Domov Blog~~7-segmentni prikaz: dodelitev PIN, načelo delovanja in podatkovni list~~

~~na 2024/01/15~~ ~~529~~

7-segmentni prikaz: dodelitev PIN, načelo delovanja in podatkovni list

Sedem segmentnih zaslonov, klasika v kraljestvu prikaznih naprav, se ponaša z zgodovino tako intrigantno, saj je njegova struktura preprosta.Njegov izum označuje temeljni kamen v elektronskih zaslonih, ki jih poganja preprostost, jasnost in enostavnost nadzora.V tem članku poglobimo globoko in razkrijemo načela, zgodovino, strukturo in konfiguracijo PIN-a.Raziskujemo njegovo izbiro funkcij, klasifikacijo tipa in načelo delovanja.Dekodiramo njegovo metodo kodiranja in oblikujemo njena obsežna aplikacijska polja, hkrati pa analiziramo, kako se ta tehnologija prilagaja in razvija v vedno spreminjajoči se elektronski zaslonski pokrajini.

Katalog

1. Načelo in zgodovina prikazovanja sedem segmentov

2. Struktura in konfiguracija PIN zaslona s sedmimi segmenti

3. Funkcije prikaza sedem segmentov in izbira LED

4. Vrste sedmih segmentov

5. Kako deluje zaslon s sedem segmentov?

6. Kodiranje sedmih segmentnih zaslonov

7. Način uporabe prikaza sedem segmentov

8. Aplikacijska polja zaslona sedem segmentov

9. Zaključek

Slika 1: Prikaz sedem segmentov

Načelo in zgodovina prikaza sedem segmentov

Ta naprava, ki je zakoreninjena v LED tehnologiji, je čudež inženirske preprostosti in uporabnosti.Sedem LED enot, vsaka "segment", ki je bila razporejena na osmih figuri, ki jih pogosto spremlja dodatna pika za decimalke ali kolone.Vsak segment, neodvisno nadzorovan, združuje, da prikaže številke 0 do 9, črke in simbole.Ta iznajdljiva zasnova se prilega različnim namenom - od digitalnih ur do kalkulatorjev, od elektronskih plošč do šestnajstičnih prikazov.

Tehnično gledano gre za trenutni nadzor.LED se prižgejo, ko se elektroni in luknje združijo, oddajajo fotone.Nadzirajte elektriko in sporočilo nadzorujete.Zgodovinsko gledano se koncept izvira iz zgodnjega 20. stoletja, prepletena z evolucijo Telegraph Technology.Pionirji, kot je Carl Kingsley, so igrali ključne vloge in postavili oder za dvig zaslona sedem segmentov nad predhodniki Dot-Matrix.

Primerjalno se matrike pik za prikaz znakov zanašajo na matrike pik, medtem ko sedem segmentov zasloni uporabljajo kombinacije segmentov-simpler in bolj berljive.Tehnološki koraki so zaslon preoblikovali iz mehanskih gramofonov in lahkih cevi v današnji LED sijaj.Sodobne iteracije se ponašajo z nizko močjo, dolgo življenjsko dobo in visoko zanesljivostjo, z vizualnimi izboljšavami, kot sta variacija barv in nastavitev svetlosti.

Potovanje sedmih segmentnih zaslonov zrcali širšo pripoved o tehnologiji prikazovanja-konstantnega prizadevanja za učinkovitost, gospodarstvo in intuitivnost.Medtem ko imajo novejše tehnologije, kot sta LCD in OLED, svoje niše, sedegmentni zaslon drži svoje tla, ki niso primerni pri zagotavljanju preprostih intuitivnih digitalnih informacij.

Struktura in konfiguracija PIN-a na zaslonu s sedem segmentov

Sedem segmentni zaslon je v svojem jedru sestavljen iz sedmih svetlobnih diod (LED), ki so razporejene tako, da tvorijo obliko "8", pri čemer vsaka LED deluje kot izrazit segment (običajno označen z A do G).Ti segmenti lahko s pomočjo raznolikih kombinacij oblikujejo številke od 0 do 9 in različne črke in simbole.Učinkovitost LED -jev, pretežno oddaja svetlobe in ne toplote, stoji v osupljivem nasprotju s tradicionalnimi diodami PN Junction, zaradi česar je prednostna izbira pri tehnologiji prikazovanja.Razlikujejo se od zaslonov s tekočimi kristali (LCD), LED zasloni oddajajo neposredno svetlobo, medtem ko LCD ustvarjajo slike z manipulacijo osvetlitve ozadja za prečkanje tekoče kristalne plasti.

