2025/05/6 -en 26,398

7 szegmens kijelző alapjai, pinout, típusok, vezérlés és felhasználások

Ez az útmutató arról szól, hogy a 7 szegmens hogyan működik, és hogyan használhatja azokat az elektronikai projektekben.Magyarázza a kijelzőn lévő csapokat, hogyan világít az egyes szegmensek, és a két általános típus: a közös katód és a közös anód.Megtanulja azt is, hogyan lehet a szegmenseket a mikrovezérlő használatával, az ellenállásokkal történő vezérlést és a tranzisztorok használatának biztonságos kezelésére történő felhasználásával.Az útmutató példákat, diagramokat tartalmaz, és megmutatja, hogy a 7 szegmens kijelzőit hogyan használják valódi eszközökben, például órákban, hőmérőkben és mikrohullámokban.Akár csak most indul, akár már építi a projekteket, ez az útmutató segít megérteni és használni a 7-szegmens megjelenítését.

Katalógus

7 szegmens kijelző pinout

Egy tipikus, egy számjegyű 7 szegmenses kijelző 10 csapot tartalmaz.Minden PIN -kód egy meghatározott szegmenst vezérel, kivéve a két csapot, amelyek az energia általános termináljaként szolgálnak.Például az 1. érintkező csatlakozik az 'E' (bal alsó) szegmenshez, míg a 2. érintkező vezérli a „D” (alsó) szegmens.A 3. és a 8. csap a szokásos terminálok, amelyek mind a talajhoz (közös katód) vagy az energiához (közös anódhoz) csatlakoznak.A többi csapot megvilágítják a „C”, „B”, „A”, „F”, „G” és a tizedes pont szegmensei.

2. ábra. 7-szegmens kijelző PIN-konfigurációja

Csapszám	Tűnév	Leírás
1	E	Vezérli a 7 szegmens kijelző bal alsó LED-jét
2	D	Vezérli a 7 szegmens kijelző alsó LED-jét
3	Com	Csatlakozik a földhöz/VCC -hez a kijelző típusa alapján
4	c	Vezérli a 7 szegmens kijelző jobb alsó LED-jét
5	Dp	Vezérli a 7 szegmens kijelző tizedes pontjának LED-jét
6	b	Vezérli a 7 szegmens kijelző jobb felső LED-jét
7	A	Vezérli a 7 szegmens kijelző legfelsőbb LED-jét
8	Com	Csatlakozik a földhöz/VCC -hez a kijelző típusa alapján
9	f	Vezérlők A 7 szegmenses kijelző bal felső LED-je
10	g	Vezérli a 7 szegmens kijelző középső LED-jét

A 7 szegmens kijelzőinek jellemzői

• Szegmensszerkezet: A 7 szegmenses kijelző hét, a számok alakjára elrendezett, egy „8” alakjához hasonlítva van.Ezeket a szegmenseket az „A” címkével „G” -n keresztül, opcionális nyolcadik szegmenssel, a tizedes ponttal (DP), általában a jobb alsó sarokban található.Ha ezeket a szegmenseket különböző mintákkal kombinálja, a kijelző a 0–9 számjegyeket és néhány egyszerű betű, például A - F.Ez az egyszerű elrendezés ideálissá teszi a numerikus kijelzőkhöz való könnyű használat miatt.

• Kijelző technológia: Ezek a kijelzők általában LED -eket használnak, ahol az egyes szegmensek kigyulladnak, amikor az elektromos áram átfolyik rajta.A LED-alapú modellek világos, energiahatékonyak és különféle megvilágítási körülmények között láthatók.Egyes verziók LCD technológiát használnak, amely kevesebb energiát fogyaszt, és jól alkalmazható az akkumulátorral működő eszközökhöz, bár az LCD-k általában tompábbak és kevésbé láthatók a fényes beállításokban.

• Konfigurációs típusok: Két elsődleges vezetékezési módszer létezik: a közös katód (CC) és a közös anód (CA).A CC kijelzőkben az összes negatív terminál összekapcsolódik, és a szegmenseket pozitív feszültség biztosításával aktiválják.A CA kijelzőkön az összes pozitív terminál csatlakoztatva van, és a szegmenseket az egyes katódok földelésével kell bekapcsolni.A választás az áramkör kialakításától és a kijelző meghajtásától függ.

