7 szegmens kijelző: PIN-hozzárendelés, működési elv és adatlap

A hét szegmens kijelzője, a klasszikus a kijelző eszközök területén, olyan érdekes történelemmel büszkélkedhet, mint szerkezete egyértelmű.A találmánya az elektronikus kijelzők sarokkövét jelöli, amelyet az egyszerűség, a tisztaság és a könnyű irányítás vezet.Ebben a cikkben mélyen mélyülünk, feltárva a hét szegmenses kijelző alapelveit, előzményeit, szerkezetét és PIN-konfigurációját.Megvizsgáljuk annak funkcióválasztását, a típus osztályozását és a munka elvét.A kódolási módszert dekódoljuk, és ábrázoljuk annak kiterjedt alkalmazási területeit, mindeközben elemezzük, hogy ez a technológia hogyan igazodik és fejlődik az állandóan változó elektronikus kijelző tájban.

Ez a LED -technológiában gyökerező eszköz a mérnöki egyszerűség és hasznosság csodája.Hét LED -es egység, mindegyik egy "szegmens", egy nyolc alakban elrendezve, gyakran egy extra pontszámmal a tizedes vagy vastagbélhez.Minden szegmens, függetlenül vezérelt, a 0–9 -es számok megjelenítésével, a betűkkel és a szimbólumokkal.Ez az ötletes kialakítás különféle felhasználásokhoz vezet - a digitális óráktól a számológépekig, az elektronikus panelektől a hexadecimális kijelzőkig.

Technikai szempontból az a jelenlegi vezérlésről szól.A LED -ek világítanak, amikor az elektronok és lyukak összeolvadnak, és fotonokat bocsátanak ki.Ellenőrizze az áramot, és Ön irányítja az üzenetet.Történelmileg a koncepció a 20. század elején nyúlik vissza, összefonódva a Telegraph Technology fejlődésével.Az olyan úttörők, mint Carl Kingsley, kulcsszerepet játszottak, és a hét szegmens kijelzője a DOT-Mátrix elődei feletti emelkedésének színpadát jelentette.

Összehasonlítva, a pontmátrixok a karakterkijelzés pontos tömbjeire támaszkodnak, míg a hét szegmenses kijelzők szegmenskombinációkat használnak-és még olvashatóbb.A technológiai lépések átalakították a kijelzőt a mechanikus lemezjátszókból és a fénykibocsátó csövekből a mai LED-es ragyogásba.A modern iterációk alacsony energiával, hosszú élettartammal és nagy megbízhatósággal büszkélkedhetnek, olyan vizuális fejlesztésekkel, mint a színváltozás és a fényerő beállítása.

A hét szegmens kijelző utazása tükrözi a kijelző technológia szélesebb körű narratíváját-a hatékonyság, a gazdaság és az intuitivitás iránti törekvés.Míg az újabb technológiák, mint például az LCD és az OLED, rendelkeznek réseikkel, a hét szegmens kijelzője tartja a talajt, páratlan az egyszerű, intuitív digitális információk szolgáltatása során.

A hét szegmens kijelző, amelynek lényege, hét fénykibocsátó diódából (LED-ek) áll, amelyek egy "8" alakját képezik, mindegyik LED különálló szegmensként működik (általában A-tól G).Ezek a szegmensek különféle kombinációk révén 0 -tól 9 -ig terjedhetnek, és különféle betűket és szimbólumokat készíthetnek.A LED -ek hatékonysága, amely elsősorban a fényt, nem pedig a hő, éles ellentétben áll a hagyományos PN Junction -diódákkal, így a kijelző technológiájának előnyben részesített választása.A folyékony kristály kijelzőktől (LCD -k) különbözik, a LED -kijelzők közvetlenül a fényt bocsátják ki, míg az LCD -k képeket hoznak létre egy háttérvilágítás manipulálásával, hogy áthaladjanak egy folyadékkristályrétegen.

