сегментные, 14-сегментные и 16-сегментные) дисплеи. HD44780 — это ЖК-контроллер, который является широко распространенным протоколом для ЖК-дисплеев.Семисегментные дисплеи могут использовать жидкокристаллический дисплей (LCD), светоизлучающий диод (LED) для каждого сегмента или другие методы генерации света или управления, такие как газовый разряд с холодным катодом (Panaplex), вакуумные люминесцентные лампы, нити накаливания ( Нумитрон) и др. Для тотемов с ценами на бензин и других крупных указателей по-прежнему широко используются лопастные дисплеи, состоящие из отражающих свет сегментов (или «лопаток»), перевернутых с помощью электромагнита.

Вернуться на главную страницу технологии отображения

Как использовать 7-сегментные светодиоды не так, как они были задуманы

Эти знакомые красные 7-сегментные светодиоды предназначены для отображения каждой отдельной цифры, или, если вам 8 лет, может быть, чтобы связать вместе несколько букв, например «8008135», которые я раньше думал, что я был умным с мой старый калькулятор Texas Instruments. Но оказывается, что с правильными деталями и навыками в области электроники вы действительно можете превратить эти 7-сегментные дисплеи в своего рода экран.

Мастер электроники Фруга создал этот круто выглядящий светодиодный дисплей, в котором используется массив из 144 отдельных 7-сегментных дисплеев. Они соединены вместе и запрограммированы так, чтобы отображать большой циферблат цифровых часов на нескольких дисплеях меньшего размера. Каждый из дисплеев имеет 8 светодиодных сегментов, которыми можно управлять индивидуально, в результате получается 1152 сегмента, которые можно использовать для создания изображений. Управление дисплеем осуществляется с помощью микросхем Arduino Nano и 18 светодиодных драйверов MAX7219. Поскольку каждый сегмент может быть адресован независимо, в сегментах можно отображать пользовательские изображения.Я предполагаю, что после небольшой настройки можно будет даже отображать видео с помощью этого метода.

Это действительно отличная идея, которая уже вдохновила как минимум еще одного разработчика на создание собственной версии. Джон Брэднэм взял дизайн Фруги и уменьшил его примерно до 25% от размера оригинала. Он также улучшил исходный код, чтобы дать ему функцию будильника, и добавил экран конфигурации для установки времени, даты и будильника, а также ограниченную поддержку альтернативных шрифтов дисплея.

Если вы заинтересованы в создании одних из этих изящных 7-сегментных часов для себя, вы можете ознакомиться с деталями сборки Frugha на Instructables и версией Брэднэма на Hackster.io. На HackADay также есть хорошая ветка обсуждения с большим количеством идей для улучшений.

[через HackADay и Instructables]

7-сегментный дисплей: основы | LEDnique

Рисунок 1. Стандартный 7-сегментный дисплей и идентификация сегментов.Десятичная точка, если она есть, требует наличия восьми светодиодов.

7-сегментные (или «семисегментные») светодиодные дисплеи обычно используются для отображения цифровой информации. Каждый сегмент состоит из одного или нескольких светодиодов и может светиться независимо от всех остальных для формирования цифр от 0 до 9. Также может быть сформирован ограниченный диапазон буквенных символов, но они имеют смешанный регистр и могут быть трудночитаемыми.

Стандартная идентификация сегмента показана на рисунке 1, и сегменты обозначены от A до G, начиная с вершины и идя по часовой стрелке, при этом G является центральным сегментом.

Обычно дисплеи имеют общий вывод для всех светодиодных анодов или катодов. Для полноценного семисегментного дисплея достаточно восьми выводов, тогда как для одного с десятичной точкой требуется девять.

Рис. 2. Как и следовало ожидать, количество выводов в корпусе уменьшается за счет использования общего вывода для одной стороны всех светодиодов. В этом случае используется общий анод. Рисунок 3. Дисплей с общим катодом. Их преимущество состоит в том, что для мультиплексированных дисплеев цифра может быть стробирована с использованием транзистора NPN в катодном соединении с землей.

Мультиплексный 7-сегментный дисплей

Рисунок 4. 4-значный мультиплексированный дисплей с общим катодом.

Путем мультиплексирования семисегментных дисплеев можно уменьшить количество выводов, необходимых для управления дисплеями. В схеме, показанной на рисунке 4, микроконтроллер управляет сегментами на высоком уровне. Необходимые сегменты для цифры 1 устанавливаются на линиях от A до G и Q1 стробируются (включаются на короткое время). Затем включаются требуемые сегменты для цифры 2, стробируется Q2 и т. Д. Последовательность выполняется достаточно быстро, так что все цифры кажутся непрерывно горящими из-за постоянного зрения.

Когда мультиплексирование отображается таким образом, нормально работать при токе выше номинального. Это приемлемо, потому что на сегменты будет подаваться питание не более 25% времени — 25% рабочего цикла.

Обратите внимание, что 32 сегментами можно управлять, используя только 12 выходов контроллера. Эта эффективность аппаратного обеспечения и компоновки печатных плат — вот что делает мультиплексирование таким популярным.

Переходные штифты регулятора

Рисунок 5. 7-сегментный защелка / декодер / драйвер 4511 BCD.

Используя защелку / декодер / драйвер, такой как декодер 4511 (таблица данных), разработчик имеет гораздо больше возможностей для отображения. При использовании декодера BCD для управления семью сегментами требуется всего четыре линии.

Рисунок 6. Функциональная схема 4511.

BL: гашение. Потяните вниз, чтобы выключить все сегменты. Дисплей: пустой.
LT: лампа-тест. Потяните вниз, чтобы включить все сегменты. Дисплей: «8».
LE: разблокировка защелки. Потяните низкий уровень, чтобы прочитать входные данные и перейти к семи выходным сегментам.Потяните вверх, чтобы зафиксировать выходы.

Обратите внимание, что значения BCD выше «9» считаются недействительными, и дисплей будет пустым. Это делает 4511 непригодным для шестнадцатеричного отображения.

Модель 4511 может быть источником или потребителем тока для дисплеев. Оценки см. В таблице данных.

7-сегментный дисплей без мерцания

Рис. 6. Использование защелки 4511 на каждый дисплей позволяет отображать без мерцания.

На рисунке 5 показано, как использовать защелку 4511 на цифру. В этом случае данные для каждой цифры устанавливаются по очереди с D0 по D3, а вывод цифры / LE (разблокировка защелки) переводится в низкий уровень.Семисегментный дисплей немедленно обновится и будет зафиксирован, когда вывод / LE снова будет поднят на высокий уровень.