na 2025/05/6 26,313

Základy displeje 7 segmentu, pinouty, typy, ovládání a použití

Tato příručka se týká toho, jak 7-segment zobrazuje fungování a jak je můžete používat ve svých elektronických projektech.Vysvětluje kolíky na displeji, jak se rozsvítí každý segment a dva běžné typy: běžná katoda a běžná anoda.Také se naučíte, jak se segmenty otáčet na používání mikrokontroléru, jak ovládat jas rezistory a jak používat tranzistory k bezpečnému zpracování energie.Průvodce obsahuje příklady, diagramy a ukazuje, jak se displeje 7 segmentů používají ve skutečných zařízeních, jako jsou hodiny, teploměry a mikrovlny.Ať už právě začínáte nebo již stavíte projekty, tato příručka vám pomůže pochopit a používat 7 segmentů zobrazí správný způsob.

Katalog

7-segment displej Pinout

Typický jednociferný displej 7 segmentu má 10 kolíků.Každý pin ovládá specifický segment, s výjimkou dvou kolíků, které působí jako běžné terminály pro výkon.Například pin 1 se připojuje k segmentu „e“ (vlevo dole), zatímco pin 2 ovládá segment „d“ (dole).Kolíky 3 a 8 jsou běžné terminály buď všechny spojené s zemí (běžná katoda) nebo síla (běžná anoda).Zbytek kolíků rozsvítí segmenty „c“, „b“, „a“, „f“, „g“ a desetinné místo.

Obrázek 2. konfigurace displeje 7 segmentu

Číslo kolíku	Název pin	Popis
1	E	Ovládá levý dno LED displeje 7 segmentu
2	d	Řídí nejvíce LED disdovacího displeje nejvíce LED
3	Com	Připojeno k zemi/VCC na základě typu displeje
4	C	Řídí správné dno LED displeje 7 segmentu
5	Dp	Řídí LED desetinného bodu displeje 7 segmentu
6	b	Ovládá vpravo horní LED displeje 7 segmentu
7	A	Ovládá nejvyšší LED diody 7-segmentového displeje
8	Com	Připojeno k zemi/VCC na základě typu displeje
9	F	Ovládá levý horní LED displeje 7-segmentového displeje
10	G	Řídí střední LED displeje 7 segmentu

Funkce 7-segmentových displejů

• • Struktura segmentu: 7-segmentový displej obsahuje sedm osvětlených tyčí uspořádaných pro čísla formuláře, připomínající tvar „8.“Tyto segmenty jsou označeny „A“ přes „G“, s volitelným osmým segmentem, desetinným bodem (DP), obvykle umístěným vpravo dole.Kombinací těchto segmentů v různých vzorcích může displej reprezentovat číslice 0–9 a několik jednoduchých písmen jako A - F.Díky tomuto přímému rozložení je ideální pro číselné displeje díky jeho snadnému použití.

• • Technologie zobrazení: Tyto displeje obvykle používají LED diody, kde se každý segment rozsvítí, když přes něj protéká elektrický proud.Modely založené na LED jsou jasné, energeticky účinné a viditelné v různých podmínkách osvětlení.Některé verze používají LCD technologii, která spotřebovává méně energie a je vhodné pro zařízení napájená z baterií, i když LCD jsou obecně stmívanější a méně viditelné v jasném nastavení.

• • Typy konfigurace: Existují dvě metody primárního zapojení: běžná katoda (CC) a běžná anoda (CA).Na displejích CC jsou všechny záporné terminály spojeny dohromady a segmenty jsou aktivovány dodáním pozitivního napětí.U displejů CA jsou všechny pozitivní terminály spojeny a segmenty jsou zapnuty uzemněním jednotlivých katod.Volba závisí na návrhu obvodu a na tom, jak je displej řízen.

• • Reprezentace znaku : Ačkoli jsou tyto displeje navrženy hlavně pro čísla, mohou také ukázat omezený rozsah písmen, zejména A až F, což je užitečné pro hexadecimální výstupy.Vzhledem k tomu, že mají pouze sedm segmentů, nemohou přesně tvořit většinu písmen nebo složitých symbolů, ale stačí pro základní alfanumerické potřeby.

• • Ovládání a propojení: Každý segment může být zapnutý nebo vypnut jednotlivě, často ovládán mikrokontrolérovým gpio kolíky.Pro zjednodušení kontroly mohou IC dekodéru/ovladače jako 7447 nebo CD4511 převést binární vstupy do správných kombinací segmentu, což snižuje počet potřebných připojení.

• • Výhody: Mezi jejich hlavní silné stránky patří nízké náklady, snadnost kontroly a čitelnost.LED typy jsou jasné a odolné, zatímco varianty LCD šetří výkon.Díky těmto vlastnostem jsou populární pro mnoho elektronických zařízení, zejména tam, kde stačí jednoduchý numerický výstup.

• • Omezení: Největší nevýhodou je omezená sada znaků, nemohou zobrazit plný text ani složitou grafiku.LED modely mohou mít úzké úhly pozorování, zatímco LCD mohou bojovat s viditelností v jasném světle.Tato omezení by měla být zvážena při výběru typu displeje pro projekt.