• Karakter reprezentáció : Bár elsősorban a számokhoz tervezték, ezek a kijelzők korlátozott betűk tartományt mutathatnak, különösen A -tól F -ig, ami hasznos a hexadecimális kimenetekhez.Mivel csak hét szegmens van, nem tudnak pontosan kialakítani a legtöbb betűt vagy összetett szimbólumot, ám ezek elegendőek az alapvető alfanumerikus igényekhez.

• Vezérlés és interfész: Minden szegmenset külön -külön be lehet kapcsolni vagy kikapcsolni, gyakran a mikrovezérlő GPIO csapok vezérelhetik.A vezérlés egyszerűsítése érdekében a dekóder/illesztőprogram IC -k, mint például a 7447 vagy a CD4511, konvertálhat bináris bemeneteket a megfelelő szegmenskombinációkká, csökkentve a szükséges kapcsolatok számát.

• Előnyök: Fő erősségeik közé tartozik az alacsony költség, a könnyű ellenőrzés és az olvashatóság.A LED -típusok fényesek és tartósok, míg az LCD variánsok megőrzik az energiát.Ezek a tulajdonságok sok elektronikus eszköz számára népszerűvé teszik őket, különösen akkor, ha elegendő az egyszerű numerikus kimenet.

• Korlátozások: A legnagyobb hátrány a korlátozott karakterkészlet, nem tudnak teljes szöveget vagy bonyolult grafikát megjeleníteni.A LED -modellek keskeny látószögei lehetnek, míg az LCD -k küzdenek a láthatósággal erős fényben.Ezeket a korlátozásokat figyelembe kell venni, amikor a projekthez kijelzőtípust kiválaszt.

Alternatív megjelenítési modulok

Kijelző Beír	Leírás	Előnyök	Korlátozások
7 szegmens kijelzők	Hét LED -es szegmens a számjegyekhez És néhány karakter.	Nagyon könnyű használni	Csak számjegyeket és korlátozott karaktereket jelenít meg
DOT Matrix megjelenítések	A LED -ek rács (például 5x7 vagy 8x8) testreszabható képződés Karakterek és animációk.	Olcsó és széles körben elérhető	Nem alkalmas szövegre vagy grafikára
		Alacsony energiafogyasztás	Bonyolultabb a programhoz
		Feliratokban, órákban stb.
Alfanumerikus LCD -k	Előreformált LCD -k (például 16x2, 20x4) Rögzített méretű karakterek (általában 5x8 pont formátum).	Egyszerű interfész (szabványos protokollok)	Rögzített méretű karakterek
		Nagyszerű a menük/állapotkiállításokhoz	Korlátozott grafikai képességek
		Különböző világításban olvasható	Lassabb frissítés, mint a grafikus kijelzők
OLED képernyők	Az önbizonyító kijelzők nagy kontrasztúak;rendelkezésre áll monokróm vagy színes szín.	Nagy kontrasztú és széles látószögek	Magasabb költségek
		Vékony és fény	Rövidebb élettartam (különösen a kék pixelek)
		Alacsony teljesítmény, ha sötét tartalmat mutat	További memóriára és feldolgozásra van szüksége
TFT képernyők	Színes színű, nagy felbontású LCD-k aktív mátrixmal, Gyakran érintőképességű.	Gazdag szín és részlet	Nagy energiafogyasztás
		Tartalmazhatja az érintést	Több RAM/feldolgozást igényel
		Ideális videókhoz, GUI -khoz, műszerfalakhoz	Drágább és komplex az integráláshoz

Hogyan működik egy 7 szegmens kijelző?

A 7 szegmens kijelző működtetése az egyes szegmensek belsejében a fénykibocsátó diódák (LED-ek) előzetes torzításán alapul.Ha feszültséget alkalmaznak a megfelelő irányba, az anódtól a katódig, a szegmens világít.Minden szegmens függetlenül szabályozható, általában egy mikrovezérlő digitális kimeneti csapjain vagy egy speciális kijelző -illesztőprogramon keresztül.Ezek a vezérlők meghatározzák, hogy mely szegmenseket aktiválják egy adott időben a kívánt karakter alapján.

