na 2025/05/6 26,380

7-segmentni prikaz osnov, pinout, vrste, nadzor in uporabe

Ta vodnik govori o tem, kako deluje 7-segment prikazovalnik in kako jih lahko uporabljate v svojih elektronskih projektih.Pojasnjuje zatiče na zaslonu, kako se prižge vsak segment in dve skupni vrsti: skupna katoda in skupna anoda.Naučili se boste tudi, kako vklopiti segmente o uporabi mikrokontrolerja, kako nadzorovati svetlost z upori in kako uporabljati tranzistorje za varno ravnanje z močjo.Vodnik vključuje primere, diagrame in prikazuje, kako se 7-segmentni zasloni uporabljajo v resničnih napravah, kot so ure, termometri in mikrovalovne pečice.Ne glede na to, ali šele začenjate ali že gradite projekte, vam bo ta vodnik pomagal razumeti in uporabljati 7-segment, ki prikazuje pravi način.

Katalog

7-segmentni prikaz

Tipičen enomestni 7-segmentni zaslon ima 10 zatičev.Vsak zatič nadzoruje določen segment, razen dveh zatičev, ki delujeta kot skupna terminala za moč.Na primer, PIN 1 se poveže s segmentom 'E' (spodaj levo), medtem ko PIN 2 nadzoruje segment 'D' (spodaj).Zatiči 3 in 8 sta skupni sponki bodisi vsi povezani z ozemljitvijo (skupna katoda) ali moč (skupna anoda).Preostali zatiči prižgejo segmente 'C', 'B', 'A', 'F', 'G' in decimalna točka.

Slika 2. 7-segmentna konfiguracija PIN

Številka PIN	Ime pin	Opis
1	e	Nadzoruje levo spodnjo LED 7-segmentnega zaslona
2	d	Nadzoruje spodnjo večino LED 7-segmentnega zaslona
3	Com	Povezan z ozemljitvijo/VCC glede na vrsto zaslona
4	c	Nadzoruje desno spodnjo LED 7-segmentnega zaslona
5	Dp	Nadzoruje LED decimalne točke 7-segmentnega zaslona
6	b	Nadzoruje zgornjo desno LED 7-segmentnega zaslona
7	a	Nadzoruje največjo LED 7-segmentnega zaslona
8	Com	Povezan z ozemljitvijo/VCC glede na vrsto zaslona
9	f	Nadzoruje zgornjo levo LED 7-segmentnega zaslona
10	g	Nadzoruje srednjo LED 7-segmentnega zaslona

Značilnosti 7-segmentov

• Struktura segmenta: 7-segmentni zaslon vključuje sedem lahkih palic, razporejenih tako, da oblikujejo številke, ki spominjajo na obliko "8."Ti segmenti so označeni "A" prek "G", z neobveznim osmim segmentom, decimalno točko (DP), ki se običajno nahaja na spodnjem desnem kotu.Z združevanjem teh segmentov v različnih vzorcih lahko zaslon predstavlja števke 0–9 in nekaj preprostih črk, kot je a - f.Ta preprosta postavitev je idealna za številčne zaslone zaradi svoje enostavnosti uporabe.

• Prikazovalna tehnologija: Ti zasloni običajno uporabljajo LED, kjer se vsak segment prižge, ko električni tok teče skozi njega.LED modeli so svetli, energetsko učinkoviti in vidni v različnih svetlobnih pogojih.Nekatere različice uporabljajo LCD tehnologijo, ki porabi manj moči in je dobro primerna za naprave, ki jih poganjajo bateriji, čeprav so LCD na splošno zatemnjeni in manj vidni v svetlih nastavitvah.

• Vrste konfiguracije: Obstajata dve primarni metodi ožičenja: skupna katoda (CC) in skupna anoda (CA).V prikazih CC so vsi negativni terminali povezani skupaj, segmenti pa se aktivirajo z dovajanjem pozitivne napetosti.V CA prikazi so povezani vsi pozitivni terminali, segmenti pa se vklopijo z ozemljitvijo posameznih katod.Izbira je odvisna od zasnove vezja in tega, kako se prikaže zaslon.

• Predstavitev znakov : Čeprav je predvsem zasnovan za številke, lahko ti zasloni prikazujejo tudi omejen obseg črk, zlasti do F, kar je uporabno za šestnajstične izhode.Ker imajo le sedem segmentov, ne morejo natančno oblikovati večine črk ali zapletenih simbolov, vendar zadostujejo za osnovne alfanumerične potrebe.

