Семисегментный индикатор ардуино. Семисегментный индикатор: подключение и программирование для Arduino

Заключение

Семисегментные индикаторы остаются популярным и простым способом отображения цифровой информации в проектах Arduino. Несмотря на появление более современных дисплеев, они продолжают использоваться благодаря своей надежности, простоте подключения и низкому энергопотреблению.

Ключевые моменты при работе с семисегментными индикаторами:

• Определите тип индикатора (общий анод или катод) перед подключением
• Используйте токоограничивающие резисторы для защиты светодиодов
• Применяйте динамическую индикацию для многоразрядных дисплеев
• Экспериментируйте с различными эффектами и анимациями

Освоив работу с семисегментными индикаторами, вы сможете создавать разнообразные устройства отображения информации для ваших проектов Arduino.

Подключение семисегментного дисплея к Arduino Uno: схема и программа

#define segA 2 // подключение сегмента A к PIN2

#define segB 3 // подключение сегмента B к PIN3

#define segC 4 // подключение сегмента C к PIN4

#define segD 5 // подключение сегмента D к PIN5

#define segE 6 // подключение сегмента E к PIN6

#define segF 7 // подключение сегмента F к PIN7

#define segG 8 // подключение сегмента G к PIN8int COUNT=0; //объявляем переменную для счета от 0 до 9

void setup()

{

for (int i=2;i<9;i++)

{

pinMode(i, OUTPUT); // конфигурируем все используемые контакты на вывод данных

}

}

void loop()

{

switch (COUNT)

{

case 0: // показываем ”0” на дисплее

digitalWrite(segA, HIGH);

digitalWrite(segB, HIGH);

digitalWrite(segC, HIGH);

digitalWrite(segD, HIGH);

digitalWrite(segE, HIGH);

digitalWrite(segF, HIGH);

digitalWrite(segG, LOW);

break;

case 1: // показываем ”1” на дисплее

digitalWrite(segA, LOW);

digitalWrite(segB, HIGH);

digitalWrite(segC, HIGH);

digitalWrite(segD, LOW);

digitalWrite(segE, LOW);

digitalWrite(segF, LOW);

digitalWrite(segG, LOW);

break;

case 2: // показываем ”2” на дисплее

digitalWrite(segA, HIGH);

digitalWrite(segB, HIGH);

digitalWrite(segC, LOW);

digitalWrite(segD, HIGH);

digitalWrite(segE, HIGH);

digitalWrite(segF, LOW);

digitalWrite(segG, HIGH);

break;

case 3: // показываем ”3” на дисплее

digitalWrite(segA, HIGH);

digitalWrite(segB, HIGH);

digitalWrite(segC, HIGH);

digitalWrite(segD, HIGH);

digitalWrite(segE, LOW);

digitalWrite(segF, LOW);

digitalWrite(segG, HIGH);

break;

case 4: // показываем ”4” на дисплее

digitalWrite(segA, LOW);

digitalWrite(segB, HIGH);

digitalWrite(segC, HIGH);

digitalWrite(segD, LOW);

digitalWrite(segE, LOW);

digitalWrite(segF, HIGH);

digitalWrite(segG, HIGH);

break;

case 5: // показываем ”5” на дисплее

digitalWrite(segA, HIGH);

digitalWrite(segB, LOW);

digitalWrite(segC, HIGH);

digitalWrite(segD, HIGH);

digitalWrite(segE, LOW);

digitalWrite(segF, HIGH);

digitalWrite(segG, HIGH);

break;

case 6: // показываем ”6” на дисплее

digitalWrite(segA, HIGH);

digitalWrite(segB, LOW);

digitalWrite(segC, HIGH);

digitalWrite(segD, HIGH);

digitalWrite(segE, HIGH);

digitalWrite(segF, HIGH);

digitalWrite(segG, HIGH);

break;

case 7: // показываем ”7” на дисплее

digitalWrite(segA, HIGH);

digitalWrite(segB, HIGH);

digitalWrite(segC, HIGH);

digitalWrite(segD, LOW);

digitalWrite(segE, LOW);

digitalWrite(segF, LOW);

digitalWrite(segG, LOW);

break;

case 8: // показываем ”8” на дисплее

digitalWrite(segA, HIGH);

digitalWrite(segB, HIGH);

digitalWrite(segC, HIGH);

digitalWrite(segD, HIGH);

digitalWrite(segE, HIGH);

digitalWrite(segF, HIGH);

digitalWrite(segG, HIGH);

break;

case 9: // показываем ”9” на дисплее

digitalWrite(segA, HIGH);

digitalWrite(segB, HIGH);

digitalWrite(segC, HIGH);

digitalWrite(segD, HIGH);

digitalWrite(segE, LOW);

digitalWrite(segF, HIGH);

digitalWrite(segG, HIGH);

break;

break;

}

if (COUNT<10)

{

COUNT++;

delay(1000); /// увеличиваем значение счетчика каждую секунду

}

if (COUNT==10)

{

COUNT=0; // если значение счетчика становится равным 10, то сбрасываем его в 0

delay(1000);

}

}

Пример 9. Четырехразрядный 7-сегментный индикатор [База знаний]

#include <TimerOne.h>

//заняты все цифровые пины от 2 до 13

int a = 7;

int b = 3;

int c = 4;

int d = 5;

int e = 6;

int f = 2;

int g = 8;

int p = 9;

int d4 = 10;

int d3 = 11;

int d2 = 12;

int d1 = 13;

long n = 0;

int x = 100;

int del = 5;

int count = 0;

void setup()

{

  //пины на вывод

  pinMode(d1, OUTPUT);

  pinMode(d2, OUTPUT);

  pinMode(d3, OUTPUT);

  pinMode(d4, OUTPUT);

  pinMode(a, OUTPUT);

  pinMode(b, OUTPUT);

  pinMode(c, OUTPUT);

  pinMode(d, OUTPUT);

  pinMode(e, OUTPUT);

  pinMode(f, OUTPUT);

  pinMode(g, OUTPUT);

  pinMode(p, OUTPUT);

  Timer1.initialize(100000);

  Timer1.attachInterrupt( add );

}

void loop()

{

  clearLEDs();

  pickDigit(0); //включаем первую цифру

  pickNumber((n/1000)); //значение тысячи

  delay(del); //пауза 5мс

  clearLEDs();

  pickDigit(1); //включаем вторую цифру

  pickNumber((n%1000)/100); //значение сотни

  delay(del); //пауза 5мс

  clearLEDs();

  pickDigit(2); //включаем третью цифру

  pickNumber(n%100/10); //значение десятки

  delay(del); //пауза 5мс

  clearLEDs();

  pickDigit(3); //включаем четвертую цифру

  pickNumber(n%10); //значение единицы

  delay(del); //пауза 5мс

}

// определение разряда

void pickDigit(int x)

{  

  digitalWrite(d1, HIGH);

  digitalWrite(d2, HIGH);

  digitalWrite(d3, HIGH);

  digitalWrite(d4, HIGH);

  switch(x)

  {

    case 0:

    digitalWrite(d1, LOW); //включаем d1

    break;

    case 1:

    digitalWrite(d2, LOW); //включаем d2

    break;

    case 2:

    digitalWrite(d3, LOW); //включаем d3

    break;

    default:

    digitalWrite(d4, LOW); //включаем d4

    break;

  }

}

// определение символа (цифры)

void pickNumber(int x)

{

  switch(x)

  {

    default:

    zero();

    break;

    case 1:

    one();

    break;

    case 2:

    two();

    break;

    case 3:

    three();

    break;

    case 4:

    four();

    break;

    case 5:

    five();

    break;

    case 6:

    six();

    break;

    case 7:

    seven();

    break;

    case 8:

    eight();

    break;

    case 9:

    nine();

    break;

  }

}

// очистка

void clearLEDs()

{

  digitalWrite(a, LOW);

  digitalWrite(b, LOW);

  digitalWrite(c, LOW);

  digitalWrite(d, LOW);

  digitalWrite(e, LOW);

  digitalWrite(f, LOW);

  digitalWrite(g, LOW);

  digitalWrite(p, LOW);

}

// вывод 0

void zero()

{

  digitalWrite(a, HIGH);

  digitalWrite(b, HIGH);

  digitalWrite(c, HIGH);

  digitalWrite(d, HIGH);

  digitalWrite(e, HIGH);

  digitalWrite(f, HIGH);

  digitalWrite(g, LOW);

}

// вывод 1

void one()

{

  digitalWrite(a, LOW);

  digitalWrite(b, HIGH);

  digitalWrite(c, HIGH);

  digitalWrite(d, LOW);

  digitalWrite(e, LOW);

  digitalWrite(f, LOW);

  digitalWrite(g, LOW);

}

// вывод 2

void two()

{

  digitalWrite(a, HIGH);

  digitalWrite(b, HIGH);

  digitalWrite(c, LOW);

  digitalWrite(d, HIGH);

  digitalWrite(e, HIGH);

  digitalWrite(f, LOW);

  digitalWrite(g, HIGH);

}

// вывод 3

void three()

{

  digitalWrite(a, HIGH);

  digitalWrite(b, HIGH);

  digitalWrite(c, HIGH);

  digitalWrite(d, HIGH);

  digitalWrite(e, LOW);

  digitalWrite(f, LOW);

  digitalWrite(g, HIGH);

}

// вывод 4

void four()

{

  digitalWrite(a, LOW);

  digitalWrite(b, HIGH);

  digitalWrite(c, HIGH);

  digitalWrite(d, LOW);

  digitalWrite(e, LOW);

  digitalWrite(f, HIGH);

  digitalWrite(g, HIGH);

}

// вывод 5

void five()

{

  digitalWrite(a, HIGH);

  digitalWrite(b, LOW);

  digitalWrite(c, HIGH);

  digitalWrite(d, HIGH);

  digitalWrite(e, LOW);

  digitalWrite(f, HIGH);

  digitalWrite(g, HIGH);

}

// вывод 6

void six()

{

  digitalWrite(a, HIGH);

  digitalWrite(b, LOW);

  digitalWrite(c, HIGH);

  digitalWrite(d, HIGH);

  digitalWrite(e, HIGH);

  digitalWrite(f, HIGH);

  digitalWrite(g, HIGH);