A LED-ek túlzott áramtól való károsodásának megakadályozása érdekében az áramkorlátozó ellenállást sorban csatlakoztatják az egyes szegmensekkel.Ez az ellenállás biztosítja, hogy az áram átfolyása minden LED -en biztonságos tartományon belül maradjon, amely általában 20-30 milliamper (MA) körül van.A pontos érték azonban a használt LED típusától és a szükséges fényerőtől függően változhat.Két fő operatív mód van a 7 szegmens kijelzőkhöz:

1. Statikus mód: Ebben az üzemmódban minden számjegyet és annak megfelelő szegmenseit folyamatosan kapcsolják be.Ehhez a beállításhoz külön vezérlővezetéket igényel az egyes számjegyek minden szegmenséhez, amely sok számjegy használata esetén nem hatékony lehet.Ugyanakkor egyszerűséget és állandó fényerőt kínál.

2. Multiplexált mód : A vezérlővezetékek és az energiafogyasztás számának csökkentése érdekében a kijelzőket gyakran multiplexált módban futtatják.Ebben az üzemmódban csak egy számjegyet világítanak egyszerre, de a rendszer gyorsan olyan magas sebességgel vált, hogy elég magas sebességgel, hogy minden számjegyet folyamatosan megvilágítson.Ezt a váltást gyakran mikrokontroller időzítőkkel vagy eltolódási nyilvántartásokkal kezelik, amelyek lehetővé teszik a pontos időzítést és vezérlést.

3. ábra. Szegmens leképezése egy 7 szegmens LED-es kijelzőn

A fenti ábra egy 7 szegmens kijelző szerkezetét és címkézését szemlélteti.Megmutatja a hét szegmens (A, B, C, D, E, F és G) téglalap alakú elrendezését a kijelző tíz különböző nézetében.Mindegyik képen a különböző szegmensek zöldre vannak árnyékolva, hogy ábrázolják az aktiválásukat.Ez elősegíti annak megjelenítését, hogy az egyes szegmensek hogyan járulnak hozzá a számjegyek kialakításához.Az ábra szisztematikusan kiemeli a különféle kombinációkat, segítve annak megértését, hogy az egyes szegmensek bekapcsolása miként hoz létre felismerhető karaktereket.

7-szegmenses megjelenítés bináris kódok

A számjegy megjelenítéséhez a mikrovezérlő bináris kódot küld, amely bekapcsolja a szegmensek megfelelő kombinációját.Például a „0”, a, b, c, d, e és f szegmensek megjelenítéséhez be vannak kapcsolva, és G ki van kapcsolva.Egy közönséges katódkijelzőnél ez bináris 0B00111111 (vagy 0x3f HEX -ben).Egy közönséges anód esetében a logika fordítva van 0B11000000 (0xC0).A kódnak meg kell egyeznie a kijelző típusával, vagy a rossz szegmensek kigyulladnak.A bináris keresési táblák használata megtakarítja a feldolgozási időt és biztosítja a gyors, pontos frissítéseket, különös tekintettel a dinamikus alkalmazásokra, például a számlálókra vagy az időzítőkre.

Az alábbi táblázat szemlélteti, hogy a számok hogyan jelennek meg egy 7 szegmens kijelzőn, közös anódkonfigurációval:

Szám	g f e d c b a	Hexakód
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

Az alábbi táblázat a számjegyeket jeleníti meg, amikor egy 7 szegmens kijelzőn jelennek meg, egy közös katódkonfigurációval:

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

Ebben a beállításban a kettős számjegyű 7 szegmens kijelző minden szegmense az Arduino UNO-hoz kapcsolódik egy áramkorlátozó ellenálláson keresztül (általában 220 vagy 330Ω).Az A -tól G -t jelölt szegmenseket (és az opcionális tizedes pont DP -t) párhuzamosan vezetik mindkét számjegyen, és az Arduino D2 - D9 digitális csapokhoz csatlakoztatják.Például az 'A' szegmens csatlakozik a D2 -hez, 'B' a D3 -hoz és így tovább.Minden számjegynek megvan a saját közös katódcsapja (CC), amely szabályozza, hogy engedélyezve van -e ez a szám.Ezeket a közönséges csapokat a D10 és D11 Arduino csapokhoz csatlakoztatják, és multiplexáláshoz használják: egyszerre csak egy számjegyet aktiválnak, de a köztük lévő (általában> 50 Hz) közötti váltás mindkét számjegyet egyszerre világít.Használja a DigitalWrite () használatát annak ellenőrzéséhez, hogy mely szegmensek vannak be- és mely számjegy aktív.A vázlatban lévő keresési táblázat a megfelelő szegmens kombinációikhoz (0–9) térképezi a számokat (0–9).A több számjegy hatékony kezeléséhez használja a multiplexelést a kódban vagy egy könyvtárban, amely támogatja azt.Ez csökkenti a szükséges Arduino I/O csapok számát, miközben lehetővé teszi a dinamikus megjelenítési frissítéseket.

4. ábra. 7-szegmens kijelző áramkör Arduino-val

Közös katód 7 szegmens kijelző használata

Egy közös katód (CC) 7 szegmens kijelzőn az egyes LED-ek összes katód-terminálja, amely a kijelző szegmenseket alkotja, belsőleg csatlakoztatva van, és egy vagy több külső általános katódcsaphoz vezetik.Ezeket a közös katódcsapokat általában a talajhoz (GND) csatlakoztatják az áramkörben.Az egyes szegmensek mindegyike, az „A” -ból a „G” -re, valamint az opcionális tizedes pontra (DP), saját anód tűvel rendelkezik, amelyet önállóan vezérelnek.

Egy adott szegmens megvilágításához az ilyen típusú kijelzőkön egy nagyfeszültséget (a rendszertől függően általában +5 V vagy +3,3 V) alkalmazni kell a megfelelő anódcsapra.Mivel a katódok földelnek, az áram az anódról a katódra áramlik, lehetővé téve a LED -szegmens felgyújtását.Egy közös katód használata egyszerűsíti a mikrovezérlőkkel való interfészet, mivel a vezérlő aktívan forrásba léphet az egyes szegmenscsapokhoz, ahelyett, hogy elsüllyedne.

Ez a konfiguráció népszerű a kezdő elektronikai projektekben, egyértelmű vezetékek és programozási logika miatt.Ez lehetővé teszi a numerikus vagy korlátozott ábécé karakterek létrehozását a különböző szegmensek kombinálásával.Például a „2” szám megjelenítéséhez az A, B, D, E és G szegmensek be vannak kapcsolva.A mikrovezérlő aktiválja az egyes szegmenseket úgy, hogy a megfelelő csapot magasra állítja.

Azonban megfontolják, amikor megpróbálják megjeleníteni a „8” olyan karaktereket, amelyek megkövetelik, hogy mind a hét szegmens egyszerre legyen.Mindegyik LED-szegmens bizonyos mennyiségű áramot (általában 10-20 mA-t) húz, és az összes szegmens megvilágítása akár 140 mA-t is hozzáadhat.A legtöbb mikrokontroller I/O csapot nem úgy tervezték, hogy egyidejűleg egyidejűleg egyidejűleg több csapban ilyen nagy teljes áramot szerezzen.Ha túl sok áram van húzva, akkor károsíthatja a mikrovezérlőt, vagy hibás működést okozhat.Ennek enyhítéséhez sokan külső illesztőprogram-IC-ket (például az ULN2003A), a tranzisztor tömböket vagy az áramkorlátozó ellenállást használnak a terhelés biztonságos kezelésére a mikrovezérlő túlterhelése nélkül.

5. ábra. Általános katód 7-szegmens kijelző-diagram

Az ábra a közös katód 7 szegmens kijelző belső és külső vezetékét mutatja.A kijelzőt az A - G és a tizedes pont (DP) szegmensekkel kell ellátni.Mindegyik szegmens egy dióda szimbólumhoz (D1 - D8) kapcsolódik, amely az egyes LED szegmenseket képviseli.Az összes katód összekapcsolódik és a földhöz kapcsolódik, jelezve a közös katód konfigurációját.A magas jel alkalmazása bármely szegmens anódjára lehetővé teszi az áram áramlását a szegmensen, megvilágítva azt.