• Nadzor in povezovanje: Vsak segment lahko vklopimo ali izklopimo posamično, ki ga pogosto nadzirajo mikrokontroler GPIO zatiči.Za poenostavitev nadzora lahko dekoder/gonilnik ICS, kot je 7447 ali CD4511, pretvori binarne vhode v ustrezne kombinacije segmenta, kar zmanjša število potrebnih povezav.

• Prednosti: Njihove glavne prednosti vključujejo nizke stroške, enostavnost nadzora in berljivost.LED tipi so svetle in trpežne, medtem ko LCD različice ohranjajo moč.Te lastnosti so priljubljene za številne elektronske naprave, zlasti kadar zadostuje preprost numerični izhod.

• Omejitve: Največja pomanjkljivost je omejen nabor znakov, ne morejo prikazati celotnega besedila ali zapletene grafike.LED modeli imajo lahko ozke kote gledanja, medtem ko se LCD lahko borijo z vidljivostjo v svetli svetlobi.Te omejitve je treba upoštevati pri izbiri vrste prikaza za projekt.

Alternativni moduli za prikaz

Prikaz Tip	Opis	Prednosti	Omejitve
7-segmentni prikazi	Sedem LED segmentov za števke in nekaj znakov.	Zelo enostaven za uporabo	Prikaže samo številke in omejene znake
Prikaz matrice pik	Mreža LED (npr. 5x7 ali 8x8), ki tvori prilagodljivo liki in animacije.	Poceni in široko dostopno	Ni primeren za besedilo ali grafiko
		Nizka poraba energije	Bolj zapleteno za programiranje
		Uporablja se v oznakah, urah itd.
Alfanumerični LCD	Predobformirani LCD (npr. 16x2, 20x4), ki prikazujejo vrstice Znaki s fiksno velikostjo (običajno 5x8 pik oblik).	Preprost vmesnik (standardni protokoli)	Znaki fiksne velikosti
		Odlično za prikaze menijev/statusa	Omejene grafične zmogljivosti
		Berljivo v različnih razsvetljavi	Počasnejši osvežitev kot grafični prikazi
OLED zasloni	Prikaz samo-oddajanja z visokim kontrastom;na voljo v enobarvno ali polno barvo.	Visok kontrast in široki koti gledanja	Višji stroški
		Tanka in lahka	Krajša življenjska doba (zlasti modri pik)
		Nizka moč, ko prikazuje temno vsebnost	Potrebuje več pomnilnika in obdelave
TFT zasloni	LCD- Pogosto omogočeno na dotik.	Bogata barva in podrobnosti	Velika poraba energije
		Lahko vključuje dotik	Zahteva več RAM -a/obdelave
		Idealno za videoposnetke, gui, nadzorne plošče	Dražje in zapletene za integracijo

Kako deluje 7-segmentni zaslon?

Delovanje 7-segmentnega zaslona temelji na spreminjanju pristranskosti, ki oddajajo svetlobne diode (LED) znotraj vsakega segmenta.Ko se napetost nanese v pravilni smeri, od anode do katode, segment prižge.Vsak segment je mogoče nadzorovati neodvisno, običajno prek digitalnih izhodnih zatičev mikrokontrolerja ali specializiranega prikazovalnega gonilnika IC.Ti krmilniki določajo, kateri segmenti se v določenem času aktivirajo na podlagi želenega znaka.

Da bi preprečili poškodbe LED zaradi prekomernega toka, je upor, ki omejuje tok, povezan zaporedno z vsakim segmentom.Ta upor zagotavlja, da tok, ki teče skozi vsako LED, ostane v varnem območju, ki je običajno približno 20 do 30 miliamperov (MA).Vendar se lahko natančna vrednost razlikuje glede na vrsto uporabljene LED in potrebno svetlost.Obstajata dva glavna operativna načina za 7-segmentne zaslone:

1. Statični način: V tem načinu se vsaka številka in ustrezni segmenti neprekinjeno vklopijo.Ta nastavitev zahteva ločeno krmilno linijo za vsak segment vsake številke, ki lahko postane neučinkovita, če se uporabljajo številne števke.Vendar pa ponuja preprostost in konstantno svetlost.