Ko seciramo strukturo, sedem segmentov prikaže vejo na dve kategoriji: skupna anoda in skupna katoda.V skupni konfiguraciji anode so anode vseh LED segmentov medsebojno povezane;Nasprotno, v skupni katodni vrsti so katode, ki so poenotene.Izbira med temi vrstami je odvisna od zasnove vezja in osnovno logiko nadzora.

Slika 2: Sedem segmentov

Nadzor nad vsakim LED segmentom se natančno izvaja prek specifičnih zatičev.Razmislite o tipičnem LED zaslonu s sedem segmentov: Onkraj zatičev, ki urejajo sedmih glavnih segmentov, je pogosto dodaten PIN, namenjen decimalni točki (označen kot DP).Tu je ilustrativna konfiguracija PIN za standardni zaslon s sedmimi segmenti LED.V praktičnih scenarijih upravljanje teh zatičev na splošno vključuje mikrokontroler ali integrirano vezje, kot je dekoder BCD do sedem segmentov.Ta dekoder prevede binarno-kodirane številke v ustrezen zaslon na LED sedem segmentov.Na primer, za prikaz številke "2", dekoder aktivira segmente A, B, G, E in D.

Sledi primer konfiguracije PIN za standardni zaslon LED s sedem segmentov:

Številka PIN	Ime pin	Opis
1	e	Nadzoruje spodnjo levo LED
2	d	Nadzoruje spodnjo LED
3	Dp	Nadzor decimalne točke LED
4	c	Nadzirajte spodnjo desno LED
5	g	Nadzoruje srednjo LED
6	b	Nadzirajte zgornjo desno LED
7	a	Nadzoruje zgornjo LED
8	f	Nadzirajte zgornjo levo LED
9/10	Pogosto	Skupna povezava anode/skupne katode točka

S poenostavljeno strukturo, ki je obdarjena z močno funkcionalnostjo, sedmegmentnim zaslonom, z različnimi konfiguracijami PIN in kontrolno logiko, spretno razstavlja številke in preproste znake po spektru elektronskih naprav.V primerjavi z LCD -ji so lahko LED zasloni v nekaterih aplikacijah svetlejši in jasnejši, zlasti kadar sta pomembna nizka poraba energije in visok kontrast.

Slika 3: Digitalni segmenti za vse številke

Funkcije prikaza in LED s sedem segmentov

Sedem segmentov, ki se uporabljajo predvsem za prikaz številk in določenih znakov, so sestavljeni iz sedmih LED segmentov, razporejenih v "8" formaciji, dopolnjenih z osmo LED za decimalno točko.Ta konfiguracija je še posebej spretna pri prikazovanju decimalnih števil, vključno z decimalnimi točkami.V zapletenih scenarijih, kot večmestni prikazi, to dosežemo z poravnavo več sedem segmentnih prikazov vzporedno.

V središču teh prikazov je LED (dioda, ki oddaja svetlobo), optična naprava v trdnem stanju, ki deluje na načelu elektroluminiscence v stičišču PN.Ko tok teče skozi LED, se vzbujene elektrone in luknje združijo in sproščajo energijo kot vidna svetloba.Barva LED je odvisna od polprevodniškega materiala in specifične nečistoče, ki se uporabljajo v stičišču PN.Na primer, rdeče LED lahko uporabljajo aluminijev galijev arsenid (algaas), medtem ko zelene ali modre LED lahko uporabljajo indijev galijev fosfid (Invan).

Izbira LED za prikaz sedem segmentov vključuje več kritičnih pomislekov.

Stroškovno učinkovitost: Z različnimi cenami med LED tipi naj bi se izbira uskladila z zahtevami za uporabo in proračunskimi omejitvami.