Közös anód 7 szegmens kijelző használata

Egy közös anód (CA) 7 szegmens kijelzőn a LED-szegmensek összes anód-terminálja belsőleg összekapcsolódik, és a közös anódként (CA) jelöléssel ellátott közös PIN-kódhoz kerül.Ez a közös csap egy pozitív feszültség -ellátáshoz van csatlakoztatva, gyakran +5 V.A kijelző minden egyes szegmensének, A -tól G -t (opcionális tizedes ponttal DP -vel jelölt), katódját külső csatlakozáshoz és vezérléshez tartja.

Egy adott szegmens megvilágításához katódját a földhöz (alacsony) kell csatlakoztatni, míg a közös anód +5 V -on (magas) marad.Ez azt jelenti, hogy a szegmensek vezérlésére szolgáló logika megfordítva van, ellentétben a közös katód kijelzővel, ahol a szegmenseket magas jelzéssel be kell kapcsolni, egy közös anód -kijelzőn, alacsony jelzéssel be vannak kapcsolva.Ennek eredményeként a vezérlési kódnak meg kell fordítania a közös katód kijelzőhöz használt bináris mintát.Például egy olyan minta, amely a „0” számot világít egy közös katód kijelzőn, hexadecimális értéket használhat, mint például a 0x3f;Ugyanez a minta a közös anód kijelzőnél 0xc0 lenne, amely a bit -inverz.

Azok a mikrokontrollerek, amelyek képesek süllyedni az áramot (azaz a kimeneti csapot a földre húzni), jobban alkalmasak a CA -kijelzők vezetésére, mivel hatékonyan képesek kitölteni az áramkört bármely olyan szegmenshez, amelyet be kell kapcsolni.Ezek a kijelzők előnyösek azokban a rendszerekben is, ahol más összetevők aktív-alacsony logikával működnek, például NPN tranzisztorok vagy bizonyos típusú logikai kapuk használatakor.Ugyanakkor gondoskodnia kell arról, hogy a firmware vagy az illesztőprogram logikája megfelelően van konfigurálva, hogy figyelembe vegye ezt a fordított viselkedést a megjelenítési hibák elkerülése érdekében.

6. ábra. Általános anód 7 szegmens kijelző-diagram

Az ábra két részből áll.A bal oldalon van egy diagram egy közös anód 7 szegmens kijelzőn, amely bemutatja a belső szegmenscímkéket (A-G és DP) és azt, hogy miként vannak elrendezve a számok kialakítására.A tetején egyetlen közös anódcsapot látszanak.A jobb oldalon egy egyszerűsített áramkör -vázlat szemlélteti, hogy az egyes szegmensek (A - G, DP) hogyan kapcsolódnak a megfelelő diódához (D1 - D8), az összes anódot a közös nagyfeszültséghez (CA) kötik.Mindegyik katódot földeléssel külön -külön ellenőrizni lehet a megfelelő szegmens bekapcsolása érdekében.

7 szegmens merülési kijelző vázlata

7. ábra. 7-szegmens DIP kijelző vázlata

A fenti ábra szemlélteti a 7 szegmenses kijelző standard méreteit egy kettős in-line csomag (DIP) formátumban, amelyet általában a lyukú PCB-telepítésekhez használnak.A kijelző 19,00 mm magas az alaptól a tetejig, a számjegyek, amelyek magassága 14,20 mm (0,56 hüvelyk), egy széles körben használt méret, amely biztosítja a jó láthatóságot mind a beltéri, mind a kültéri beállításokban.A szegmensek 8 ° -on befelé fordulnak, javítva az olvashatóságot a fej szempontjából.

A kijelzőtest körülbelül 12,60 mm széles, és vastagságú, a szokásos PCB -elrendezésekhez optimalizálva.A csap távolsága a hagyományos 2,54 mm -es hangmagasságot követi, mindegyik sor négy csapot tartalmaz, és a teljes hosszúság 10,16 mm -es mérete.A sorok 15,24 mm -re vannak elosztva a csomagon.Minden csap átmérője 0,51 mm, kompatibilis a szokásos mártási aljzatokkal vagy az átmenő lyukú méretekkel.A PCB felülete és a kijelző alapja közötti elállás 6,3 mm és 8,0 mm között van, így elegendő távolságot biztosítva a forrasztáshoz és a légáramláshoz.