2. Multipleksiran način : Za zmanjšanje števila krmilnih linij in porabe energije se prikazi pogosto izvajajo v multipleksiranem načinu.V tem načinu je naenkrat prižgana le ena številka, vendar sistem hitro preklopi med števkami s hitrostjo, ki je dovolj visoka, da vse številke dojema kot neprekinjeno osvetlitev.To preklapljanje se pogosto obravnava s pomočjo časovnikov mikrokontrolerjev ali registrov premikov, ki omogočajo natančen čas in nadzor.

Slika 3. Preslikava segmenta v 7-segmentnem LED zaslonu

Zgornja slika prikazuje strukturo in označevanje 7-segmentnega zaslona.Prikazuje pravokotno razporeditev sedmih segmentov (a, b, c, d, e, f in g) na desetih različnih pogledih na zaslon.Na vsaki sliki so različni segmenti zasenčeni zeleni, da predstavljajo njihovo aktivacijo.To pomaga vizualizirati, kako vsak posamezni segment prispeva k oblikovanju števk.Slika sistematično poudarja različne kombinacije, ki pomaga pri razumevanju, kako vklop določenih segmentov ustvarja prepoznavne znake.

7-segmentne zaslonske binarne kode

Za prikaz številke mikrokontroler pošlje binarno kodo, ki vklopi pravo kombinacijo segmentov.Na primer, za prikaz segmentov "0," A, B, C, D, E in F so vklopljeni in G je izklopljen.Za skupni katodni zaslon je binarni 0B00111111 (ali 0x3f v Hexu).Za skupno anodo je logika obrnjena 0B11000000 (0xc0).Koda se mora ujemati z vrsto zaslona ali pa se bodo prižgali napačni segmenti.Uporaba tabel za binarno iskanje prihrani čas obdelave in zagotavlja hitre, natančne posodobitve, zlasti v dinamičnih aplikacijah, kot so števci ali časovniki.

Spodnja tabela prikazuje, kako se številke pojavijo na 7-segmentnem zaslonu s skupno konfiguracijo anode:

Številka	g f e d c b a	Hex koda
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

Spodnja tabela prikazuje števke, ko se prikažejo na 7-segmentnem zaslonu z uporabo skupne katodne konfiguracije:

Številka	g f e d c b a	Hex koda
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

V tej nastavitvi je vsak segment dvomestni 7-segmentni zaslon priključen na Arduino Uno skozi upor, ki omejuje tok (običajno 220Ω do 330Ω).Segmenti z oznako A do G (in neobvezna decimalna točka DP) so vzporedno povezani z obema števkama in povezani z digitalnimi zatiči D2 do D9 na Arduinu.Na primer, segment 'a' je povezan z d2, 'b' na d3 in tako naprej.Vsaka številka ima svoj skupni katodni zatič (CC), ki nadzoruje, ali je ta številka omogočena.Ti običajni zatiči so povezani z Arduino zatiči D10 in D11 in se uporabljajo za multipleksiranje: naenkrat se aktivira samo ena številka, vendar preklapljanje med njimi dovolj hitro (običajno> 50Hz) se obe številki prikažejo hkrati.Uporabite DigitalWrite () za nadzor, kateri segmenti so vklopljeni in katera številka je aktivna.Tabela iskanja v vaših skicirskih zemljevidih ​​(0–9) do ustreznih kombinacij segmenta.Če želite učinkovito ravnati z več številkami, uporabite multipleksiranje v svoji kodi ali knjižnici, ki jo podpira.To zmanjšuje število potrebnih Arduino V/I zatičev, hkrati pa omogoča dinamične posodobitve prikaza.

Slika 4. 7-segmentno zaslonsko vezje z Arduino

Z uporabo skupnega katode 7-segmentnega zaslona

Na skupnem 7-segmentnem zaslonu katode (CC) so vsi katodni sponki posameznih LED, ki tvorijo zaslonske segmente, notranje povezane in usmerjene na enega ali več zunanjih skupnih katodnih zatičev.Ti skupni katodni zatiči so običajno povezani z ozemljitvijo (GND) v vezju.Vsak od posameznih segmentov, označenih iz "A" do "G", kot tudi izbirno decimalno točko (DP), ima svoj anodni zatič, ki ga nadzoruje neodvisno.