}

// вывод 7

void seven()

{

  digitalWrite(a, HIGH);

  digitalWrite(b, HIGH);

  digitalWrite(c, HIGH);

  digitalWrite(d, LOW);

  digitalWrite(e, LOW);

  digitalWrite(f, LOW);

  digitalWrite(g, LOW);

}

// вывод 8

void eight()

{

  digitalWrite(a, HIGH);

  digitalWrite(b, HIGH);

  digitalWrite(c, HIGH);

  digitalWrite(d, HIGH);

  digitalWrite(e, HIGH);

  digitalWrite(f, HIGH);

  digitalWrite(g, HIGH);

}

// вывод 9

void nine()

{

  digitalWrite(a, HIGH);

  digitalWrite(b, HIGH);

  digitalWrite(c, HIGH);

  digitalWrite(d, HIGH);

  digitalWrite(e, LOW);

  digitalWrite(f, HIGH);

  digitalWrite(g, HIGH);

}

// счетчик

void add()

{

  count ++;

  if(count == 10)

  {

    count = 0;

    n++;

    if(n == 10000)

    {

      n = 0;

    }

  }

}

Программирование Arduino урок 12 — семисегментный индикатор часть 1

После моего затяжного и вынужденного перерыва, продолжим освоение курса «Программирование Ардуино». В одном из наших предыдущих уроков, мы уже работали с последовательностью светодиодов, теперь пора переходить к следующему этапу обучения. Темой сегодняшней статьи будет – 7-сегментный индикатор.

Знакомство с 7-сегментным индикатором будет состоять из двух частей. В первой части мы поверхностно «пробежимся» по теоретической составляющей, поработаем с «железом» и напишем простенькие программки.

Прошлый раз мы работали с последовательностью из 8 светодиодов, сегодня их также будет 8 (7 – светодиодных полосок и 1 точка). В отличии от предыдущей последовательности, элементы этого набора не выстроенные в ряд (друг за дружкой), а расположены в определённом порядке. Благодаря чему используя лишь один компонент можно вывести 10 цифр (от 0 до 9).

Еще одно существенное отличие, что выделяет данный индикатор на фоне простых светодиодов. У него общий катод (вернее две равноценные ножки 3 и 8, на который заведен катод). Достаточно всего лишь соединить один из катодов с землей (GND). Аноды у всех элементов индикатора индивидуальные.

Небольшое отступление. Все выше сказанное относится к 7-сегментным индикаторам с общим катодом. Однако существуют индикаторы с общим анодом. Подключение таких индикаторов имеет существенные отличия, поэтому прошу не путать «грешное с праведным». Необходимо четко понимать, какой именно тип семисегментника у вас в руках!

Кроме отличий между простыми светодиодами и 7-сегментными индикаторами, есть и общие черты. Например: индикаторы, как и светодиоды, можно смонтировать в ряд (последовательность) для отображения двух-, трёх-, четырехзначных чисел (разрядов). Однако не советую сильно заморачиваться по поводу самостоятельной сборки сегментных наборов. В продаже «рядом» с одноразрядными индикаторами, продаются и многоразрядные.

Надеюсь, вы не забыли об необходимости использования токоограничивающих резисторов при подключении светодиодов. Это же относится и к индикаторам: на каждый элемент индикатора должен быть подключен свой резистор. 8 элементов ( 7 + 1) – 8 резисторов.

У меня под рукой оказался семисегментник с маркировкой 5161AS (общий катод). Распиновка контактов:

Принципиальная схема

Как говорил ранее, для того, чтобы включить сегмент «А» подключим к любому общему контакту (3 или 8) «землю», а на вывод 7 подадим 5В питания. Если индикатор с общим анодом, то на анод подаём 5В, а на вывод сегмента «землю»!

Соберём тестовый стенд. Соединяем провода по порядку, начиная с первой ножки, которая идёт на 2-й вывод платы Ардуино. Землю подключим к 8 выводу индикатора.

После того, как стенд собран можно приступать к написанию прошивки.

Для проверки индикатора запустим написанную программу. Выберем элемент «А» и помигаем им.

Теперь помигаем цифрой 2. Для этого включим еще несколько элементов.

Чтобы вывести одну цифру, нужно написать n-число строчек кода. Затруднительно, не находите.

Есть другой путь. Для того, чтобы вывести любую цифру на индикаторе, сначала её нужно представить в виде определенной последовательности бит.

Таблица соответствия.

Если у дисплея общий анод, то 1 нужно заменить на 0, а 0 – на 1!

Столбец hex – представление цифры в байтовом виде (более детально поговорим об этом во второй части).

Число в двоичной системе счисления записывается следующим образом: 0b00000000. 0b – двоичная система. Нули означают, что все светодиоды выключены.

При подключении мы задействовали выводы с 2 по 9. Чтобы включить 2 вывод записываем в него единицу = 0b00000001. За точку отвечает четвёртый бит справа. За чёрточку посередине индикатора отвечает самый последний бит.

Давайте напишем пример вывода цифры 0.

Для уменьшения количества набранных строк воспользуемся циклом, который позволяет «перебрать» все 8 бит. Переменной Enable_segment присваивается значение считываемого бита. После этого текущий вывод устанавливается в соответствующий режим (наличия или отсутствия сигнала).

Примечание: функция bitRead() считывает состояние указанного бита и возвращает значение состояния (0 или 1). bitRead(x, n) где, x — число, бит которого необходимо считать; n — номер бита, состояние которого необходимо считать. Нумерация начинается с младшего значащего бита (крайнего правого) с номером 0.

И в завершении первой части напишем небольшой счетчик.

lesson_14_0

На этом всё! Продолжении следует!

Arduino семисегментный индикатор 4 разрядный

В этом эксперименте мы рассмотрим работу Arduino с 4-разрядной семисегментной матрицей. Получим представление о динамической индикации, позволяющей использовать одни выводы Arduino при выводе информации на несколько семисегментных индикаторов.

Необходимые компоненты:

Матрица 4-разрядная из семисегментных индикаторов состоит из четырех семисегментных индикаторов и предназначена для одновременного вывода на матрицу 4 цифр, также есть возможность вывода десятичной точки. Схема 4-разрядной матрицы на 7-сегментных индикаторах показана на рис. 7.1.

Для вывода цифры необходимо зажечь нужные светодиоды на контактах A–G и DP и выбрать нужную матрицу подачей LOW на вывод 6, 8, 9 или 12.
Подключим контакты матрицы к плате Arduino и будем выводить цифры на различные разряды матрицы. Для подключения нам понадобятся 12 выводов Arduino. Схема соединений для подключения 4-разрядной матрицы к плате Arduino показана на рис. 7.2. При подключении контактов используются ограничительные резисторы 510 Ом.

Напишем скетч последовательного вывода цифр (0–9) на произвольный регистр матрицы. Для выбора случайного значения из диапазона будем использовать функцию random(). В массиве numbers[] хранятся значения, соответствующие данным для отображения цифр 0–9 (старший разряд байта соответствует метке сегмента A индикатора, а младший – сегменту G), в массиве pins[] – значения контактов для сегментов A–G и DP, в массиве pindigits[] – значения контактов для выбора разряда матрицы. Содержимое скетча показано в листинге 7.1.

Порядок подключения:

1. Подключаем семисегментный индикатор по схеме на рис. 7.3.
2. Загружаем в плату Arduino скетч из листинга 7.2.

3. Нажатием кнопки запускаем или останавливаем секундомер.

В этом эксперименте мы рассмотрим работу Arduino с 4-разрядной семисегментной матрицей. Получим представление о динамической индикации, позволяющей использовать одни выводы Arduino при выводе информации на несколько семисегментных индикаторов.

Необходимые компоненты:

Матрица 4-разрядная из семисегментных индикаторов состоит из четырех семисегментных индикаторов и предназначена для одновременного вывода на матрицу 4 цифр, также есть возможность вывода десятичной точки. Схема 4-разрядной матрицы на 7-сегментных индикаторах показана на рис. 7.1.

Для вывода цифры необходимо зажечь нужные светодиоды на контактах A–G и DP и выбрать нужную матрицу подачей LOW на вывод 6, 8, 9 или 12.
Подключим контакты матрицы к плате Arduino и будем выводить цифры на различные разряды матрицы. Для подключения нам понадобятся 12 выводов Arduino. Схема соединений для подключения 4-разрядной матрицы к плате Arduino показана на рис. 7.2. При подключении контактов используются ограничительные резисторы 510 Ом.

Напишем скетч последовательного вывода цифр (0–9) на произвольный регистр матрицы. Для выбора случайного значения из диапазона будем использовать функцию random(). В массиве numbers[] хранятся значения, соответствующие данным для отображения цифр 0–9 (старший разряд байта соответствует метке сегмента A индикатора, а младший – сегменту G), в массиве pins[] – значения контактов для сегментов A–G и DP, в массиве pindigits[] – значения контактов для выбора разряда матрицы. Содержимое скетча показано в листинге 7.1.

Порядок подключения:

1. Подключаем семисегментный индикатор по схеме на рис. 7.3.
2. Загружаем в плату Arduino скетч из листинга 7.2.

3. Нажатием кнопки запускаем или останавливаем секундомер.

В сегодняшней статье поговорим о 7-сегментных индикаторах и о том, как их «подружить» с Ардуино. Есть несколько вариантов. Самый простой, безусловно, это зайти на arduino-kit.com.ua/seriynyy-displey-opensegment-20-mm-zelenyy.html и купить готовый индикатор с интегрированным шилдом (это платка согласования так называется), но мы не ищем лёгких путей, поэтому пойдем путем чуть более сложным. Новички – не пугайтесь, эта статья, как и предыдущие мои статьи ( arduino-kit.com.ua/arduino-i-labview-ili-vizualizacija-dannyh.html и arduino-kit.com.ua/chasy-ds1302-dlya-rduino-uno.html ) именно для вас. Пусть гуру пишут для таких же умудренных опытом гуру, а я новичок – пишу для новичков.