Amikor boncoljuk a szerkezetet, a hét szegmens két kategóriába sorolja az ágot: a közös anód és a közös katód.A közönséges anódkonfigurációban az összes LED szegmens anódja összekapcsolódik;Ezzel szemben a közös katód típusban a katódok egységesek.Az ilyen típusok közötti kiválasztás az áramkör kialakításán és az alapjául szolgáló vezérlési logikától függ.

Az egyes LED -szegmensek feletti irányítást aprólékosan hajtják végre specifikus csapokkal.Vegyünk egy tipikus hét szegmens LED-es kijelzőt: a hét fő szegmenst irányító csapokon túl gyakran van egy további PIN-kód, amely a tizedes ponthoz van szentelve (DP-ként jelölve).Íme egy szemléltető PIN-konfiguráció egy standard hét szegmens LED kijelzőhöz.Gyakorlati forgatókönyvekben ezeknek a csapoknak a kezelése általában mikrovezérlővel vagy integrált áramkörrel jár, mint például a BCD-hét szegmens dekóder.Ez a dekóder lefordítja a bináris kódolású számokat a hét szegmens LED megfelelő kijelzőjére.Például a "2" szám bemutatásához a dekóder aktiválja az A, B, G, E és D szegmenseket.

Egy egyszerűsített struktúrával büszkélkedhet, amely még erős funkcionalitással rendelkezik, a hét szegmens kijelzője különféle PIN-konfigurációk és vezérlő logika révén, a hozzáférhetően számot és egyszerű karaktereket mutat az elektronikus eszközök spektrumán.Az LCD -khez képest a LED -kijelzők bizonyos alkalmazásokban világosabbak és világosabbak lehetnek, különösen akkor, ha az alacsony energiafogyasztás és a magas kontraszt fontos.

A hét szegmens kijelzők, amelyeket elsősorban a számok és bizonyos karakterek bemutatására használnak, hét LED-es szegmensből állnak, amelyet egy "8" formációban rendeznek, amelyet a tizedes ponthoz nyolcadik LED-ek bővítettek.Ez a konfiguráció különösen ügyessé teszi őket a tizedes számok megjelenítéséhez, beleértve a tizedes pontokkal rendelkező személyeket is.Komplex forgatókönyvekben, mint például a többjegyű kijelzők, ezt úgy érik el, hogy több hét szegmens kijelző párhuzamosan igazítja.

Ezeknek a kijelzőknek a középpontjában a LED (fénykibocsátó dióda), egy szilárdtestű optikai eszköz, amely a PN csomópont elektrolumineszcencia elvén működik.Amikor az áram átfolyik egy LED -en, az izgatott elektronok és lyukak összeolvadnak, és az energiát látható fényként bocsátják ki.A LED színe a félvezető anyagán és a PN csomópontban alkalmazott specifikus szennyeződések.Például a piros LED -ek alumínium -gallium -arzenidet (algaák) is használhatnak, míg a zöld vagy a kék LED -ek indium -gallium -foszfidot (InGAN) alkalmazhatnak.

A LED-ek kiválasztása a hét szegmens kijelzőhöz számos kritikus megfontolást tartalmaz.

Költséghatékonyság: A LED -típusok közötti eltérő árakkal a kiválasztásnak igazodnia kell az alkalmazási követelményekkel és a költségvetési korlátozásokkal.

Élettartam: Míg a LED -ek a hosszú élettartam miatt híresek, az élettartam a típus és a minőség alapján jelentősen eltérhet.

Méret: A LED méret diktálja a kijelző méretét és felbontását;Kisebb LED -ek megfelelnek a kompakt mintáknak, és a nagyobb, nagyobb kijelzőkre szoruló alkalmazásokhoz.

Színválasztás: A LED -szín befolyásolja mind az esztétikát, mind a láthatóságot, a vörös és a zöld LED -ek általában jobban észrevehetők a környezetben, ellentétben néhány kevésbé észlelhető színnel, például a kék napfényben.