Za osvetlitev določenega segmenta na tej vrsti zaslona je treba na ustrezen anodni zatič uporabiti visoko napetost (običajno +5V ali +3.3V, odvisno od sistema).Ker so katode ozemljene, bo tok tekel od anode do katode, kar omogoča, da se LED segment prižge.Uporaba skupne katode poenostavlja povezovanje z mikrokontrolerji, saj lahko krmilnik aktivno prisili tok do posameznih segmentnih zatičev, namesto da bi ga potonil.

Ta konfiguracija je priljubljena v projektih za začetnike elektronike zaradi svoje neposredne logike ožičenja in programiranja.Omogoča ustvarjanje številčnih ali omejenih abecednih znakov s kombiniranjem različnih segmentov.Na primer, za prikaz številke "2", segmenti A, B, D, E in G so vklopljeni.Mikrokontroler aktivira vsak segment tako, da nastavi svoj zatič visok.

Vendar pa se upošteva pri poskusu prikazovanja znakov, kot je "8", za katere je potrebno, da je vse sedem segmentov hkrati.Vsak LED segment nariše določeno količino toka (običajno približno 10-20 mA), osvetlitev vseh segmentov pa lahko doda do 140 mA ali več.Večina zatičev v/izhod mikrokontrolerjev ni zasnovana tako, da bi hkrati navajala tako velik skupni tok v več zatičih.Če je narisano preveč toka, lahko poškoduje mikrokontroler ali povzroči okvaro.Da bi to ublažili, mnogi uporabljajo zunanje gonilne IC (kot je ULN2003A), tranzistorske matrike ali upori, ki omejujejo tok, da varno obvladujejo obremenitev, ne da bi preobremenili mikrokontroler.

Slika 5. Skupni shemi Prikazovalnega vezja 7-segmenta katoda 7

Slika prikazuje notranje in zunanje ožičenje skupnega katode 7-segmentnega zaslona.Zaslon je označen s segmenti A do G in decimalno točko (DP).Vsak segment je povezan s simbolom diode (D1 do D8), ki predstavlja posamezne LED segmente.Vse katode so povezane skupaj in povezane s tlemi, kar kaže na skupno konfiguracijo katode.Uporaba visokega signala za anodo katerega koli segmenta omogoča, da tok teče skozi segment in ga osvetli.

Z uporabo skupnega zaslona anode 7 segmentov

Na skupnem 7-segmentnem zaslonu anode (CA) so vsi anodni sponki LED segmentov interno povezani skupaj in so predstavljeni na skupni zatič, označen kot skupna anoda (CA).Ta skupni zatič je povezan s pozitivno napajanjem napetosti, pogosto +5V.Vsak posamezen segment zaslona, ​​označen z A do G (z izbirno decimalno točko z oznako DP), ima svojo katodo izpostavljeno za zunanjo povezavo in nadzor.

Za osvetlitev določenega segmenta mora biti njegova katoda povezana z ozemljitvijo (nizko), medtem ko skupna anoda ostane pri +5V (visoka).To pomeni, da je logika za nadzor segmentov obrnjena, za razliko od skupnega katodnega zaslona, ​​kjer se segmenti vklopijo z visokim signalom, v skupnem anodnem zaslonu so vklopljeni z nizkim signalom.Kot rezultat, mora vaša krmilna koda obrniti binarni vzorec, ki se uporablja za skupni katodni prikaz.Na primer, vzorec, ki prižge številko "0" v skupnem katodni zaslonu, lahko uporablja šestnajstično vrednost, kot je 0x3f;Enak vzorec za skupni anodni zaslon bi bil 0xc0, ki je bitna inverzna.

Mikrokontrolerji, ki so sposobni potopiti tok (tj. Vleči izhodni zatič na ozemljitev), so bolj primerni za vožnjo CA zaslonov, saj lahko učinkovito dokončajo vezje za kateri koli segment, ki ga je treba vklopiti.Ti zasloni so ugodni tudi v sistemih, v katerih druge komponente delujejo z aktivno nizko logiko, na primer pri uporabi NPN tranzistorjev ali nekaterih vrst logičnih vrat.Vendar morate zagotoviti, da je vdelana programska oprema ali logika gonilnika pravilno konfigurirana tako, da upošteva to obrnjeno vedenje, da se izognete napake pri prikazu.