Življenjska doba: Medtem ko so LED -ji znani po dolgoživosti, se lahko življenjska doba bistveno razlikuje glede na vrsto in kakovost.

Velikost: Velikost LED narekuje velikost in ločljivost prikaza;Manjše LED ustrezne kompaktne modele, večje pa ustrezajo aplikacijam, ki potrebujejo večje prikaze.

Izbira barv: LED barvna vpliva tako na estetiko kot vidljivost, z rdečimi in zelenimi LED diodami na splošno bolj opazne v okoljih, za razliko od nekaterih manj opaznih barv, kot je modra na dnevni svetlobi.

Združljivost z elektronskimi komponentami: Napetostne in trenutne specifikacije LED morajo biti združljive z drugimi komponentami vezja, da se zagotovi stabilnost in učinkovitost sistema.

Učinkovitost in vpliv sedem segmentnih prikazov v digitalnem prizorišču prizorišča sta v veliki meri odvisna od izbire LED.Pravilna izbira LED-jev izboljšuje delovanje prikazovanja, zagotavljanje stroškovne učinkovitosti in dolgoročne zanesljivosti, ki meša kombinacijo tehnične natančnosti s praktičnimi premisleki na jedrnat, jasen način.

Vrste sedmih segmentov

Sedem segmentov LED prikazuje bifurcate v dve primarni kategoriji: skupno anodo in skupno katodo, ki jo odlikujeta njihove LED povezave in konfiguracije vezja.

Skupni zaslon anode: Tu se anode (pozitivni terminali) vseh LED segmentov zbližajo na skupni točki, običajno povezane s pozitivnim terminalom napajanja.Katoda vsakega LED segmenta (negativna elektroda) se upravlja s krmilnim vezjem.Za osvetlitev določenega segmenta mora biti njegova katoda ozemljena ali prejeti negativno napetost.Skupna nastavitev anode poenostavlja oblikovanje vezja;Vse anode so združene, kar zahteva le eno povezavo, da napaja vse segmente.

Slika 4: Skupna konfiguracija anode

Skupni katodni zaslon: V tej varianti so katode vseh LED segmentov medsebojno povezane, običajno na negativni terminal napajanja.Za aktiviranje segmenta je potrebno uporabiti pozitivno napetost na njeni anodi.Ta model bolje ustreza določenim modelom vezja, zlasti kadar je nadzor nad segmentom odvisno od anode.

Slika 5: Skupna konfiguracija katode

Oblikovanje vezja zahteva različno gonilno logiko za vsako vrsto.Za skupne anodne zaslone morajo krmilniki dostaviti ozemljitev ali negativno napetost za osvetlitev LED.Po drugi strani so pogosti zasloni katode potrebni krmilniki, da napajajo pozitivno napetost.Praktično gledano, prikaza skupne anode pogosto pridobivajo prednost.Brezhibno se poravnajo s pozitivnimi logičnimi sistemi (na primer TTL vezji), prižgajo se, ko se izhod dvigne visoko.Poleg tega so spretni pri ravnanju z višjimi izvornimi tokovi, zaradi česar so idealni za aplikacije z visokim tokom.

Odločitev med vrstami zaslona temelji na logiki oblikovanja in nadzora posebne aplikacije.Včasih zmagajo racionalizirana zasnova in združljivost običajnih prikazov.Druge čase so edinstvene prednosti vezja pri prikazovanju običajne katode najboljša izbira.V vsakem primeru moramo za doseganje najboljše uspešnosti prikaza in učinkovitosti vezja za dosego zlivanja tehnične natančnosti in praktične uporabe izbrati ustrezno vrsto.

Kako deluje sedem segmentov?

V središču sedem segmentnih zaslonov ležijo sedem LED enot, natančno razporejenih v vzorcu "8", ki ga spremlja dodatna LED za decimalno točko.Te LED osvetljujejo na podlagi lastnih lastnosti njihovih polprevodniških materialov.Pooljevanje, kako te enote delujejo, je vsaka manjša dioda, ki oddaja svetlobo, žareča, ko je nanašanje naprej.Ta pristranskost je ključnega pomena;Omogoča gibanje elektronov med P-regijo in N-regiji polprevodnika.Ko elektroni prehajajo iz visoke v nizko energijsko raven, oddajajo fotone - vidno svetlobo.Ta postopek, znan kot elektroluminiscenca, je osrednji za delovanje LED.