Почему именно 7-сегментный индикатор? Ведь существует столько всяких экранов, с большим количеством символов, строк, разнообразных диагоналей и разрешений, черно-белых и цветных, самые доступные из которых стоят пару долларов… А тут: «старенький», до безобразия простой, но требующий огромного количества пинов 7-сегментный индикатор, но все-таки преимущество есть и у этого «старичка». Дело в том, что пользуясь приведенными здесь скетчами можно оживить не только индикатор с высотой цифр 14 мм, но и более серьезные (правда уже самодельные) проекты, и метровые цифры в данном случае далеко не предел. Жителям столиц это может быть не так интересно, а вот население Новокацапетовки или Нижней Кедровки очень порадуется, если на клубе или сельсовете появятся часы, которые еще могут и дату отображать, и температуру, а о создателе этих часов будут говорить очень долго. Но, подобные часы тема отдельной статьи: будет желание у посетителей arduino-kit.com.ua/ – напишу. Всё выше написанное можно считать вступлением. Как и прошлая моя статья эта будет состоять из частей, на этот раз из двух. В первой части мы просто «по управляем» индикатором, а во второй – попробуем приспособить его для чего-то хоть немного полезного. Итак, продолжим:

Часть первая. Экспериментально – познавательная

За основу данного проекта взят нам уже хорошо знакомый по предыдущим статьям ARDUINO UNO. Напомню, что приобрести его легче всего можно здесь: arduino-kit.com.ua/uno-r3-new.html или здесь: arduino-kit.com.ua/arduino-leonardo-original-italiya-new-rev3.html , кроме этого понадобится 4-разрядный, 7-сегментный индикатор. У меня, в частности GNQ-5641BG-11. Почему именно этот? Да просто потому, что лет 5 назад купил его по ошибке, идти менять было лень, вот он и валялся все это время, ожидая своего часа. Думаю, что подойдет любой с общим анодом (и с общим катодом можно, но придется данные массива и остальные значения портов инвертировать – т.е. менять на обратные), лишь бы не был слишком мощным, чтобы не сжечь Ардуинку. Кроме этого – 4 токоограничивающих резистора, примерно 100 Ом каждый и кусок шлейфа (мне хватило 10 см) на 12 пин (жил) можно «оторвать» от более широкого, что я и сделал. А можно вообще отдельными проводочками подпаяться, проблем не будет. Еще понадобятся штыри на плату (11 шт.) хотя, если аккуратно можно и без них. Эскиз индикатора можно увидеть на рисунке 1, а его схему на рисунке 2. Также отмечу, что на каждый сегментик этого индикатора лучше подавать не более 2.1В (ограничивается 100-Омными резисторами), и в этом случае он будет потреблять не более 20 мА. В случае, если загорится цифра «8» потребление не превысит 7х20=140 мА, что вполне допустимо для выходов Ардуино. Любознательный читатель задаст вопрос: «Но ведь 4 разряда по 140 мА это уже 4х140=560 мА, а это уже многовато!» Отвечу – останется 140. Каким образом? Читайте дальше! Расположение пинов на индикаторе видно на рисунке 3. А подключение делаем согласно таблице 1.

Рис. 1 — Эскиз индикатора

Рис. 2 — Схема индикатора

Рис. 3 — Расположение пинов

Семисегментный индикатор

В данной статье речь пойдет о цифровом семисегментном светодиодном индикаторе. Мы поговорим о его разновидностям, распиновке и способах подключения к Ардуино.

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.

Концепция и внешний вид[править | править код]

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.

Цифры 6, 7 и 9 имеют по два разных представления на семисегментном индикаторе[1][2]. В ранних калькуляторах Casio и Электроника цифра 0 отображалась в нижней половине индикатора[3].

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.

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:

История[править | править код]

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»[4].

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.

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]

Распиновка семисегментного светодиодного индикатора

На картинке представлена распиновка семисегментного светодиодного индикатора с общим катодом и с общим анодом.

Распиновка семисегментного светодиодного индикатора

Средние ножки 3 и 8 служат для подключения плюса или земли в зависимости от типа светодиодного индикатора. 1, 2, 4, 6, 7, 9,10 пины – отвечают за одну из секций цифры, а 5 пин отвечает за отображение точки.

Номера пинов светодиодного индикатора отсчитываются с угла, противоположного сегменту, отвечающему за отображение точки. Либо, если точка отсутствует, нумерация пинов ведется со стороны первой буквы нанесенной маркировки. Она всегда наносится снизу светодиодного индикатора.

Реализации[править | править код]

Вариант отображения цифр и некоторых букв светодиодным индикатором

Одноразрядные семисегментные индикаторы могут быть устроены на светодиодах, лампах тлеющего разряда, электровакуумные индикаторы (катодолюминесцентные, накаливаемые), нити накаливания[a], жидкие кристаллы и т. д. На больших табло наподобие цен на бензин могут применяться механические индикаторы, или блинкерные индикаторы, переключающиеся с помощью электромагнитов.

В обычном светодиодном индикаторе используется девять выводов: один идёт к катодам (минусам) всех сегментов, и остальные восемь — к аноду каждого из сегментов, включая точку. Эта схема называется «схема с общим катодом», существуют также схемы с общим анодом, где имеется общий анод (плюс) и индивидуально подключенные катоды. Часто делают не один, а два общих вывода на разных концах корпуса — это упрощает разводку, не увеличивая габаритов.

Многоразрядные индикаторы часто работают по : выводы одноимённых сегментов всех разрядов соединены вместе. Чтобы выводить информацию на такой индикатор, управляющая микросхема должна 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.

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[править | править код]

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 b, c, d, e, g, h, i, n, ñ, o, q, r, t, u.
• В кириллице: А, Б, В, Г, г, д, Е, е, и, й, 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.

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.

Скетч для работы семисегментного светодиодного индикатора

В начале воспользуемся простым скетчем, который последовательно включит все сегменты светодиодного индикатора.

Скетч для проверки работы семисегментного светодиодного индикатора

В функции setup() последовательно определим все задействованные цифровые пины на работу с выходным сигналом. А в функции loop() поочередно пройдем их все подав на каждый высокий уровень сигнала. В результате все сегменты последовательно загорятся.

Зажигаем сегменты семисегментного светодиодного индикатора

В следующем скетче будем последовательно выводить все цифры от 0 до 9. Для этого создадим массив из 10 элементов, каждый из которого соответствует цифре. Значения элемента зададим в битовом представлении, где позиция бита, будет соответствовать последовательности ножек светодиодного индикатора и пинам Arduino UNO. А значение определять, подавать ли на данную ножку высокий уровень сигнала (1) или низкий (0).

Скетч для вывода цифр на семисегментный светодиодный индикатор

Функция bitRead()производит побитовое чтение элемента массива, справа налево. И возвращает либо единицу (включая сегмент), либо ноль (выключая сегмент).

Этот скетч актуален для светодиодного индикатора с общим катодом. Для того, чтобы он работал со светодиодным индикатором с общим анодом, значения элементов массива digitsArr[]надо инвертировать. Т.е. там, где была 1, нужно записать 0 и наоборот.

Получаем вот такой результат:

Вывод цифр на семисегментный светодиодный индикатор

В следующей статье разберемся как работать с данным светодиодным индикатором на микроконтроллерах семейства ATtiny.

Ссылка на скетч – https://yadi.sk/d/qSMwkx06b9zFqg

Видео по материалам статьи:

_________________________________________________________

Спасибо, что дочитали до конца! Если статья понравилась, нажмите, пожалуйста, соответствующую кнопку. Если интересна тематика электроники и различных электронных самоделок, подписывайтесь на канал. До встречи в новых статьях!

См. также[править | править код]

• Девятисегментный индикатор
• Четырнадцатисегментный индикатор (англ. Fourteen-segment display)
• Шестнадцатисегментный индикатор (англ. Sixteen-segment display)
• Еггогология
• Матричный индикатор

Примечания[править | править код]

Комментарии[править | править код]

1. ↑ Такие индикаторы широко применялись в электронном оборудовании военного назначения, так как позволяют считывать информацию при прямой солнечной засветке.

Источники[править | править код]

1. ↑ Werkbuch Elektronik (нем.). — 3. — Munich, Germany; Achim, Bremen, Germany: Franzis-Verlag GmbH (англ.)русск., 1981. — S. 695. — ISBN 3-7723-6543-4.
2. ↑ BCD-to-Seven-Segment Decoders/Drivers: SN54246/SN54247/SN54LS247, SN54LS248 SN74246/SN74247/SN74LS247/SN74LS248 (неопр.). Texas Instruments (март 1974). — «[…] They can be used interchangeable in present or future designs to offer designers a choice between two indicator fonts. The ’46A, ’47A, ‘LS47, and ‘LS48 compose the 6 and the 9 without tails and the ‘246, ‘247, ‘LS247, and ‘LS248 compose the 6 and the 0 with tails. Composition of all other characters, including display patterns for BCD inputs above nine, is identical. […] Display patterns for BCD input counts above 9 are unique symbols to authenticate input conditions. […]». Дата обращения: 30 марта 2017. Архивировано 29 марта 2017 года.
3. ↑ Casio 101-S – Vintage calculator (неопр.). casio.ledudu.com. Дата обращения: 24 июля 2020.
4. ↑ Numitron Readout (неопр.). www.decodesystems.com. Дата обращения: 24 июля 2020.

Литература[править | править код]

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

7-сегментный индикатор + драйвер MAX7219 = минимальный дисплей для Arduino

Тех, кого пугают страшные слова из радиотехники — под кат прошу не заглядывать. дабы не терять свое драгоценное время зря.

Для небольших поделок с Ардуино-образными и другими контроллерами есть множество решений по отображению информации.

Ставить можно от простейших светодиодов, до сложных табло и сенсорных панелей.
В простейших устройствах лично мне понравились светодиодные семисегментные индикаторы требуемой разрядности.
Они достаточно яркие, их видно хорошо на большом расстоянии и они достаточно просты в работе.

Если подключать такой индикатор напрямую к микроконтроллеру — тратится очень много дискретных выходов. Для подключения семисегментных и матричных индикаторов по 3-м проводам компания MAXIM разработала контроллеры MAX7219/MAX7221. Вот об этой связке будет мой обзор.