Slika 6. Skupni diagram vezja anode 7-segmentov

Slika je sestavljena iz dveh delov.Na levi strani je diagram skupnega zaslona anode 7 segmentov, ki prikazuje notranje nalepke segmenta (A do G in DP) in kako so razporejene tako, da tvorijo številke.Na vrhu je prikazan en sam skupni anodni zatič.Na desni strani poenostavljena shema vezja ponazarja, kako je vsak segment (A do G, DP) priključen na ustrezno diodo (D1 do D8), pri čemer so vse anode, privezane na skupno visoko napetost (CA).Vsako katodo je mogoče posamično nadzorovati z ozemljitvijo, da vklopite ustrezen segment.

7-segmentni prikaz zaslona

Slika 7. 7-segmentni prikaz zaslona

Zgornji diagram prikazuje standardne dimenzije za 7-segmentni zaslon v obliki dvojnega vgrajenega paketa (DIP), ki se običajno uporablja za namestitve PCB skozi luknjo.Zaslon je visok 19,00 mm od podstavka do zgoraj, z števkami, ki merijo 14,20 mm (0,56 palca) višine, široko uporabljena velikost, ki zagotavlja dobro vidljivost tako v zaprtih kot na zunanjih nastavitvah.Segmenti so pod kotom navznoter pri 8 °, kar izboljšuje berljivost z režijske perspektive.

Ohišje zaslona je široko približno 12,60 mm in ima debelino optimizirano za standardne postavitve PCB.Razmik zatiča sledi običajnemu 2,54 mm nagibu, pri čemer vsaka vrstica vsebuje štiri zatiče in meri 10,16 mm v skupni dolžini.Vrstice so razmaknjene 15,24 mm narazen po paketu.Vsak zatič ima premer 0,51 mm, združljiv s standardnimi vtičnicami ali dimenzijami skozi luknjo.Izstopanje med površino PCB in osnovno osnovo se giblje od 6,3 mm do 8,0 mm, kar zagotavlja dovolj odmika za spajkanje in pretok zraka.

Kako izbrati pravi 7-segmentni zaslon?

Če želite izbrati pravi 7-segmentni zaslon, začnite z odločitvijo o pravi velikosti.Manjši delujejo dobro za ročne naprave, medtem ko večji izboljšujejo berljivost v metrih ali javnih prikazih.Nato razmislite o barvi.Rdeče LED so pogoste, ker so energetsko učinkovite in potrebujejo nižjo napetost.Druge barve, kot sta zelena ali modra, uporabljajo več moči in potrebujejo večjo napetost.

Prav tako se boste morali ujemati z vrsto zaslona (skupna anoda ali skupna katoda) s svojim vezjem.Na primer, če lahko vaš mikrokontroler dobavi tok (vir), je pogost katodni zaslon boljši prileganje.Če lahko samo potopi tok, pojdite s skupno anodo.Vedno preverite podatkovni list za trenutne ocene, svetlost in dodelitve PIN.To zagotavlja, da vaš prikaz deluje, kot je bilo pričakovano, in se izogne ​​poškodbam zaradi napačnih napetosti ali tokov.

Aplikacije 7-segmentov

Digitalne ure in ure

Ena najpogostejših uporabe 7-segmentnih zaslonov je v digitalnih urah in zapestnih urah.Ti zasloni so idealni za prikaz časa v urah, minutah in sekundah zaradi svoje jasnosti in preprostosti.Ne glede na to, ali gre za budilko na posteljni mizi ali stensko pisarniško uro, 7-segmentni zasloni omogočajo hiter in enostaven način za branje časa od daleč.Njihova svetla osvetlitev je tudi vidna v slabi svetlobi ali temnem okolju.

Digitalni termometri

V domačem in medicinskem okolju digitalni termometri pogosto uporabljajo 7-segmentne zaslone za prikaz odčitkov temperature.Uporabljajo se v notranjih/zunanjih vremenskih termometrih, telesnih termometrih in sistemih HVAC.Ker morajo prikazati samo številke, so običajno dve ali tri števke, 7-segmentni zasloni so popolnoma primerni, saj ponujajo hiter, enostaven za branje, ne da bi potrebovali popoln grafični prikaz.

Voltmetri in multimetri

7-segmentni zasloni so standardna funkcija v digitalnih voltmetrih in multimetrih, ki so orodja, ki se uporabljajo za merjenje napetosti, toka in upora.Ti zasloni omogočajo, da takoj vidijo natančne številčne odčitke.Njihov hiter odzivni čas in čitljivost sta dobro primerna za testiranje in odpravljanje težav z elektroniko.