Intenzivnost sijaja LED je odvisna od obsega sprednjega toka.Višji tokovi povečujejo elektronske prehode in posledično svetlobne proizvodnje.Vendar pa tudi ojačajo toplotno obremenitev LED, kar potencialno zmanjšuje njegovo življenjsko dobo.Zato je natančen nadzor toka nujno.To se običajno doseže s trenutnim omejevalnim uporom ali pogonskim vezjem s konstantnim tokom, integriranim med LED in virom napajanja.

Za manifestiranje številk ali znakov se sedegsegmentni zaslon selektivno aktivira ali deaktivira posebne LED segmente.Na primer, prikaza "1" zahteva osvetlitev samo zgornje in spodnje desne segmente (B in C).Nadzor teh segmentov, ki se pogosto upravlja prek mikrokontrolerja, je ključnega pomena sedem segmentni dekoder ali preprosta logična vezja.Glavna vloga tokokroga je, da se ustrezen tok sprehoda za vsako LED in orkestrira svojo osvetlitev v skladu z zahtevami za prikaz.

Oblikovanje vezja za te prikaze zahteva skrbno upoštevanje specifikacij LED toka in napetosti, vrsto prikaza (skupna anoda ali skupna katoda) ter učinkovite strategije nadzora in distribucije toka.Osnovno načelo sedem segmentnega zaslona je tapiserija prefinjenega elektronskega inženiringa.Skupaj tka LED elektroluminiscenco, tehnike nadzora svetlosti in zapleteno zasnovo vezja, da dobi jasen, zanesljiv digitalni in znakov.

Kodiranje sedmih segmentnih zaslonov

V območju prikazovanja sedem segmentov je bistvo prikazovanja raznolikih številk in znakov v določeni metodi kodiranja.Te metode natančno narekujejo, kateri LED segmenti bi morali razsvetliti, da bi izdelali želeno številko ali značaj.Vsak del zaslona je običajno označen z a, b, c, d, e, f, g, z dodatnim dp za decimalno točko.Vrsta zaslona, bodisi običajna anoda ali skupna katoda, v bistvu vpliva na metodo kodiranja.

Slika 6: Sedem segmentov

Mehanizem je v skupnih zaslonih anode preprost, vendar natančen.Tu se segment prižge, ko se njegov zatič poveže na tla, kar zahteva "nizko" nastavitev za prikaz določene številke.Vzemite za primer "0".Da bi to predstavljali, se segmenti A, B, C, D, E in F aktivirajo, medtem ko G ostane mirujoč.Tako "0" pomeni kodiranje "0111111", pri čemer je njegov šestnajstični kolega 3f.

Nasprotno pa skupna katoda prikazuje to logiko.Segment se osvetli ob prejemanju pozitivne napetosti, ki zahteva "visoko" nastavitev za vsak želeni segment.Če to uporabimo na "0", je njegovo kodiranje obrnjeno na "1000000", zrcalirano v šesterokotniku kot 40. Te koditve, ki so vgrajene v praktične aplikacije, pogosto vključujejo mikrokontrolerje ali namenske čipe dekoderja.Tipičen primer je BCD (binarna decimalna) do sedem segmentnega dekoderja, ki samostojno izbere pravilne segmente na podlagi vnosa in ublaži breme ročnega kodiranja.

Tu je primer značilnega kodiranja številk 0 do 9 na skupni anodni in skupni katodni zasloni:

Digitalno	Skupno kodiranje anode (GFEDCBA)	Skupno kodiranje katode (GFEDCBA)
0	0111111	1000000
1	0000110	1111001
2	1011011	0100100
3	1001111	0110000
4	1100110	0011001
5	1101101	0010010
6	1111101	0000010
7	0000111	1111000
8	1111111	0000000
9	1101111	0010000

V tej matriki kodiranja konfiguracija GFEDCBA vsake številke ustreza sedmim LED.Na primer, "0111111" pomeni vse, razen G segmenta G, ki prikazuje "0".Za izvajanje teh kod v resničnem vezju je potrebno neposredno programiranje v mikrokontroler ali dekoder, kar je ključni korak pri nadzoru zaslona.