Сразу скажу, что для тех кто не любит паять, продаются готовые индикаторы за смешные деньги

Я такой тоже использовал в одном из своих проектов, но мне не понравились большие габариты дисплея (особенно по высоте).

Для создания универсального контроллера для своего «Умного дома» приобрел индикаторы и микросхемы россыпью.

Итак были приобретены
7-сегментный четырех-разрядные LED индикаторы с общим катодом и высотой цифр 0.4″

Контроллер 8-сегментного индикатора MAX7219 в корпусе DIP24

Индикаторы приехали в Пермь за 33 дня. Были упакованы в простой мягкий пакет. Ножки воткнуты в кусок пенопласта. Почта России их пощадила:

Размеры 40×16. Размер цифры около 10мм

Даташит нашел только на аналогичный индикатор

Распиновка ножек индикатора

Драйвера MAX7219 приехали за 35 дней тоже в мелком пакете, наколотые на паролонину.

Даташит на MAX7219/7221
Данные микросхемы работают с индикаторами, имеющими общий катод. К одной микросхеме можно подцепить 8 разрядов. Сами микросхемы 7219 можно цеплять друг к другу каскадом. Еще драйвера MAX7219 можно использовать для работы с матричными светодиодными индикаторами 8×8 С микроконтроллером соединяются по 3-х проводному SPI интерфейсу.

Пора теперь собрать вместе индикатор и его драйвер

Так как я делал только прототип микроконтроллера — то собрал все навесным монтажом на макетной плате.

На той же макетке установлен микроконтроллер ATMEGA 328P-PU из этого обзора и NRF24L01 mini из другого моего обзора.

Миниатюрный блок питания и корпус тоже были приобретены ранее на ТАОБАО

Для монтажа мне очень понравился китайский тефлоновый провод сечением 0.1мм. Разделывается он лучше, чем советский МГТФ и изоляция практически не плавится от паяльника.

Монтаж, конечно, не очень аккуратный, но для отладки прототипа сойдет

Плату подключил через переходник USB/RS232, который ранее использовал при программировании Arduino Pro Mini

Готовый прототип контроллера

Следующий шаг — изготовление контроллера на печатной плате.

Выводы:
Связка индикаторы + драйверы вполне рабочая.

Паять или покупать готовое — выбор за вами.
Кот вот тоже сильно удивлен, как можно было потрать столько времени не на сон

Прочитать про мой «Умный дом» можно в моем блоге

7-сегментный индикатор + драйвер MAX7219 = минимальный дисплей для Arduino

Тех, кого пугают страшные слова из радиотехники — под кат прошу не заглядывать. дабы не терять свое драгоценное время зря.

Для небольших поделок с Ардуино-образными и другими контроллерами есть множество решений по отображению информации.

Ставить можно от простейших светодиодов, до сложных табло и сенсорных панелей.
В простейших устройствах лично мне понравились светодиодные семисегментные индикаторы требуемой разрядности.
Они достаточно яркие, их видно хорошо на большом расстоянии и они достаточно просты в работе.

Если подключать такой индикатор напрямую к микроконтроллеру — тратится очень много дискретных выходов. Для подключения семисегментных и матричных индикаторов по 3-м проводам компания MAXIM разработала контроллеры MAX7219/MAX7221. Вот об этой связке будет мой обзор.

Сразу скажу, что для тех кто не любит паять, продаются готовые индикаторы за смешные деньги

Я такой тоже использовал в одном из своих проектов, но мне не понравились большие габариты дисплея (особенно по высоте).

Для создания универсального контроллера для своего «Умного дома» приобрел индикаторы и микросхемы россыпью.

Итак были приобретены
7-сегментный четырех-разрядные LED индикаторы с общим катодом и высотой цифр 0.4″

Контроллер 8-сегментного индикатора MAX7219 в корпусе DIP24

Индикаторы приехали в Пермь за 33 дня. Были упакованы в простой мягкий пакет. Ножки воткнуты в кусок пенопласта. Почта России их пощадила:

Размеры 40×16. Размер цифры около 10мм

Даташит нашел только на аналогичный индикатор

Распиновка ножек индикатора

Драйвера MAX7219 приехали за 35 дней тоже в мелком пакете, наколотые на паролонину.

Даташит на MAX7219/7221
Данные микросхемы работают с индикаторами, имеющими общий катод. К одной микросхеме можно подцепить 8 разрядов. Сами микросхемы 7219 можно цеплять друг к другу каскадом. Еще драйвера MAX7219 можно использовать для работы с матричными светодиодными индикаторами 8×8 С микроконтроллером соединяются по 3-х проводному SPI интерфейсу.

Пора теперь собрать вместе индикатор и его драйвер

Так как я делал только прототип микроконтроллера — то собрал все навесным монтажом на макетной плате.

На той же макетке установлен микроконтроллер ATMEGA 328P-PU из этого обзора и NRF24L01 mini из другого моего обзора.

Миниатюрный блок питания и корпус тоже были приобретены ранее на ТАОБАО

Для монтажа мне очень понравился китайский тефлоновый провод сечением 0.1мм. Разделывается он лучше, чем советский МГТФ и изоляция практически не плавится от паяльника.

Монтаж, конечно, не очень аккуратный, но для отладки прототипа сойдет

Плату подключил через переходник USB/RS232, который ранее использовал при программировании Arduino Pro Mini

Готовый прототип контроллера

Следующий шаг — изготовление контроллера на печатной плате.

Выводы:
Связка индикаторы + драйверы вполне рабочая.

Паять или покупать готовое — выбор за вами.
Кот вот тоже сильно удивлен, как можно было потрать столько времени не на сон

Прочитать про мой «Умный дом» можно в моем блоге

В настоящее время очень легко отображать цифры и буквы на нескольких светодиодных дисплеях с помощью микроконтроллеров, таких как Arduino или Raspberry-Pi, а также небольшого кода программного обеспечения для отображения требуемых цифр. Но иногда, будучи студентом или любителем электроники, мы хотим отображать два или более числа или цифры как часть нашего проекта или цифровой логической схемы. Итак, как мы можем это сделать.

7-сегментные дисплеи обеспечивают удобный способ отображения числовой информации от нуля до девяти, поскольку они в основном состоят из набора светодиодов, соединенных вместе в одном корпусе индикатора.Каждый светоизлучающий диод (называемый сегментом) освещается с помощью электрического тока, и, подсвечивая различные комбинации сегментов, так что некоторые сегменты будут включены и излучать свет, а другие будут отключены, мы можем отображать отдельные символы или числа.

Как мы видели в нашем руководстве по светоизлучающим диодам, светодиоды похожи на обычные диоды в том смысле, что они пропускают ток только в одном направлении. Это различие между ними заключается в том, что светодиод излучает световую энергию из своего PN-перехода, когда через него проходит электрический ток.Это действие электролюминесценции происходит всякий раз, когда вывод анода (A) светодиода более положительный, чем вывод катода (K) примерно на 2 вольта. Типичный ток питания, необходимый для освещения перехода светодиода, колеблется от примерно 6 мА до 20 мА, и это значение обычно регулируется с помощью резистора, включенного последовательно со светодиодом.

Таким образом, смещая вперед любой из светодиодных сегментов дисплея так, чтобы вывод анода был направлен к источнику питания (положительный), а вывод катода был направлен к земле (отрицательный), мы можем получить набор случайно подсвеченных сегментов или десятичное число из От 0 до 9, обеспечивая визуальный результат для нашего проекта.

7-сегментный дисплей

Как следует из названия, 7-сегментный дисплей состоит из семи сегментов, что означает, что он состоит из семи светодиодов или светодиодов, которые вместе могут использоваться для формирования одной полной цифры на дисплее.

На самом деле, большинство 7-сегментных дисплеев содержат восемь внутренних светодиодов, поскольку восьмой используется для десятичной точки, обычно в одном из нижних углов дисплея.

Итак, если 7-сегментный дисплей состоит из семи светодиодов (без учета десятичной точки), по одному на каждый сегмент, а светодиод имеет два вывода, анод и катод , означает ли это, что каждый отдельный 7 -сегментный дисплей будет иметь 14 соединительных контактов или клемм.Что ж, ответ — №

Хотя сегмент светодиода может светиться индивидуально по мере необходимости, одна клемма каждого внутреннего светодиода подключена к общей точке или узлу. Таким образом, вместо 14 соединительных контактов для дисплея у нас будет только восемь (7 + 1) контактов, по одному для семи отдельных светодиодов плюс общий контакт, и именно этот «общий контакт» определяет тип и имя 7-сегментный дисплей.

Когда катодные выводы всех светодиодов, используемых в дисплее, закорочены вместе, дисплей называется дисплеем с общим катодом , (CC).Аналогичным образом, когда все анодные выводы светодиодов, используемых в дисплее, закорочены вместе, дисплей упоминается как дисплей с общим анодом , (CA). Таким образом, 7-сегментный дисплей может быть дисплеем типа с общим катодом (CC) или с общим анодом (CA).

Конфигурация с общим катодом (CC)

Дисплей с общим катодом (CC) — В дисплее с общим катодом все катодные (K) соединения светодиодных сегментов связаны вместе и подключены к земле или нулевому напряжению.Отдельные сегменты освещаются приложением подходящего электрического тока для прямого смещения отдельных клемм анода (от a до g). Таким образом, для обычного катодного дисплея требуется схема возбуждения, которая может подавать ток.

Конфигурация общего анода (CA)

Дисплей с общим анодом (CA) — В дисплее с общим анодом все соединения анода (A) светодиодных сегментов соединены вместе с источником положительного напряжения. Отдельные сегменты подсвечиваются путем подачи заземляющего сигнала или сигнала «НИЗКИЙ» на катодную клемму конкретного сегмента (от a до g).Таким образом, для обычного анодного дисплея требуется схема возбуждения, которая может пропускать ток.