Kompatibilitás az elektronikus alkatrészekkel: A LED -ek feszültségének és aktuális előírásainak kompatibilisnek kell lenniük más áramköri alkatrészekkel, hogy biztosítsák a rendszer stabilitását és hatékonyságát.

A hét szegmenses kijelzők hatékonysága és hatása a digitális kijelző arénában nagymértékben függ a LED kiválasztásától.A LED-ek megfelelő megválasztása javítja a megjelenítést, biztosítva a költséghatékonyságot és a hosszú távú megbízhatóságot, összekeverve a műszaki pontosság keverékét a gyakorlati megfontolásokkal tömör, egyértelmű módon.

A hét szegmensű LED-es megjelenítés két elsődleges kategóriába sorolható be: a közös anód és a közös katód, amelyet LED-kapcsolatok és áramkörkonfigurációk különböztetnek meg.

Közös anód kijelző: Itt az összes LED szegmens anódjai (pozitív terminálok) egy közös ponton konvergálnak, jellemzően az áramellátás pozitív termináljához.Minden LED -szegmens katódját (negatív elektróda) ​​egy vezérlőáramkörrel kezeljük.Egy adott szegmens megvilágításához a katódot meg kell őrizni, vagy negatív feszültséget kell kapnia.A közös anód beállítása egyszerűsíti az áramkör kialakítását;Az összes anód egységes, és csak egy kapcsolatot igényel az összes szegmens energiájához.

Közös katód kijelző: Ebben a változatban az összes LED szegmens katódjai összekapcsolódnak, általában az áramellátás negatív termináljához.A szegmens aktiválásához pozitív feszültséget kell alkalmazni az anódjára.Ez a modell jobban illeszkedik bizonyos áramköri tervekhez, különösen akkor, ha a szegmens -vezérlés az anódon.

Az áramkör -tervezés minden típushoz különálló vezetési logikát igényel.A közönséges anódkijelzésekhez a vezérlőknek földi vagy negatív feszültséget kell biztosítaniuk a LED megvilágításához.A közönséges katód kijelzők viszont megkövetelik a vezérlőktől, hogy pozitív feszültséget biztosítsanak.Gyakorlatilag a közönséges anódos megjelenítések gyakran preferenciát szereznek.Zökkenőmentesen igazodnak a pozitív logikai rendszerekkel (például a TTL áramkörökkel), és világítanak, amikor a kimenet magasra emelkedik.Sőt, ügyesen kezelik a magasabb forrásáramot, így ideálisak a nagy áramigényes alkalmazásokhoz.

A kijelzőtípusok közötti döntés az alkalmazás áramkör -tervezési és vezérlő logikáján nyugszik.Időnként a közönséges ANODE kijelzők korszerűsített kialakítása és kompatibilitása nyer.Más esetekben a közös katód-kijelzők egyedi áramköri előnyei teszi őket kiváló választássá.Mindenesetre, hogy elérjük a legjobb megjelenítési teljesítményt és az áramköri hatékonyságot, a műszaki pontosság és a gyakorlati alkalmazás összeolvadásához a megfelelő típusot kell választanunk.

A hét szegmens kijelzőjének középpontjában a hét LED-es egység, amelyet aprólékosan "8" mintában rendeznek, egy extra LED kíséretében a tizedes ponthoz.Ezek a LED -ek félvezető anyagok belső tulajdonságai alapján megvilágítják.Bemerülve, hogy ezek az egységek hogyan működnek, mindegyik egy kisvékony fénykibocsátó dióda, amely előre-torzításkor ragyog.Ez az elfogultság elengedhetetlen;Ez lehetővé teszi az elektron mozgását a félvezető p-régiója és N-regionja között.Ahogy az elektronok áttérnek a magasról alacsony energiára, fotonokat bocsátanak ki - látható fény.Ez a folyamat, az úgynevezett elektrolumineszcencia, központi szerepet játszik a LED működésében.