Plinske črpalke in razpršilniki goriva

Na bencinskih črpalkah razpršilci goriva uporabljajo velike, robustne 7-segmentne zaslone, da prikažejo količino odpuščenega goriva, stroške na galono/liter in skupne stroške.Njihova sposobnost, da ostanejo berljivi pri sončni svetlobi in ostrih pogojih na prostem, je idealna za to okolje.Prav tako so robustni in dolgotrajni, kar zmanjšuje potrebe po vzdrževanju.

Mikrovalovne pečice in kuhinjske aparate

Številni kuhinjski aparati, zlasti mikrovalovne pečice, uporabljajo 7-segmentne zaslone za prikaz časa kuhanja, odštevanja ali nastavitve napajanja.Zaslon je intuitiven in ga je enostavno razlagati, čeprav niste tehnološko naklonjeni.Ker potrebujejo minimalno moč in prostor, so stroškovno učinkovite rešitve za proizvajalce naprav.

Tehtajoče lestvice (osebne in industrijske)

Tako lestvice za domačo kopalnico kot industrijsko tehtniško tehtniško sistemi uporabljajo 7-segmentne zaslone za predstavitev vrednosti teže.Ti zasloni so pogosto izbrani zaradi svoje zanesljivosti in berljivosti.V industrijskih okoliščinah so lahko zasloni dovolj veliki, da jih lahko opazimo od daleč v skladiščih ali proizvodnih tleh.

Industrijska in laboratorijska oprema

V profesionalnih nastavitvah se 7-segmentni zasloni pogosto najdejo na merilnih instrumentih, napajalnih napravah in sistemih za spremljanje.Uporabljajo se za prikaz ključnih številčnih podatkov, kot so frekvenca, tlak, napetost ali čas delovanja.Ti zasloni ponujajo trajnost, natančnost in enostavnost integracije v sisteme, nameščene na plošči.

Poceni vgrajeni sistemi

V mnogih vgrajenih aplikacijah, kjer so potrebne samo številke, kot so števci, časovniki, tabeli ali osnovna diagnostična orodja, 7-segmentni zasloni ponujajo poceni alternativo bolj zapletenim grafičnim vmesnikom.Porabijo malo moči in jih je enostavno programirati, zaradi česar so primerni za sisteme, ki jih omejujejo na baterijo ali omejene z viri.

Kako uporabljati upore s 7-segmentnim zaslonom?

Eden od preprostih načinov za nadzor 7-segmentnega zaslona je, da pred vsakim segmentom postavite upor.To pomaga zaščititi drobne luči znotraj zaslona, ​​imenovane LED, pred tem, da dobite preveč električne energije.Preveč toka lahko LED lahko pregreje ali neha delovati.Ti upori pomagajo tudi ohranjati raven svetlobe tudi v vseh segmentih.Vrednost vsakega upora je običajno med 220 ohmov (Ω) in 470 ohmov (ω).Natančna številka je odvisna od dveh stvari: napajalne napetosti in kako svetlo, ki jo želite prikazati.Če na primer uporabljate 5-voltni napajalnik in vsak segment uporablja približno 2 volta, potem bo 150-ohm upor pustil približno 20 miliampa (MA) toka skozi.To je dobra količina toka, da bo zaslon dovolj svetel, vendar še vedno varen za LED.

Če uporabljate večje upore, bo tekel manj toka, zaslon pa bo videti zatemnjen.Toda to lahko pomaga, da LED -ji trajajo dlje in porabijo manj moči.Če uporabljate manjše upore, več tokov in zaslon je videti svetlejši, vendar se lahko hitreje obrabi in postane bolj vroče.V naprednejših nastavitvah, kot je, ko se en upor deli med več segmenti (imenovano multipleksiranje), lahko svetlost izgleda neenakomerna.To je zato, ker lahko različni segmenti črpajo različne količine toka.V teh primerih je bolje uporabiti en upor za vsak segment ali uporabiti posebne čipe, ki samodejno nadzorujejo tok.Zaradi teh metod je zaslon videti boljši in delujejo bolj zanesljivo.