Oblikovanje in programiranje vezja sta odvisna od globokega razumevanja teh kod.Različne sheme kodiranja ne vplivajo samo na oblikovanje vezja, ampak tudi na zapletenost krmilne logike.V katerem koli projektu, ki vključuje prikaz sedem segmentov, je obvladovanje teh kod bistvenega pomena.Natančno kodiranje utira pot do doseganja želene funkcionalnosti prikazovanja in združuje tehnično znanje s praktično uporabo.

Metoda uporabe prikaza sedem segmentov

Sedem segmentni prikazi, znani po svoji preprostosti in enostavnosti delovanja, najdejo obsežno uporabo v spektru elektronskih naprav.Ti segajo od rudimentarnih digitalnih prikazov do bolj izpopolnjenih informacij.Metoda aplikacije se prilagodljivo prilagaja pretankosti in funkcionalnim zahtevam projekta.V osnovnih aplikacijah se pojavi uporabnost sedem segmentnega zaslona v njegovi sposobnosti, da se neposredno poganja 7-segmentni števec integriranega vezja (IC), kot je CD4026.Ta posebna IC, števec/dekoder, je zasnovana za neposredno pogon sedem segmentnih zaslonov, pri čemer prevede impulze za štetje vhoda v vidne številke.

Ta pristop preprečuje potrebo po kompleksni podpori mikrokontrolerja ali mikroprocesorjev.Njegova uporabnost sije v preprostih digitalnih prikazovalnih projektih, kot so digitalni števci in ure.V nasprotju s tem bolj zapletena prizadevanja, kot so prikazovanje raznolikih znakov ali dinamičnih učinkov, zahtevajo združevanje sedem segmentnih zaslonov z mikrokontrolerjem (MCU) ali mikroprocesorjem (MPU).Tu se zatiči vsakega LED segmenta medsebojno povezujejo z vhodnimi in izhodnimi zatiči MCU/MPU (V/I), medtem ko se skupna anoda ali katodna pin povezuje na napajanje ali ozemljitev, odvisno od vrste zaslona.

Ta nastavitev omogoča mikrokontrolerju, da natančno narekuje stanje zatičev V/I in s tem nadzoruje zaslon.Na primer, prikaz "0" na skupnem katodni zaslonu zahteva osvetlitev vseh segmentov, razen "G", doseženih z nastavitvijo V/I zatičev na 11000000 (binarni).Logika za skupni anodni zaslon stoji v osupljivem kontrastu.

Ne glede na to, ali gre za števec ali mikrokontroler na čelu, za orkestriranje zaslona s sedmimi segmentom zahteva natančno programiranje stanja vezja.Pri uporabi mikrokontrolerja to običajno vključuje oblikovanje specifične kode.Ta koda narekuje aktivacijsko zaporedje V/I zatičev in kako se prikaz spreminja kot odgovor na dohodne podatke.Vsestranskost sedmih segmentov, ki segajo od neposrednega štetja do zapletenih znakov in grafičnih reprezentacij, ki temelji na izbiri metodologije in strategije vožnje APT.Za oblikovalce in inženirje je pomembno, da obvladajo nianse različnih nadzornih tehnologij in kodiranje.To je ključ za oblikovanje učinkovite in vplivne rešitve.

Polja aplikacij za sedem segmentov

Sedem segmentov, ki so bili cenjeni za svoje edinstvene funkcije in prednosti, najdejo široko uporabo na nešteto poljih.Razporedijo se od preproste naloge osnovnih informacij prikaza do zahtevnejšega področja zapletene predstavitve podatkov.Njihova privlačnost je v mešanici preprostosti, stroškovne učinkovitosti in vrhunske berljivosti.Na sferi javnih informacij o prikazu in nadzornih ploščah so ti zasloni še posebej cenjeni.Vidnost velikih pisav je zelo pomembna tukaj, na primer na informativnih deskah za javni prevoz, kazalniki tal dvigala in nešteto kontrolnih plošč.V teh okoliščinah sta za jasne javne direktive in sporočila nepogrešljiva velika pisava in lucidnost sedem segmentnih zaslonov.