A LED -es izzólapok intenzitása az előremenő áram nagyságrendjén.A magasabb áramok növelik az elektronikus átmeneteket és következésképpen a fényteljesítményt.Ugyanakkor felerősítik a LED hőterhelését is, potenciálisan korlátozva élettartamát.Ezért a pontos aktuális vezérlés elengedhetetlen.Ezt általában egy áramkorlátozó ellenálláson vagy állandó áramú meghajtó áramkörön keresztül érik el, amelyet a LED és az energiaforrás közé integrálnak.

A számok vagy karakterek megnyilvánulásához a hét szegmens kijelző áramköre szelektíven aktiválja vagy deaktiválja a specifikus LED szegmenseket.Például az "1" megjelenítéséhez csak a jobb felső és alsó szegmenseket kell megvilágítani (B és C).Ezen szegmensek ellenőrzése gyakran egy mikrovezérlővel, egy hét szegmens dekóderrel vagy egyszerű logikai áramkörökkel kezelhető.Az áramkör elsődleges szerepe az, hogy az egyes LED -ekhez megfelelő előremenő áramot biztosítson, és megvilágítva a megjelenítési követelményeknek megfelelően.

Ezeknek a kijelzőknek az áramköri kialakítása szükségessé teszi a LED -áram és a feszültség specifikációinak, a kijelző típusának (közös anód vagy a közös katód), valamint a tényleges aktuális vezérlési és elosztási stratégiák gondos megfontolását.A hét szegmens kijelző alapelve a kifinomult elektronikus mérnöki kárpit.Össze fonja a LED elektrolumineszcenciát, a fényerő -vezérlési technikákat és a bonyolult áramköri kialakítást, hogy tiszta, megbízható digitális és karakterkijelzőt kapjon.

A hét szegmens kijelzők birodalmában a különféle számok és karakterek megjelenítésének lényege egy adott kódolási módszerben rejlik.Ezek a módszerek aprólékosan diktálják, hogy mely LED szegmenseknek ki kell világítania a kívánt számot vagy karaktert.A kijelző minden egyes részét általában A, B, C, D, E, F, G jelölik, további DP -vel a tizedes ponthoz.A kijelző típusa, legyen az közös anód vagy közös katód, alapvetően befolyásolja a kódolási módszert.

A közönséges anódkijelzőkbe merülve a mechanizmus egyértelmű, mégis pontos.Itt egy szegmens világít, amikor a PIN -kód a talajhoz kapcsolódik, és egy adott szám megjelenítéséhez szükség van egy „alacsony” beállításra.Vegyük például a "0" -ot.Ennek ábrázolásához az A, B, C, D, E és F szegmensek aktiválódnak, míg a G maradt.Így a "0" a "0111111" kódoláshoz fordul, hexadecimális társa 3f.

Ezzel szemben a közönséges katód megjeleníti ezt a logikát.Egy szegmens megvilágít, amikor pozitív feszültséget kap, és minden kívánt szegmenshez „magas” beállítást igényel.Ezt a "0" -ra alkalmazva annak kódolása megfordítja az "1000000" -ra, tükrözve a hexadecimálisan, mint 40. Ezek a kódolások, a gyakorlati alkalmazásokba integrált, gyakran mikrovezérlőket vagy dedikált dekóder chipeket foglalnak magukban.Egy tipikus példa a BCD (bináris tizedes) és a hét szegmens dekóder, amely önállóan választja ki a megfelelő szegmenseket a bemenet alapján, enyhítve a kézi kódolás terheit.

Ebben a kódoló mátrixban az egyes számjegyek GFEDCBA konfigurációja megfelel a hét LED -nek.Például a "0111111" a G -szegmens kivételével minden, a "0" -ot mutatja be.Ezeknek a kódoknak a valós áramkörben történő megvalósításához közvetlen programozást igényel egy mikrovezérlőbe vagy dekóderbe, ami a kijelző vezérlésének döntő lépése.