Hogyan válasszuk ki a megfelelő 7 szegmens kijelzőt?

A megfelelő 7 szegmens kijelző kiválasztásához kezdje el a megfelelő méret eldöntésével.A kisebbek jól működnek a kézi eszközöknél, míg a nagyobbak javítják az olvashatóságot méterben vagy nyilvános kijelzőkben.Ezután gondoljon a színre.A piros LED-ek gyakoriak, mivel energiahatékonyak és alacsonyabb feszültségre van szükségük.Más színek, például a zöld vagy a kék nagyobb energiát használnak, és nagyobb feszültséget igényelnek.

A kijelző típusát (közös anódot vagy közös katódot) az áramkörhez is meg kell egyeznie.Például, ha a mikrokontroller képes ellátni az áramot (forrás), akkor a közös katód kijelző jobban illeszkedik.Ha csak az áramot süllyedhet, akkor lépjen egy közös anóddal.Mindig ellenőrizze az adatlap aktuális besorolásait, fényerejét és PIN -hozzárendeléseit.Ez biztosítja, hogy a kijelző a várt módon működjön, és elkerüli a helytelen feszültségek vagy áramok károsodását.

A 7 szegmens kijelzők alkalmazásai

Digitális órák és órák

A 7 szegmens kijelzők egyik leggyakoribb felhasználása a digitális órákban és a karóra.Ezek a kijelzők ideálisak órák, percek és másodpercek időtartamának bemutatására, tisztaságuk és egyszerűségük miatt.Függetlenül attól, hogy ébresztőóra van az éjjeliszekrényen vagy a falra szerelt irodai órában, a 7 szegmens kijelzők gyors és egyszerű módot kínálnak a távolról történő idő elolvasására.Világos megvilágításuk szintén láthatóvá teszi őket gyenge vagy sötét környezetben.

Digitális hőmérők

Mind az otthoni, mind az orvosi környezetben a digitális hőmérők gyakran 7 szegmens kijelzőket használnak a hőmérséklet-leolvasások megjelenítéséhez.Ezeket beltéri/kültéri időjárási hőmérőkben, karosszéria -hőmérőkben és HVAC rendszerekben használják.Mivel csak a számokat kell megjeleníteniük, általában két vagy három számjegyet, a 7 szegmens kijelzők tökéletesen illeszkednek, gyors, könnyen olvasható kimenetet kínálva anélkül, hogy teljes grafikus kijelzőt igényelnének.

Voltmérő és multiméter

A 7 szegmens kijelzők a digitális voltmérők és a multiméterek standard funkciója, amelyek eszközök a feszültség, az áram és az ellenállás mérésére.Ezek a kijelzők lehetővé teszik a pontos numerikus leolvasások azonnali megtekintését.Gyors válaszidejük és olvashatóságuk jól alkalmassá teszi őket az elektronikai tesztelésre és a hibaelhárításra.

Gázszivattyúk és üzemanyag -adagolók

A gázállomásokon az üzemanyag-adagolók nagy, robusztus 7 szegmens kijelzőket használnak, hogy megmutassák az adagolt üzemanyag mennyiségét, a gallon/liter költségét és a teljes költséget.Az a képességük, hogy napfényben és kemény kültéri körülmények között olvashatóak maradjanak, ideálissá teszik őket ehhez a környezethez.Ezek szintén robusztus és tartós, ami csökkenti a karbantartási igényeket.

Mikrohullámúak és konyhai készülékek

Számos konyhai készülék, különösen a mikrohullámú készülékek, a 7-szegmens kijelzőit használja a főzési idő, a visszaszámlálás vagy az energia beállításainak megjelenítéséhez.A kijelző intuitív és könnyen értelmezhető, még akkor is, ha technológiai szempontból nem leszel.Mivel minimális energiát és helyet igényelnek, költséghatékony megoldások a készülékgyártók számára.

Mérleg mérlegek (személyes és ipari)

Mind az otthoni fürdőszoba mérlegek, mind az ipari minőségű mérlegrendszerek 7 szegmens kijelzőket használnak a súlyértékek bemutatására.Ezeket a kijelzőket gyakran választják meg megbízhatóságuk és olvashatóságuk érdekében.Ipari kontextusban a kijelzők elég nagyok lehetnek ahhoz, hogy távolról láthassák a raktárakban vagy a termelési padlókban.