Majhna podjetja za elektroniko neizmerno koristijo tudi od teh prikazov.Njihova stroškovna učinkovitost in programirljiva preprost nadzor omogočata izbiro izdelkov, kot so ekonomski digitalni časovniki, termometri in števci.Ne gre samo za osnovne prikaze.Ko situacija zahteva upodobitev bolj zapletenih številčnih vrednosti ali senzorskih podatkov, se zaslon s sedmimi segmentom pogosto združuje moči s štirisegmentno varianto.Ta kombinacija skrbi za dodatne funkcionalnosti, uporabna pri prikazovanju meritev in kazalnikov stanja v laboratorijskih instrumentih ali industrijskih nadzornih sistemih.

Potem je tu njihova primernost za scenarije slabe svetlobe.V zatemnjenih okoljih sta njihova svetlost in čitljivost neprimerna, zaradi česar sta idealna za zunanjo nočno opremo, prikaze varnostnega sistema in kazalnike v sili.Vsestranskost sedmih segmentnih zaslonov razširja njihov doseg do velikega števila projektov.Elektronske ure, vodostaj, različna merilna orodja in eksperimentalni aparati imajo korist od njihove integracije.Njihova vseprisotnost v potrošniški elektroniki se zrcali v njihovi široki uporabi na industrijskih, medicinskih in znanstvenih raziskovalnih sferah.

Ti zasloni so se s svojo značajem, ki jo je enostavno prebrati veliko pisavo, stroškovno učinkovitost in širokim spektrom uporabe, cementirali kot temeljni element elektronske tehnologije za prikaz.Njihova prisotnost, od gospodinjskih aparatov do zapletenih industrijskih sistemov, je vseprisotna.Sčasoma pomembnost sedem segmentnih prikazov le še naprej stopnjeva, kar poudarja njihovo trajnost v nenehno razvijajoči se tehnološki pokrajini.

Zaključek

Sedem segmentni prikaz, simbol zgodovine elektronskega inženiringa, ne stoji le kot svetilnik tehnoloških inovacij, ampak kot dokaz o prilagodljivosti tehnologije v vsakodnevnih in industrijskih področjih.Njegova pot od nastale ideje do temeljnega kamen v nešteto napravah danes poudarja njegovo trajno zanesljivost in praktično učinkovitost.Ta zaslon, vseprisoten tako v gospodinjskih kot v zapletenih industrijskih sistemih, v bistvenem sestavnem delu elektronske tehnologije za prikaz spoštuje enostavno berljivost, stroškovno učinkovitost in široko uporabnost.

Njegova zasnova, elegantna mešanica preprostosti in učinkovitosti, izkorišča sedem LED segmentov za oblikovanje vizualnih številk in nekaterih črk.Ta zasnova dosega jasno komunikacijo in zmanjša stroške proizvodnje in vzdrževanja.Trajnost in energetska varčnost sedegmentnega zaslona je idealen za uporabo na dolge razdalje, kot so javne informacijske plošče in odbore za gospodinjske aparate.

Kljub temu, da se pojavijo novi kandidati, kot so LCDS in OLEDS, se razvije s sedmim segmentom zaslona.Njegove edinstvene zasluge, zlasti na področju stroškov in energetske učinkovitosti, zasidrajo svoj pomen v specializiranih nišah.Ko se elektronska tehnologija pogleduje v prihodnost, je zaslon sedem segmentov pripravljen nadaljevati svojo izrazito zapuščino.Obljublja, da bo prispeval k tehnološkemu napredku v bolj inteligentni, integrirani obliki, ki bo odmeval pripoved o prepletu preprostega in kompleksa.

O nas

ALLELCO LIMITED

Allelco je mednarodno znana na enem mestu Distributer javnih naročil hibridnih elektronskih komponent, ki se zavezuje k zagotavljanju celovitih storitev javnih naročil in dobavnih verig za svetovno elektronsko proizvodno in distribucijsko industrijo, vključno z globalnimi top 500 tovarn 500 OEM in neodvisnimi posredniki.
Preberi več