Az áramköri tervezés és a programozás ezeknek a kódoknak a mély megértésén alapul.Különböző kódolási rendszerek nemcsak az áramkör kialakítását befolyásolják, hanem a kontroll logika összetettségét is.Bármely, hét szegmens kijelzővel foglalkozó projektben elengedhetetlen ezen kódok elsajátítása.A pontos kódolás előkészíti az utat a kívánt megjelenítési funkció eléréséhez, a műszaki know-how-t összekeverve a gyakorlati alkalmazáshoz.

A hét szegmens kijelzők, amelyek az egyszerűségről és az egyszerű működéséről híresek, széles körű felhasználást találnak az elektronikus eszközök spektrumában.Ezek a kezdetleges digitális kijelzőktől a kifinomultabb információs prezentációkig terjednek.Az alkalmazás módszere rugalmasan alkalmazkodik a projekt bonyolultságához és funkcionális igényeihez.Az alapvető alkalmazásokban egy hét szegmens kijelző hasznossága megjelenik annak képességében, hogy közvetlenül egy 7 szegmens számláló integrált áramkör (IC), például a CD4026 vezet.Ezt a konkrét IC-t, egy számláló/dekódert úgy tervezték, hogy egy hét szegmenses kijelzőt közvetlenül meghajtja, a bemeneti számlákat látható számokra fordítva.

Ez a megközelítés elkerüli a komplex mikrovezérlő vagy mikroprocesszoros támogatás szükségességét.Hasznossága az egyszerű digitális megjelenítési projektekben, például a digitális számlálókban és az órákban ragyog.Ellentmondásos módon, a bonyolultabb törekvések, mint például a változatos karakterek vagy a dinamikus effektusok megjelenítése, a hét szegmens kijelzők párosítása szükséges egy mikrovezérlővel (MCU) vagy mikroprocesszorral (MPU).Itt minden LED -szegmens csapja összekapcsolódik az MCU/MPU bemeneti és kimeneti (I/O) csapokkal, míg a közös anód vagy a katód PIN -kód a teljesítményhez vagy a talajhoz kapcsolódik, a kijelző típusától függően.

Ez a beállítás lehetővé teszi a mikrovezérlő számára, hogy pontosan diktálja az I/O csapok állapotát, ezáltal vezérelve a kijelzőt.Például, a "0" megjelenítéséhez egy közös katód kijelzőn minden szegmens megvilágítását igényli, kivéve a "G" -et, amelyet az I/O csapok 11000000 -ra (bináris) beállításakor lehet elérni.A közös anód kijelző logikája éles kontrasztban áll.

Függetlenül attól, hogy ez egy pult IC vagy mikrovezérlő a kormánynál, a hét szegmens kijelző hangszerelése szükségessé teszi az áramkör állapotának aprólékos programozását.A mikrovezérlő használatában ez általában magában foglalja a specifikus kód kidolgozását.Ez a kód diktálja az I/O csapok aktiválási sorrendjét és azt, hogy a kijelző hogyan reagál a bejövő adatokra.A hét szegmenses kijelzők sokoldalúságát, amely az egyértelmű számlálástól a bonyolult karakter- és grafikus reprezentációkig terjed, az APT vezetési módszertan és az ellenőrzési stratégia kiválasztásán alapul.Fontos, hogy a tervezők és a mérnökök elsajátítsák a különböző kontroll technológiák és a kódolás árnyalatait.Ez a kulcsa egy hatékony és hatásos kijelző megoldás kidolgozásához.

A hét szegmens kijelzők, amelyek tiszteletben tartják egyedi funkcióikat és előnyeiket, széles körben elterjedtek a számtalan területen.Az alapinformációs megjelenítés egyértelmű feladatától az összetett adatbemutató igényesebb birodalmáig terjednek.Fellebbezésük az egyszerűség, a költséghatékonyság és a kiváló olvashatóság keverékében rejlik.A nyilvános információs kijelző és a vezérlőpanelek területén ezek a kijelzők különösen nagyra becsültek.A nagy betűkészletek láthatósága itt nagyon fontos, például a tömegközlekedési információs táblákon, a lift padló mutatóin és számtalan vezérlőpanelnél.Ebben a kontextusban a hét szegmens kijelzőinek nagyméretű betűtípusa és tisztességessége nélkülözhetetlen a nyilvános irányelvek és az üzenetküldés szempontjából.