Существует множество различных способов подключения нескольких 7-сегментных светодиодных дисплеев к электронной схеме, каждый из которых имеет свои преимущества. Поскольку для каждого отдельного сегмента требуется от 6 до 20 миллиампер (мА) тока, чтобы осветить его для нормальной яркости, и поскольку существует семь сегментов (плюс десятичная точка), обычно используются выделенные микросхемы декодера / драйвера для непосредственного управления каждым дисплеем. .

IC в основном преобразуют один тип входных данных в другой тип, и существуют различные типы цифровых декодеров , доступных в зависимости от типа входных данных (таких как двоичные, двоично-десятичные или шестнадцатеричные) и требуемого выходного кода, представляющего количество декодированных выходных строк. Например: от 3 до 8 строк, от 4 до 16 строк и т. Д.

В нашем случае нам требуется микросхема декодера, которая может преобразовывать некоторый двоичный код в набор выходных сигналов для управления 7-сегментным дисплеем, таким как «декодер преобразования двоично-десятичного в семисегментный».Binary Coded Decimal, или BCD для краткости, представляет собой набор 4-битных двоичных цифр, используемых для представления 10 десятичных цифр от 0 до 9 со следующим списком микросхем декодера IC, которые могут делать именно это.

• 74LS47 Общий анод
• 74LS48 Общий катод
• 74LS247 Общий анод

• 74HC4511 Общий катод
• CD4513 Общий катод

TTL 74LS47 на сегодняшний день является самой популярной микросхемой 7-сегментного декодера, способной управлять дисплеями с общим анодом (CA).TTL 74LS47 имеет 4-битный вход BCD и семь отдельных активных выходов «LOW» для управления каждым из семи светодиодных сегментов. Активный «НИЗКИЙ» означает, что выходной контакт переключается на землю (0 В), чтобы загореться светодиодный сегмент, в то время как выход «ВЫСОКИЙ» выключает светодиодный сегмент. Серия дисплеев HDSP — хорошая отправная точка, но подойдет любой стандартный дисплей с общим анодом (и есть из чего выбрать).

С помощью четырех переключателей 4-битное двоичное число применяется ко входам BCD A, B, C и D декодера 74LS47 для получения выходных сигналов a, b, c, d, e, f и g используется для управления 7-сегментным дисплеем, генерирующим требуемые числа от 0 до 9, как показано.

Декодер 74LS47

Для соединения между декодером / драйвером 74LS47 и дисплеем с общим анодом требуется семь резисторов (восемь, если указана десятичная точка) для ограничения тока. Чтобы каждый светодиодный сегмент дисплея правильно светился, необходимо тщательно контролировать прохождение тока через каждый сегмент. Лучший метод ограничения тока через сегмент дисплея — это использовать резистор, ограничивающий ток, последовательно с каждым из семи светодиодных сегментов, как показано.Если мы не будем использовать последовательно подключенный резистор, будет протекать максимальный ток, и светодиод будет очень ярким в течение короткого периода времени, прежде чем окончательно разрушится.

Поскольку каждый светодиодный сегмент типичного 7-сегментного светодиодного дисплея рассчитан на работу при токе от 6 до 20 мА, при этом падение напряжения на диодном переходе светодиода составляет около 1,8 В для нормальной яркости. Мы можем рассчитать номинал токоограничивающего резистора, необходимого для выработки необходимого тока на сегмент светодиода.

Надеюсь, к настоящему времени мы узнали и поняли, что 7-сегментный дисплей — это просто группа отдельных светодиодов в одном прямоугольном корпусе, и что для светодиодов требуется последовательный резистор для ограничения их постоянного тока на сегмент.

Для дисплея с общим анодом аноды каждого сегмента СИД подключаются вместе к источнику питания 5 В (V _S ). Если при включении светодиода прямое падение напряжения на переходе светодиода составляет около 1,8 вольт, тогда напряжение на последовательном резисторе также должно быть равным: V _S — V _LED = 5 — 1,8 = 3,2 вольт.

Таким образом, значение сопротивления, необходимое для последовательного резистора, ограничивающего ток одного сегмента, просто определяется с помощью закона Ома при требуемом токе, необходимом для его освещения.Таким образом, мы можем рассчитать диапазон сопротивления, необходимый для ограничения тока светодиода в пределах от 6 мА до 20 мА для любого приложения и интенсивности светодиода, который мы хотим, следующим образом:

Значения сопротивления 7-сегментного дисплея

Таким образом, при токе 6 мА нам потребуется последовательный резистор ограничения тока на 533 Ом, или 560 Ом до ближайшего предпочтительного значения, а для ограничения тока до 20 мА нам потребуется резистор на 160 Ом. На самом деле, любое хорошее стандартное предпочтительное сопротивление резистора от 220 Ом до 360 Ом может использоваться для освещения 7-сегментного дисплея от источника питания 5 В, все зависит от того, какие значения резистора у вас есть.

Хотя здесь мы используем обычный светодиодный дисплей с анодом в качестве нашего примера, те же расчеты и значения сопротивления справедливы и для обычных светодиодных дисплеев с катодом. Резисторные сети с двойным линейным корпусом (DIP) обычно доступны со всеми семью (или восемью) резисторами в одном корпусе DIP, что упрощает процесс подключения между ИС драйвера и дисплеем.

Отметим также, что, хотя мы использовали здесь ИС декодера / драйвера TTL 74LS47 BCD с 7-сегментными выходами с активными выходами LOW (текущий сток) для управления дисплеем с общим анодом, ИС TTL 74LS48 BCD для 7-сегментного декодера / драйвера является точно так же, за исключением того, что он предназначен для управления дисплеем с общим катодом, поскольку он выдает активные выходы HIGH (источник тока).Итак, в зависимости от того, какой у вас тип 7-сегментного светодиодного дисплея, вам может понадобиться 74LS47 IC для вождения, скажем, например, дисплей LT542 CA или 74LS48 IC для управления его эквивалентом дисплея LT543 CC. Выбор ваш.

Отображение чисел на 7-сегментном дисплее

74LS47 имеет четыре входа для BCD (8-4-2-1) цифр A, B, C и D и выходы для каждого из сегментов семисегментного дисплея. Работа четырех переключателей S _A , S _B , S _C и S _D генерирует необходимую последовательность ввода для активации соответствующих светодиодных сегментов, отвечающих за отображение соответствующего числа.Для нормальной работы LT (проверка лампы), BI / RBO (вход гашения / выход гашения пульсаций) и RBI (вход подавления пульсаций) 74LS47 все подключены к источнику питания +5 В (HIGH). Таким образом, отображаются следующие числа:

7-сегментные отображаемые числа

7-сегментные элементы отображения для всех десяти цифр

Хотя работа четырех переключателей SPST приведет к отображению соответствующих чисел или случайных символов, одновременное управление четырьмя переключателями может быть немного утомительным.Поэтому было бы лучше, если бы у нас была одна микросхема IC, которая могла бы генерировать 4-строчную двоичную информацию без использования четырех переключателей, и есть счетчик 74LS90 BCD.

Интегральная схема 74LS90, которая может быть сконфигурирована как декадный счетчик MOD-10 (деление на 10) для получения выходного двоично-десятичного кода, считая от 0000 до 1001, а затем сбрасывается обратно на 0000. Используя этот асинхронный десятичный счетчик / делителя IC, мы можем увеличивать цифры на 7-сегментном дисплее, используя всего один переключатель, как показано.

Одноразрядный 7-сегментный счетчик дисплея

Теперь мы можем увеличивать числа на дисплее от 0 до 9, просто нажимая один кнопочный переключатель SW ₁ десять раз. Изменяя положение кнопки и резистора 1 кОм, можно изменить счет при активации или отпускании кнопки, SW ₁ .

Наша простая схема показывает, как можно создать цифровой счетчик от 0 до 9, используя счетчик двоично-десятичного кода 74LS90 и 7-сегментный драйвер дисплея 74LS47.Но этот одноразрядный счетчик от 0 до 9 может быть расширен добавлением второго каскада счетчика, чтобы получить двузначный счетчик от 00 до 99.

Двухразрядный 7-сегментный счетчик дисплея

Итак, как работает этот 2-значный 7-сегментный счетчик дисплея. Первая половина схемы цифрового счетчика работает так же, как и раньше, за исключением того, что нажатие кнопки SW ₁ увеличивает на единицу светодиодный дисплей (также называемый «единицами»). Первый счетчик BCD 74LS90, U1, считает вверх от 0 до 9 (от 0000 до 1001) при каждом закрытии (заднем фронте) SW ₁ .Однако, когда последовательность счета достигает «8» (1000) на дисплее, вывод 11 U1, соответствующий выходу «D», переходит в «ВЫСОКИЙ» и остается в ВЫСОКОМ состоянии до тех пор, пока U1 не сбрасывается обратно в ноль на 10-м отсчете, после чего вывод 11 U1 снова становится «LOW».

Поскольку выходной контакт 11 (контакт D BCD) U1 подключен к тактовому сигналу A (CLK _A ), входной контакт 14 второго счетчика BCD 74LS90 U3, каждое последовательное действие переключения ВЫСОКОГО / НИЗКОГО состояния контакта 11 (выход D) U1 увеличивает второй светодиодный дисплей для разряда десятков.Таким образом, когда два светодиодных дисплея расположены рядом, они начинают отсчет от 00 до 99, прежде чем снова вернуться к 00 для следующего отсчета.

Эта очень простая цифровая счетная схема может использоваться в различных школьных проектах. Например, если мы можем заменить ручной кнопочный переключатель SW ₁ датчиком для подсчета движущихся объектов, людей, автомобилей и т. Д. Или даже заменить SW ₁ , например, таймером 555 или схемой нестабильного генератора. , его можно использовать для подсчета количества импульсов, или как простой двухзначный таймер или схему таймера реакции с десятичной точкой или без нее.

Хотя приведенная выше схема 2-значного счетчика хорошо работает с декадным счетчиком 74LS90 (делением на десять), проблема в том, что нам нужны два из них, U1 и U3. TTL 74LS390 и его КМОП-эквивалент 74HC390 содержат два декадных счетчика 74LS90 в одном корпусе ИС и в большинстве случаев более рентабельны, чем покупка двух 74LS90.