Slika 8. Osnovni shemi 7-segmentov na osnovi upora

Slika prikazuje osnovni diagram vezja za vožnjo enega samega 7-segmentnega LED zaslona z uporabo posameznih uporov za vsak segment.Vsak od segmentov zaslona (z oznako A, B, C, D, E, F, G in DP (decimalna točka)) je zaporedno povezan z uporom 220Ω, ki omejuje tok na varne ravni.Ti upori se nadzorujejo s stikali, ki preklopijo vhod med logiko "visoko" in logiko "nizko", kar omogoča, da se vsak segment vklopi ali izklopi neodvisno.Skupni zatič 7-segmentnega zaslona je priključen na skupni vir napetosti, kar omogoča delovanje posameznih LED znotraj zaslona na podlagi vhodnih logičnih signalov.Ta konfiguracija prikazuje najpreprostejši in najbolj neposreden način za ročno preizkušanje in upravljanje 7-segmentnega zaslona.

Kako uporabljati tranzistorje s 7-segmentnim zaslonom?

Tranzistorji so kot drobna elektronska stikala, ki pomagajo nadzorovati, katere dele 7-segmentnega zaslona se prižge.V nastavitvi "skupne katode" so vsi negativni konci (katode) LED združenih in povezani s tlemi.Da bi prižgal segment, mikrokontroler pošlje signal na pozitiven konec (anoda).Ker je treba tla vklopiti in izklopiti za nadzor vsake številke, se uporabljajo tranzistorji NPN.Mikrokontroler pošlje majhen signal na osnovo (srednja noga) tranzistorja in to omogoča, da tok teče skozi njega in osvetli segment.

V nastavitvi "skupne anode" so vsi pozitivni konci (anode) povezani skupaj in priključeni na moč (običajno 5V).Tu lahko za nadzor negativnih koncev (katode) uporabite tranzistorje PNP ali posebna stikala, kot so N-kanalski MOSFETS.Prikaz se prižge, ko mikrokontroler pošlje signal, da potegne katodo nizko (blizu 0V).Za prikaze z več kot enimi mesti se uporablja multipleksiranje.To pomeni, da se mikrokontroler zelo hitro vklopi na eno številko, tako hitro, da je videti, da so vse števke hkrati vklopljene.Vsaka številka uporablja svoj tranzistor, ki ga mikrokontroler vklopi in izklopi v redu, hkrati pa pošilja prave signale v segmente.

Za zaščito mikrokontrolerja in zagotovitev, da tranzistorji pravilno delujejo, je med mikrokontrolerjem in bazo tranzistorja nameščen majhen upor (običajno približno 1.000 ohmov).To omejuje, koliko toka teče. Prav tako je pomembno, da izberete tranzistorje, ki zmorejo količino toka, ki jo potrebujejo LED.Če so tranzistorji prešibki, se lahko pregrejejo ali prenehajo z delom in zaslon morda ne bo videti v redu.Izbira pravih delov in skrbno upravljanje toplote pomaga, da prikaz dobro deluje in traja dlje.

Slika 9. Tranzistorski nadzor 7-segmentnega prikazovalnega diagrama

Diagram prikazuje preprost način vožnje enomestnega sedmih segmentnih zaslonov z osmimi stikali (SW1 do SW8), pri čemer je vsak povezan skozi upor 220Ω na posamezne segmente zaslona.Krmilne črte segmentov so usmerjene v vhode zaslona, ​​ki se napajajo prek tranzistorskega stikala (Q1).Upor 1kΩ (R9) povezuje tranzistorsko bazo s krmilno črto 5V, kar omogoča, da se zaslon aktivira, ko je tranzistor vklopljen.Ta nastavitev zagotavlja pravilno nadzor toka in učinkovito delovanje zaslona.

Zaključek

7-segmentni zasloni so preprost in uporaben način za prikaz številk v elektronskih napravah.Vsak segment je kot majhna luč in z vklopom pravih lahko pokažete katero koli številko od 0 do 9. Uporabite lahko skupni katodni ali skupni zaslon anode, odvisno od vašega vezja.Za zaščito zaslona in mikrokontrolerja morate uporabiti upore ali tranzistorje.Če imate več kot eno mestno, lahko uporabite metodo, imenovano multipleksing, da jih prižgete zares hitro, tako da so vsi videti osvetljeni.Ti zasloni se uporabljajo v mnogih stvareh, kot so digitalne ure, luske, števci in kuhinjski aparati, ker so poceni, enostavni za uporabo in jasni za branje.Z nasveti iz tega priročnika lahko varno in enostavno dodate 7-segmentne zaslone v svoje projekte.