A kis elektronikai társaságok is óriási előnyökkel járnak ezekből a kijelzőkből is.Költséghatékonyságuk és programozható kontroll egyszerűségük miatt választhatják őket olyan termékek számára, mint a gazdasági digitális időzítők, a hőmérők és a számlálók.De nem csak az alapvető kijelzőkről szól.Amikor a helyzet bonyolultabb numerikus értékek vagy érzékelő adatok ábrázolására szólít fel, a hét szegmens kijelző gyakran összekapcsolja az erőket a négyszegmens változatával.Ez a kombináció extra funkciókra szolgál, amelyek hasznosak a mérések és az állapotmutatók megjelenítésében laboratóriumi instrumentumokban vagy ipari vezérlőrendszerekben.

Aztán ott van alkalmasságuk a gyenge fényviszonyok forgatókönyveire.A homályos környezetben fényerejük és olvashatóságuk páratlan, így ideális a kültéri éjszakai berendezésekhez, a biztonsági rendszer megjelenítéséhez és a sürgősségi mutatókhoz.A hét szegmenses kijelzők sokoldalúsága kiterjeszti a projektek széles skálájára.Az elektronikus órák, a vízszintek, a különféle mérőszerszámok és a kísérleti készülékek mind részesülnek integrációjukból.A fogyasztói elektronikában való mindenütt jelenlévő alkalmazása tükrözi az ipari, orvosi és tudományos kutatási szférák széles körű alkalmazását.

Ezek a kijelzők, amelyek fémjelükkel könnyen olvasható nagy betűtípusuk, költséghatékonyságuk és széles felhasználási spektrumuk, megerősítették magukat az elektronikus kijelző technológiájának alapvető elemeként.Jelenlétük, a háztartási készülékektől a komplex ipari rendszerekig, mindenütt jelen van.Az idő múlásával a hét szegmenses kijelzők fontossága csak tovább fokozódik, kiemelve azok tartós relevanciáját egy folyamatosan fejlődő technológiai tájban.

A hét szegmens kiállítás, az elektronikus mérnöki történelem emblematikusja, nemcsak a technológiai innováció jelzőjeként, hanem a technológia napi és ipari birodalmainak alkalmazkodóképességének tanúsításának.A született ötlettől a számtalan eszközben a sarokkövekig tartó utazása rávilágít tartós megbízhatóságára és gyakorlati hatékonyságára.Ez a kijelző, amely mind a háztartási, mind az összetett ipari rendszerekben mindenütt jelen van, az olvashatóság megkönnyítését, a költséghatékonyságot és a széles körű hasznosságot az elektronikus kijelző technológia alapvető elemévé teszi.

Tervezése, az egyszerűség és a hatékonyság elegáns keveréke, hét LED szegmenst használ ki a számok és néhány betű megjelenítéséhez.Ez a kialakítás egyértelmű kommunikációt hajt végre, és a gyártási és karbantartási költségeket csökkenti.A hét szegmenses kijelző tartósságát és energiájának takarékosságát ideális a távolsági felhasználáshoz, mint például a nyilvános információs táblák és a háztartási készülékek panelei.

Mivel azonban az olyan új versenyzők, mint az LCD-k és az OLEDS, megjelennek, a hét szegmens kijelző birodalma fejlődik.Egyedülálló érdemei, különösen a költség- és energiahatékonyság szempontjából, rögzítik annak relevanciáját a speciális résekben.A jövőbe való peering, amint az elektronikus technológia előrehalad, a hét szegmens kijelző készen áll arra, hogy folytatja megkülönböztetett örökségét.Megígéri, hogy hozzájárul a technológiai fejlődéshez egy intelligensebb, integráltabb leírásban, visszhangozva a narratívát az egyszerű és a komplexum összefonódásához.