4-битный декадный счетчик TTL 74LS390 имеет два внутренних счетчика деления на два и деления на пять, которые могут быть сконфигурированы как деление на кратное «2, 5 или 10» с выходом BCD, как и для одиночного 74LS90.Таким образом, мы можем заменить две микросхемы 74LS90 IC U1 и U3 в предыдущей схеме на одну единственную микросхему 74LS390, каждая половина которой управляет одним из светодиодных дисплеев, как показано.

Улучшенный двухзначный счетчик

Схема показывает простой цифровой счетчик от 00 до 99, использующий счетчик двоично-десятичного кода 74LS390 и два 7-сегментных драйвера дисплея 74LS47. Чтобы считать больше 99, нам нужно было бы соединить вместе больше счетных цепей. Четырехзначный счетчик BCD будет считать в десятичном виде от 0000 до 9999, а затем сбрасывается обратно на 0000.Аналогичным образом, если мы хотим считать от 0 до 999999, то потребуются три каскадных счетчика декад. Фактически, несколько декадных счетчиков могут быть построены просто путем каскадного соединения отдельных схем счетчика BCD, по одной на каждую декаду, как показано.

Каскадные счетчики

Мы видели здесь, в этом руководстве о 7-сегментном счетчике дисплея , что схемы декодера светодиодных дисплеев могут быть построены с использованием стандартных комбинационных логических схем ИС и что на рынке имеется множество специализированных интегральных схем для выполнения этой функции.ИС декодера дисплея, такие как 7-сегментная ИС декодера / драйвера 74LS47 для управления дисплеем с общим анодом (CA) или ИС 7-сегментного декодера / драйвера 74LS48 для управления дисплеем с общим катодом (CC), обычно доступны вместе с их CMOS. эквиваленты.

ИС асинхронного счетчика 74LS90 может быть сконфигурирована как декадный счетчик MOD-10 (деление на 10) для создания выходного двоично-десятичного кода, считая вверх от 0000 до 1001, а затем сбрасывая себя обратно на 0000, чтобы снова запустить цикл.

Двоично-десятичный счетчик 74LS90 представляет собой очень гибкую схему подсчета, которую можно использовать в качестве делителя частоты или делить любое целое число от 0 до 9 для одного дисплея.Каскадное соединение двух счетчиков 74LS90 позволяет нам производить двухразрядный счетчик, но еще лучше, используя двойную декаду / драйвер IC 74LS390, мы можем производить любую комбинацию каскадов счетчика с использованием нескольких 7-сегментных светодиодных дисплеев.

7-сегментный дисплей и управление 7-сегментным дисплеем

Излучение этих фотонов происходит, когда диодный переход смещен в прямом направлении внешним напряжением, позволяющим току течь через его переход, и в электронике мы называем этот процесс электролюминесценцией.

Фактический цвет видимого света, излучаемого светодиодом, в диапазоне от синего до красного и оранжевого, определяется спектральной длиной волны излучаемого света, которая сама зависит от смеси различных примесей, добавляемых к полупроводниковым материалам, используемым для производства Это.

7-сегментный дисплей

имеют много преимуществ перед традиционными лампами и лампами, основными из которых являются их небольшой размер, длительный срок службы, различные цвета, дешевизна и легкодоступность, а также простота взаимодействия с различными другими электронными компонентами и цифровыми схемами.

Но главное преимущество светодиодов состоит в том, что из-за их небольшого размера кристалла несколько из них могут быть соединены вместе в одном небольшом и компактном корпусе, в результате чего получается то, что обычно называют 7-сегментным дисплеем .

7-сегментный дисплей , также называемый «семисегментный дисплей», состоит из семи светодиодов (отсюда и его название), расположенных в прямоугольной форме, как показано. Каждый из семи светодиодов называется сегментом, потому что при его включении сегмент образует часть отображаемой числовой цифры (как десятичной, так и шестнадцатеричной).Дополнительный 8-й светодиод иногда используется в одном корпусе, что позволяет отображать десятичную точку (DP), когда два или более 7-сегментных дисплея соединены вместе для отображения чисел больше десяти.

Каждому из семи светодиодов на дисплее выделен позиционный сегмент, один из его соединительных контактов выведен прямо из прямоугольного пластикового корпуса. Эти индивидуальные выводы светодиода обозначены буквами от a до g, представляющими каждый отдельный светодиод. Другие выводы светодиода соединены вместе и соединены между собой, образуя общий вывод.

Таким образом, при прямом смещении соответствующих выводов сегментов светодиода в определенном порядке некоторые сегменты будут светлыми, а другие темными, что позволяет отображать на дисплее желаемый рисунок символов номера. Это позволяет нам отображать каждую из десяти десятичных цифр от 0 до 9 на том же 7-сегментном дисплее.

Общий вывод дисплеев обычно используется для определения типа 7-сегментного дисплея. Поскольку каждый светодиод имеет два соединительных контакта, один из которых называется «анодом», а другой — «катодом», поэтому существует два типа светодиодных 7-сегментных дисплеев, называемых: с общим катодом (CC) и с общим анодом (CA ).

Разница между двумя дисплеями, как следует из их названия, заключается в том, что общий катод имеет все катоды 7-сегментов, соединенных непосредственно вместе, а общий анод имеет все аноды 7-сегментов, соединенных вместе, и подсвечивается следующим образом. .

1. Общий катод (CC) — В дисплее с общим катодом все катодные соединения светодиодных сегментов соединены вместе с логическим «0» или заземлением. Отдельные сегменты освещаются подачей сигнала «ВЫСОКИЙ» или логической «1» через токоограничивающий резистор для прямого смещения отдельных клемм анода (a-g).

7-сегментный дисплей с общим катодом

2. Общий анод (CA) — В дисплее с общим анодом все соединения анодов светодиодных сегментов объединены в логическую «1». Отдельные сегменты подсвечиваются путем подачи сигнала заземления, логического «0» или «LOW» через подходящий токоограничивающий резистор на катод определенного сегмента (a-g).

7-сегментный дисплей с общим анодом

В общем, дисплеи с обычным анодом более популярны, поскольку многие логические схемы могут потреблять больше тока, чем они могут отдавать.Также обратите внимание, что дисплей с общим катодом не является прямой заменой в схеме дисплея с общим анодом и наоборот, так как это то же самое, что и подключение светодиодов в обратном направлении, и, следовательно, светового излучения не будет.

В зависимости от отображаемой десятичной цифры конкретный набор светодиодов имеет прямое смещение. Например, чтобы отобразить цифровую цифру 0, нам нужно будет зажечь шесть светодиодных сегментов, соответствующих a, b, c, d, e и f. Таким образом, различные цифры от 0 до 9 могут отображаться на 7-сегментном дисплее, как показано.

7-сегментный дисплей для всех номеров.

Затем для 7-сегментного дисплея мы можем создать таблицу истинности, содержащую отдельные сегменты, которые необходимо осветить, чтобы получить требуемую десятичную цифру от 0 до 9, как показано ниже.

7-сегментная таблица истинности дисплея

Управление 7-сегментным дисплеем

Хотя 7-сегментный дисплей можно рассматривать как единый дисплей, он по-прежнему представляет собой семь отдельных светодиодов в одном корпусе, и поэтому эти светодиоды нуждаются в защите от перегрузки по току.Светодиоды излучают свет только тогда, когда они смещены в прямом направлении, причем количество излучаемого света пропорционально прямому току.

Это означает, что интенсивность света светодиодов увеличивается примерно линейно с увеличением тока. Таким образом, этот прямой ток должен контролироваться и ограничиваться до безопасного значения с помощью внешнего резистора, чтобы предотвратить повреждение сегментов светодиода.

Прямое падение напряжения на красном сегменте светодиода очень низкое и составляет от 2 до 2,2 вольт (синие и белые светодиоды могут достигать 3.6 вольт), поэтому для правильного освещения сегменты светодиода должны быть подключены к источнику напряжения, превышающего это значение прямого напряжения, с последовательным сопротивлением, используемым для ограничения прямого тока до желаемого значения.

Обычно для стандартного 7-сегментного дисплея красного цвета каждый сегмент светодиода может потреблять около 15 мА для правильной подсветки, поэтому в цифровой логической схеме 5 В значение резистора ограничения тока будет около 200 Ом (5 В — 2 В) / 15 мА или 220 Ом с точностью до ближайшего более высокого предпочтительного значения.

Итак, чтобы понять, как сегменты дисплея подключаются к токоограничивающему резистору 220 Ом, рассмотрим схему ниже.

Управление 7-сегментным дисплеем

В этом примере сегменты общего анодного дисплея подсвечиваются с помощью переключателей. Если переключатель А замкнут, ток будет течь через сегмент «а» светодиода к токоограничивающему резистору, подключенному к контакту А, и к 0 вольт, замыкая цепь. Тогда будет освещен только сегмент а.Таким образом, для активации светодиодных сегментов на этом общем анодном дисплее требуется НИЗКОЕ состояние (переключение на землю).

Но предположим, что мы хотим, чтобы на дисплее высвечивалось десятичное число «4». Затем переключатели b, c, f и g будут замкнуты, чтобы зажечь соответствующие сегменты светодиодов. Аналогично для десятичного числа «7» переключатели a, b, c будут замкнуты. Но подсветка 7-сегментных дисплеев с помощью отдельных переключателей не очень практична.

7-сегментные дисплеи обычно управляются специальным типом интегральной схемы (ИС), широко известным как 7-сегментный декодер / драйвер, например CMOS 4511.Этот 7-сегментный драйвер дисплея, известный как декодер и драйвер дисплея с двоично-десятичным или двоично-десятичным или двоично-десятичным разделением на 7-сегментный дисплей, способен освещать как дисплеи с общим анодом, так и с общим катодом. Но есть много других драйверов для одного и двух дисплеев, таких как очень популярный TTL 7447.

Этот декодер / драйвер сегментов BCD-to-7 принимает четырехбитный вход BCD с метками A, B, C и D для цифр двоичного взвешивания 1, 2, 4 и 8 соответственно, имеет семь выходов, которые будут пропускать ток через соответствующие сегменты, чтобы отобразить десятичную цифру цифрового светодиодного дисплея.