Ipari és laboratóriumi berendezések

A professzionális beállításokban a 7 szegmens kijelzőit gyakran találják meg a mérőeszközökön, az tápegységekben és a megfigyelő rendszerekben.Ezeket a kulcs numerikus adatok, például a frekvencia, a nyomás, a feszültség vagy a működési idő megjelenítésére használják.Ezek a kijelzők tartósságot, pontosságot és könnyű integrációt kínálnak a panelre szerelt rendszerekbe.

Olcsó beágyazott rendszerek

Számos beágyazott alkalmazásban, ahol csak számokra van szükség, például számlálók, időzítők, eredménytáblák vagy alapvető diagnosztikai eszközök, a 7 szegmenses kijelzők olcsó alternatívát kínálnak a bonyolultabb grafikus interfészek számára.Kevés energiát fogyasztanak, és könnyen programozhatók, így alkalmassá teszik az akkumulátorral működő vagy erőforrás-korlátozott rendszerekhez.

Hogyan lehet az ellenállást 7 szegmens kijelzővel használni?

A 7 szegmens kijelző vezérlésének egyik egyszerű módja az ellenállás minden szegmens elé helyezése.Ez segít megvédeni a kijelzőn belüli apró lámpákat, úgynevezett LED -eket, hogy túl sok villamos energiát kapjanak.Túl sok áram okozhatja a LED -eket túlmelegedni vagy abbahagyni a munkát.Ezek az ellenállások szintén segítenek a fényszint megőrzésében még az összes szegmensben is.Az egyes ellenállás értéke általában 220 ohm (Ω) és 470 ohm (Ω) között van.A pontos szám két dologtól függ: a tápegység feszültségétől és azt, hogy milyen fényes szeretné a kijelzőt.Például, ha 5 voltos tápegységet használ, és minden szegmens körülbelül 2 V-t használ, akkor egy 150 ohmos ellenállás kb. 20 milliamp (mA) áramot enged.Ez jó mennyiségű áram, hogy a kijelzőt elég fényes legyen, de még mindig biztonságos a LED -ek számára.

Ha nagyobb ellenállókat használ, akkor kevesebb áram áramlik, és a kijelző dimber lesz.De ez elősegítheti a LED -ek hosszabb ideig tartását, és kevesebb energiát használhat.Ha kisebb ellenállásokat használ, akkor több áramlás, és a kijelző világosabbnak tűnik, de gyorsabban elhasználódhat és melegebbé válhat.A fejlettebb beállításokban, például amikor az egyik ellenállás megosztódik több szegmens között (multiplexálásnak nevezik), a fényerő egyenetlennek tűnhet.Ennek oka az, hogy a különböző szegmensek különböző mennyiségű áramot vonhatnak le.Ezekben az esetekben jobb, ha minden szegmenshez egy ellenállást használunk, vagy speciális chipeket használ, amelyek automatikusan vezérlik az áramot.Ezek a módszerek miatt a kijelző jobban néz ki, és megbízhatóbban működjön.

8. ábra. Alapvető ellenállás-alapú 7 szegmens kijelződiagram

Az ábra egy alapvető áramköri diagramot szemléltet az egyetlen 7 szegmens LED kijelző vezetéséhez, az egyes szegmensek egyedi ellenállásainak felhasználásával.A kijelző mindegyik szegmense (A, B, C, D, E, F, G és DP (tizedes pont)) sorozatban egy 220Ω ellenállással van csatlakoztatva, amely az áramot biztonságos szintre korlátozza.Ezeket az ellenállásokat olyan kapcsolókon keresztül szabályozzuk, amelyek a "magas" és a logika "alacsony" logikai bemenetet váltják ki, lehetővé téve az egyes szegmensek be- vagy független be- vagy kikapcsolását.A 7 szegmens kijelző közös csapja egy megosztott feszültségforráshoz van csatlakoztatva, lehetővé téve az egyes LED-ek működését a kijelzőn a bemeneti logikai jelek alapján.Ez a konfiguráció szemlélteti a legegyszerűbb és legegyszerűbb módszert egy 7 szegmenses kijelző tesztelésére és működtetésére.