Цифровые выходы CD4511 отличаются от обычных выходов CMOS, потому что они могут обеспечивать ток до 25 мА каждый для непосредственного управления светодиодными сегментами, что позволяет использовать и управлять светодиодными дисплеями разных цветов.

Управление 7-сегментным дисплеем с использованием 4511

В этой простой схеме каждый светодиодный сегмент дисплея с общим катодом имеет собственный вывод анода, подключенный непосредственно к драйверу 4511, а его катоды подключены к земле.Ток с каждого выхода проходит через резистор 1 кОм, который ограничивает его до безопасного значения. Двоичный вход в 4511 осуществляется через четыре переключателя. Затем мы видим, что с помощью драйвера дисплея BCD для 7-сегментов, такого как CMOS 4511, мы можем управлять светодиодным дисплеем, используя всего четыре переключателя (вместо предыдущих 8) или 4-битный двоичный сигнал, позволяющий использовать до 16 различных комбинаций. .

В большинстве цифрового оборудования используются 7-сегментные дисплеи для преобразования цифровых сигналов в форму, которая может отображаться и понятна пользователю.Эта информация часто представляет собой числовые данные в виде цифр, знаков и символов. Семисегментные дисплеи с общим анодом и общим катодом производят необходимое количество, подсвечивая отдельные сегменты в различных комбинациях.

очень популярны среди любителей электроники, поскольку они просты в использовании и понятны. В большинстве практических приложений 7-сегментные дисплеи управляются подходящей ИС декодера / драйвера, такой как CMOS 4511 или TTL 7447, от 4-битного входа BCD.Сегодня 7-сегментные дисплеи на основе светодиодов были в значительной степени заменены жидкокристаллическими дисплеями (ЖК-дисплеи), которые потребляют меньше тока.

Логический индикатор высокого и низкого уровня на 7-сегментном дисплее

Логический индикатор высокого и низкого уровня используется для измерения напряжений (высокого и низкого). Для измерения высокого или низкого логического состояния просто поместите щуп в эту точку, и вы получите

Рис.1: Прототип схемы на Бредбораде, показывающий «L», отображаемый на 7 сегменте

дисплей на 7 сегментном дисплее. Эта схема будет отображать «H», если напряжение высокое, и будет отображать «L», когда напряжение будет низким.

Эта простая схема основана на таймере 555, который действует как бистабильный мультивибратор, и двух общих анодных семисегментных дисплеях, используемых в качестве индикатора для отображения логического состояния и еще нескольких дискретных компонентов.

В бистабильном режиме таймер 555 действует как базовый триггер.У нас есть пины 2 и 6, которые являются контактами триггера и порога, и на этот контакт должно быть подано напряжение, которое необходимо измерить. Когда на этом выводе 2 низкий уровень, схема находится в установленном положении и меняет состояние выхода на высокий. А когда на выводе 2 высокий уровень, на выходе 3 низкий уровень. Он будет бесконечно удерживать высокое или низкое состояние, поэтому его называют бистабильным мультивибратором. Мы соединили контакт 4 с переключателем, который используется для сброса схемы. Притягивание входа сброса к земле действует как «сброс» и переводит выходной контакт на землю (низкое состояние).

Семисегментные дисплеи теперь широко используются вместо точечно-матричных дисплеев. Его можно использовать во многих местах, например, в микроволновой печи или необычной духовке с тостером, или вы можете найти то же самое в стиральной машине. На 7-сегментном дисплее вы можете отображать числа от 0 до 9 и некоторые буквы. Он не может отображать алфавит, в котором используются диагональные линии (например, R, Q и т. Д.), И вы не можете отличить числовой ноль от алфавита O.

7-сегментный дисплей обозначается буквами от a до g, а десятичная точка обычно известна как DP.DP — это общая точка. Обычно контакты катодного дисплея 3 и 8 подключены к земле, а остальные контакты подключены к источнику питания. Аналогично анодные контакты 3 и 8 подключены к питанию, а остальные — к земле.

Преимущество 7-сегментного дисплея —

1. Он использует малую мощность для работы менее 2,5 В.

2. Поставляется в стандартном промышленном размере.

3. Поставляется со стандартным выводом, на который можно ссылаться непосредственно из таблицы данных.

4. Семисегментный дисплей бывает разного размера, пользователь может использовать его в соответствии со своими требованиями, например, 7,6 мм, 10 мм, 14,2 мм и т. Д.

5. Вы также можете выбрать цвет вашего дисплея. Обычно используются — красный, желтый и зеленый.

На следующем рисунке показана конфигурация контактов 7-сегментного дисплея —

Рис.2: Конфигурация контактов 7-сегментного дисплея

Здесь буква «а» обозначает вывод 7.

Аналогично

буква «b» обозначает контакт 6.

буква «c» обозначает контакт 4

буква «d» обозначает контакт 2

буква «е» обозначает контакт 1

буква «f» обозначает вывод 9

буква «g» обозначает контакт 10

Рабочий контур

Для срабатывания схемы индикатора высокого и низкого логического уровня сначала нажмите переключатель сброса S1, подключенный к выводу 4 IC1, чтобы сбросить всю схему. Когда логический датчик подключен к нулевому напряжению или заземлению, контакт 2 триггера таймера 555 опускается ниже 1.7V, чтобы на выходном контакте 3 был высокий уровень. И этот вывод 3 связан с 7-сегментным дисплеем. В это время на 7-сегментном дисплее 2 будет отображаться буква «L», что означает логический ноль. Бистабильный мультивибратор будет удерживать это состояние до тех пор, пока не будет нажата кнопка сброса или пока мы не изменим логический уровень.

С другой стороны, когда логический датчик подключен к высокому логическому уровню, контакт 2 триггера становится высоким более чем на 3,3 В, а выходной контакт 3 становится низким, и на 7-сегментном дисплее 1 отображается «H», в то время как второй дисплей остается выключенным.

Рис. 3: Прототип схемы на Бредбораде с буквой L, отображаемой на 7 сегменте

Видео цепи

Семисегментные дисплеи — GeeksforGeeks

Светоизлучающий диод (LED) — наиболее широко используемый полупроводник, который излучает либо видимый свет, либо невидимый инфракрасный свет при прямом смещении.Пульт дистанционного управления излучает невидимый свет. Светоизлучающий диод (LED) — это оптическая электрическая энергия в световую энергию при приложении напряжения.

Семисегментные дисплеи:
Семисегментные дисплеи — это устройства вывода, которые обеспечивают способ отображения информации в форме изображения, текста или десятичных чисел, которые являются альтернативой более сложным матричным дисплеям. Он широко используется в цифровых часах, основных калькуляторах, электронных счетчиках и других электронных устройствах, отображающих числовую информацию.Он состоит из семи сегментов светоизлучающих диодов (светодиодов), которые собраны как цифровые 8.

Работа семи сегментных дисплеев:
Число 8 отображается, когда питание подается на все сегменты и если вы отключите питание для ‘g’, затем отобразится цифра 0. На семисегментном дисплее мощность (или напряжение) на разных выводах может подаваться одновременно, поэтому мы можем формировать комбинации дисплея с числовыми значениями от 0 до 9. Поскольку Семисегментные дисплеи не могут образовывать алфавит, как X и Z, поэтому его нельзя использовать для алфавита, а можно использовать только для отображения десятичных числовых величин.Однако семисегментные дисплеи могут образовывать алфавиты A, B, C, D, E и F, поэтому их также можно использовать для представления шестнадцатеричных цифр.

Мы можем создать таблицу истинности для каждой десятичной цифры

Таким образом, логические выражения для каждой десятичной цифры, для которой требуются соответствующие светодиоды, включены или выключены. Количество сегментов, используемых цифрой: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9 — это 6, 2, 5, 5, 4, 5, 6, 3, 7 и 6 соответственно. .Семисегментные дисплеи должны управляться другими внешними устройствами, где для связи с этими внешними устройствами могут использоваться различные типы микроконтроллеров, например переключатели, клавиатуры и память.

Типы семисегментных дисплеев:
В зависимости от типа приложения существует два типа конфигураций семисегментных дисплеев: дисплей с общим анодом и дисплей с общим катодом.

1. В обычных катодных семисегментных дисплеях все катодные соединения светодиодных сегментов соединены вместе с логическим 0 или землей.Мы используем логику 1 через резистор ограничения тока для прямого смещения отдельных анодных клемм a и g.
2. В то время как все анодные соединения сегментов СИД соединены вместе с логической 1 в общем анодном семисегментном дисплее. Мы используем логический 0 через резистор ограничения тока на катоде определенного сегмента от a до g.

Семисегментные дисплеи с общим анодом более популярны, чем семисегментные дисплеи с катодом, потому что логические схемы могут потреблять больше тока, чем они могут отдавать, и это то же самое, что и подключение светодиодов в обратном направлении.

Применения семисегментных дисплеев:
Общие применения семисегментных дисплеев:

1. Цифровые часы
2. Радиочасы
3. Калькуляторы
4. Наручные часы
5. Спидометры
6. Автомобильные одометры
7. Индикаторы радиочастоты

Вниманию читателя! Не прекращайте учиться сейчас. Практикуйте экзамен GATE задолго до самого экзамена с помощью предметных и общих викторин, доступных в курсе GATE Test Series .

Изучите все концепции GATE CS с бесплатными живыми классами на нашем канале YouTube.

7-сегментный дисплей — краткое введение

Что такое семисегментный дисплей (SSD)?

• Это электронный дисплей для отображения десятичных чисел.
• Он широко используется в цифровых часах, электронных счетчиках, основных калькуляторах и т. Д.
• Он также известен как « семисегментный индикатор »

Из чего он состоит?

• Он состоит из 8 светодиодов, соединенных параллельно, которые могут гореть в различных комбинациях для отображения чисел (0, 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, A, b, C, d, E, F и др.).
• Каждый сегмент (светодиод) обозначен буквами от A до G.
• Восьмой сегмент под названием « Десятичная точка » обозначается DP и используется для отображения нецелых чисел.

Типы семисегментного дисплея и его внутренние соединения:

В зависимости от того, как подключены терминалы, твердотельные накопители можно классифицировать как:

• Общий анод Тип
• Общий катод Тип

• Если аноды всех 8 светодиодов соединены вместе, а все катоды оставлены в покое, мы называем SSD как « Common Anode Type ».
• Если катоды всех 8 светодиодов соединены вместе, а все аноды оставлены в покое, мы называем SSD как « Common Cathode Type ».

Выводы

• Он состоит из 10 контактов, из которых 8 контактов подключены к светодиодам (A, B, C, D, E, F, G и DP).
• В зависимости от типа SSD два средних контакта, обозначенные COM, являются либо общими анодами, либо общими катодами всех светодиодов.

Выход Справочная таблица дисплея

Семисегментный дисплей Размер рынка, доля и анализ

Семисегментный дисплей — это система вывода, которая предлагает замену сложным матричным дисплеям для отображения информации в виде изображения или текста , или десятичные числа.Он широко используется в цифровых часах, основных калькуляторах, электронных счетчиках и других электронных устройствах, отображающих числовую информацию.

Он состоит из семи сегментов светоизлучающих диодов (СИД), которые объединены под номером 8. В семисегментных дисплеях используется жидкокристаллический дисплей (ЖКД), светоизлучающий диод (СИД) для каждого сегмента, электрохромный дисплей или другие методы генерации света или управления, такие как газовый разряд с холодным катодом (Panaplex), флуоресцентный вакуум (VFD) и лампы накаливания (Numitron).

Глобальный рынок семи сегментных дисплеев сегментирован по типу дисплея, типу конфигурации, применению и региону. Рынок семисегментных дисплеев по типу дисплеев делится на ЖК, плазменные, сенсорные и светодиодные. С точки зрения типа конфигурации рынок разделен на общий анодный дисплей и общий катодный дисплей. На основе применения рынок делится на цифровые часы, радиочасы, калькуляторы, наручные часы, спидометры, одометры для автомобилей и радиочастотные индикаторы.Географически рынок анализируется в нескольких регионах, таких как Северная Америка, Европа, Азиатско-Тихоокеанский регион и Латинская Америка, Ближний Восток и Африка (LAMEA).

Ключевые игроки, работающие в глобальной индустрии дисплеев, состоящих из семи сегментов, включают Kingbright, Broadcom Inc., Forge Europa, Lumex Inc., VCC (Visual Communications Company), MULTICOMP, Seegate Corporation и Oasistek. Эти компании приняли несколько стратегий, таких как запуск продуктов, партнерство, сотрудничество, слияния и поглощения, а также совместные предприятия, чтобы укрепить свои позиции на мировом рынке.

Распространение светодиодных дисплеев приводит к увеличению спроса на эффективное освещение для рынка семи сегментных дисплеев во всем мире. В последнее десятилетие наблюдается высокий спрос на семисегментные дисплеи, поскольку для электронных устройств требуется эффективное освещение. Доступность этих дисплеев является еще одним фактором роста рынка благодаря наличию множества местных игроков в каждом регионе.

Ожидается, что рынок будет расти со значительным среднегодовым темпом роста в связи с увеличением роста дохода на душу населения и увеличением располагаемого дохода.Предполагается, что рост технологических достижений наряду с изобретением инновационных недорогих продуктов и ростом расходов отрасли ИТ-услуг приведет к увеличению спроса в течение прогнозируемого периода на мировом рынке дисплеев из семи сегментов. Кроме того, правительства усилили внимание к сектору ИКТ в странах с высоким уровнем доходов.

Отрасль ИКТ является движущей силой экономического роста и существенным фактором будущего развития глобального рынка.За последние несколько лет в области ИКТ произошли огромные улучшения, которые изменили повседневную жизнь, изменили бизнес-операции и позволили создать новые и инновационные бизнес-модели. Кроме того, текущие разработки в области ИКТ сосредоточены на технологиях, которые изменяют текущее состояние отрасли и приложений, которое, как ожидается, значительно расширится в будущем.

Ожидается, что рост проникновения интернета, широкополосного доступа и мобильной связи, а также рост потребительского спроса на контент и товары в сочетании с потребностью бизнеса в гибкости ускорит рост семи сегментного рынка дисплеев в Северной Америке.Ожидается, что в США рост благосостояния и тенденции к развитию новых технологий улучшат внедрение продуктов и услуг сектора ИКТ.

Многие автомобильные компании предлагают семисегментные светодиодные дисплеи для отображения скорости и других показаний в транспортных средствах. Эти светодиодные дисплеи часто используются в мотоциклах, легковых и грузовых автомобилях, а также в других транспортных средствах и обычно используются в коммерческих целях.

Кроме того, ожидается, что растущее внедрение энергоэффективных систем освещения в домашних хозяйствах, а также наружного и уличного освещения будет стимулировать рост рынка в течение прогнозируемого периода.Кроме того, низкое энергопотребление, длительный срок службы, устойчивость к вибрации и ударам — вот некоторые из факторов, которые делают однозначные семисегментные светодиодные дисплеи идеальными для различных секторов, таких как медицина, промышленность и потребительские товары.

Ключевые преимущества отчета

• Это исследование представляет собой аналитическое описание глобального семисегментного прогноза рынка дисплеев вместе с текущими тенденциями и будущими оценками для определения ближайших инвестиционных карманов.
• В отчете представлена ​​информация, касающаяся ключевых факторов, ограничений и возможностей, а также подробный анализ доли мирового рынка дисплеев, состоящих из семи сегментов.
• Текущий рынок количественно проанализирован с 2020 по 2027 год, чтобы выделить глобальный сценарий роста рынка дисплеев из семи сегментов.
• Анализ пяти сил Портера иллюстрирует потенциал покупателей и поставщиков на рынке.
• В отчете представлен подробный глобальный анализ рынка дисплеев, состоящий из семи сегментов, на основе интенсивности конкуренции и того, как конкуренция будет формироваться в ближайшие годы.

Анализ объема и структуры рынка

Анализ сценария COVID

• Мировой рынок семисегментных дисплеев значительно пострадал от вспышки COVID-19.Новые проекты по всему миру застопорились, что, в свою очередь, привело к значительному снижению спроса на эти системы.
• Глобальные фабрики изо всех сил пытались интегрировать новые семисегментные дисплеи, поскольку рабочие оставались в своих домах, что нарушило глобальные цепочки поставок.
• Влияние COVID-19 на этот рынок носит временный характер, так как просто остановились производство и цепочка поставок. Как только ситуация улучшится, производство, цепочки поставок и спрос на эти встроенные системы будут постепенно расти.

Семисегментный рынок дисплеев Ключевые сегменты

Вопросы, ответы на которые содержится в семисегментном отчете об исследовании рынка

• Кто являются ведущими игроками на мировом рынке?
• Каким будет влияние COVID-19 на размер рынка семи сегментных дисплеев?
• Как нынешние тенденции рынка дисплеев из семи сегментов повлияют на отрасль в ближайшие несколько лет?
• Каковы движущие факторы, ограничения и возможности на мировом рынке?
• Какие прогнозы на будущее помогут предпринять дальнейшие стратегические шаги?

(PDF) Цифровая индикаторная система с 7-сегментным дисплеем

Содержимое этой работы может использоваться в соответствии с условиями Creative Commons Attribution 3.0 лицензия. Любое дальнейшее распространение

этой работы должно содержать указание на автора (авторов) и название работы, цитирование журнала и DOI.

Опубликовано по лицензии IOP Publishing Ltd

3-я Международная конференция по науке и устойчивому развитию (ICSSD 2019)

IOP Conf. Серия: Физический журнал: конф. Series 1299 (2019) 012139

IOP Publishing

doi: 10.1088 / 1742-6596 / 1299/1/012139

1

Цифровая индикаторная система с 7-сегментным дисплеем

Мэтью Б.Аканле1, Виктория Огунтосин 2

1 Кафедра электротехники и электротехники, Университет Ковенант, Ота, штат Огун

Электронная почта: [email protected], [email protected] Резюме

. В данной статье представлена ​​разработка и реализация цифровой системы, которая использует сегментный дисплей 7-

для индикации количества таблеток лекарств на конвейере по розливу таблеток в бутылки. Помимо

, отображающего количество таблеток в бутылке (от 0 до 9), на дисплее также может отображаться название собираемой витаминной таблетки

(витамин A, b, C, d, E).В этой работе представлена ​​цифровая реализация

, содержащая логическое выражение, логическую схему и код VHDL для типа Vitamin в бутылке. Представлена ​​цифровая реализация

для отображения количества витаминов в бутылке с таблетками, а также тип Vitamin

с микроконтроллером BBC. Область применения этой работы может быть расширена

, чтобы дать визуальную индикацию любого промышленного приложения, которое требует указания текущей стадии / фазы производства

.

1. Введение

Семисегментные дисплеи состоят из светодиодов, объединенных таким образом, что их можно использовать для отображения цифр и

букв. Как следует из их названия, они состоят из семи светодиодов плюс дополнительный светодиод для точки. Матричные дисплеи Led dot

, с другой стороны, состоят из светодиодов в форме квадратной матрицы, чтобы отображать буквы, числа или символы

[1]. Семисегментные дисплеи могут иметь форму общего анода или общего катода.

Они также могут быть в виде однозначных или многозначных семисегментных дисплеев.

Семисегментные дисплеи используются во многих типах повседневных продуктов, например, в системе розлива таблеток

[2], чтобы отображать типы измерений, такие как температура или показания на калькуляторе или

метров [2]. 3]. 7-сегментный дисплей для системы розлива управляется логическими схемами, которые кодируют десятичное число

в двоичной форме, последовательно активируя соответствующие светодиоды дисплея. 7-сегментные дисплеи

не могут отображать только числа (от 0 до 9), они также могут отображать некоторые буквы.

В этом документе 7-сегментный дисплей используется для визуальной индикации количества таблеток на конвейерной линии розлива лекарств

, а также для визуальной индикации собираемого типа Vitamin. Цифровая линия по розливу таблеток

в бутылки работает, группируя и собирая конкретную таблетку витамина в бутылку

вдоль производственной линии после того, как эти таблетки были изготовлены.