Hogyan lehet használni a tranzisztorokat egy 7 szegmens kijelzővel?

A tranzisztorok olyanok, mint az apró elektronikus kapcsolók, amelyek segítik a 7 szegmens kijelző mely részeinek megvilágítását.A „közös katód” beállításban a LED -ek összes negatív végét (katódja) összekapcsolják és a földhöz csatlakoztatják.A szegmens megvilágításához a mikrovezérlő jelet küld a pozitív véghez (anód).Mivel a talajt be- és kikapcsolni kell az egyes számjegyek ellenőrzéséhez, az NPN tranzisztorokat használjuk.A mikrovezérlő kis jelet küld a tranzisztor alapjához (középső lábához), és ez lehetővé teszi az áram átáramlását, és megvilágítva a szegmenst.

Egy „közös anód” beállításban az összes pozitív vég (anód) összekapcsolódik és bekapcsolódik a teljesítményhez (általában 5 V).Itt használhat PNP tranzisztorokat vagy speciális kapcsolókat, például az N-csatornás MOSFET-eket a negatív végek (katódok) vezérlésére.A kijelző kigyullad, amikor a mikrovezérlő jelet küld a katód alacsony húzására (közel 0V -re).Egynél több számjegyű kijelzőhöz a multiplexelést használják.Ez azt jelenti, hogy a mikrovezérlő nagyon gyorsan bekapcsol egy számjegyet, olyan gyorsan, hogy úgy tűnik, hogy minden számjegy egyszerre van.Minden számjegy saját tranzisztorát használja, amelyet a mikrovezérlő sorrendben és kikapcsol, miközben a megfelelő jeleket a szegmensekhez küldi.

A mikrokontroller védelme és a tranzisztorok megfelelő működése érdekében egy kis ellenállást (általában körülbelül 1000 ohm) helyeznek el a mikrovezérlő és a tranzisztor alapja között.Ez korlátozza, hogy mekkora áramlás folyik. Ezenkívül fontos olyan tranzisztorok kiválasztása, amelyek képesek kezelni a LED -ek számára szükséges árammennyiséget.Ha a tranzisztorok túl gyengék, akkor túlmelegedhetnek vagy leállíthatják a munkát, és a kijelző nem tűnik jól.A megfelelő alkatrészek kiválasztása és a hő gondos kezelése elősegíti a kijelző jól működését és hosszabb ideig tartását.

9. ábra. A 7 szegmenses kijelző diagram tranzisztor-alapú vezérlése

A diagram egy egyszerű módszert szemléltet az egyjegyű hét szegmens kijelzőn nyolc kapcsoló (SW1-SW8) felhasználásával, mindegyik 220Ω ellenálláson keresztül csatlakoztatva a kijelző egyedi szegmenseinek.A szegmensvezérlő vonalakat a kijelző bemenetekhez vezetik, amelyeket tranzisztor kapcsolón (Q1) táplálnak.Az 1KΩ ellenállás (R9) összeköti a tranzisztor alapját az 5V -os vezérlővezetékkel, lehetővé téve a kijelző aktiválását, amikor a tranzisztor be van kapcsolva.Ez a beállítás biztosítja a kijelző megfelelő aktuális vezérlését és hatékony működését.

Következtetés

A 7 szegmens kijelző egy egyszerű és hasznos módszer a számok megjelenítésére az elektronikus eszközökön.Mindegyik szegmens olyan, mint egy kis fény, és a jobb oldalak bekapcsolásával bármilyen számjegyet megmutathat 0 -tól 9 -ig. Használhat egy közös katódot vagy a közös anód kijelzőt, az áramkörtől függően.A kijelző és a mikrovezérlő védelme érdekében ellenállókat vagy tranzisztorokat kell használni.Ha egynél több számjegye van, akkor a multiplexelésnek nevezett módszert használhatja, hogy egyszerre világítson őket, így mindegyik világít.Ezeket a kijelzőket sok mindenben használják, például digitális órákban, mérlegek, mérők és konyhai készülékek, mert olcsók, könnyen használhatók és világosak.Az útmutató tippeivel biztonságosan és könnyen hozzáadhat 7 szegmens kijelzőit a saját projektjeihez.