Alternativní zobrazovací moduly

Zobrazit Typ	Popis	Výhody	Omezení
7-segmentové displeje	Sedm LED segmentů pro číslice a několik postav.	Velmi snadné použití	Zobrazuje pouze číslice a omezené znaky
Displeje matice dot	Mřížka LED (např. 5x7 nebo 8x8) tvořící přizpůsobitelné postavy a animace.	Levné a široce dostupné	Není vhodné pro text nebo grafiku
		Nízká spotřeba energie	Složitější k programu
		Používá se v značení, hodinách atd.
Alfanumerické LCDS	Předformátované LCD (např. 16x2, 20x4) ukazující řádky znaky pevné velikosti (obvykle formát 5x8 dot).	Jednoduché rozhraní (standardní protokoly)	Znaky pevné velikosti
		Skvělé pro displeje nabídek/stavu	Omezené grafické schopnosti
		Čitelné v různých osvětleních	Pomalejší aktualizace než grafické displeje
OLED obrazovky	Samostatné displeje s vysokým kontrastem;K dispozici v monochromatická nebo plná barva.	Úhly vysokého kontrastu a širokého sledování	Vyšší náklady
		Tenký a lehký	Kratší životnost (zejména modré pixely)
		Nízký výkon při zobrazování tmavého obsahu	Potřebuje více paměti a zpracování
TFT obrazovky	Plně barevné LCD s vysokým rozlišením s aktivní matricí, často dotykové.	Bohatá barva a detaily	Vysoká spotřeba energie
		Může zahrnovat dotek	Vyžaduje více RAM/zpracování
		Ideální pro videa, GUI, Dashboards	Nákladnější a komplexní se integrovat

Jak funguje 7-segmentový displej?

Provoz 7-segmentového displeje je založen na dopředném zkreslení diod emitujících světlo (LED) uvnitř každého segmentu.Když je napětí naneseno správným směrem, od anody po katodu se segment rozsvítí.Každý segment může být ovládán samostatně, obvykle prostřednictvím digitálních výstupních kolíků mikrokontroléru nebo specializovaným displejem ovladačem IC.Tyto ovladače určují, které segmenty jsou aktivovány v daném okamžiku na základě požadovaného znaku.

Aby se zabránilo poškození LED z nadměrného proudu, je s každým segmentem připojen rezistor omezující proud.Tento rezistor zajišťuje, že proud protékající každou LED zůstává v bezpečném rozsahu, který je obvykle kolem 20 až 30 miliarků (MA).Přesná hodnota se však může lišit v závislosti na typu použité LED a požadovaném jasu.Existují dva hlavní provozní režimy pro 7-segmentové displeje:

1. Statický režim: V tomto režimu je každá číslice a její odpovídající segmenty neustále zapnuty.Toto nastavení vyžaduje samostatnou ovládací linii pro každý segment každé číslice, což může být neefektivní, pokud je použito mnoho číslic.Nabízí však jednoduchost a konstantní jas.

2. Multiplexovaný režim : Pro snížení počtu kontrolních linek a spotřeby energie jsou displeje často spuštěny v multiplexovaném režimu.V tomto režimu je najednou osvětlena pouze jedna číslice, ale systém rychle přepíná mezi číslicemi při dostatečně vysoké rychlosti, aby vnímal všechny číslice jako nepřetržitě osvětlený.Toto přepínání se často zpracovává pomocí časovačů mikrokontroléru nebo směnných registrů, které umožňují přesné načasování a ovládání.

Obrázek 3. mapování segmentu na displeji LED 7 segmentu

Výše uvedený obrázek ilustruje strukturu a označování 7-segmentového displeje.Ukazuje obdélníkové uspořádání sedmi segmentů (A, B, C, D, E, F a G) na deseti různých pohledech na displej.Na každém obrázku jsou různé segmenty zastíněny zelenou, aby reprezentovaly jejich aktivaci.To pomáhá vizualizovat, jak každý jednotlivý segment přispívá k vytváření číslic.Obrázek systematicky zdůrazňuje různé kombinace a pomáhá v porozumění tomu, jak zapnutí konkrétních segmentů vytváří rozpoznatelné postavy.

7-segment zobrazení binárních kódů

Pro zobrazení číslice odešle mikrokontrolér binární kód, který zapne správnou kombinaci segmentů.Například pro zobrazení „0“ segmentů A, B, C, D, E a F jsou zapnuty a G je vypnuto.Pro běžný displej katody se jedná o binární 0b00111111 (nebo 0x3f v hex).Pro běžnou anodu je logika obrácena 0B11000000 (0xc0).Kód se musí shodovat s typem zobrazení nebo se rozsvítí nesprávné segmenty.Použití binárních vyhledávacích tabulek šetří čas zpracování a zajišťuje rychlé a přesné aktualizace, zejména v dynamických aplikacích, jako jsou čítače nebo časovače.

Níže uvedená tabulka ukazuje, jak se čísla objevují na 7-segmentovém displeji s běžnou konfigurací anody:

Číslo	g f e d c b a	Hexový kód
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

Níže uvedená tabulka zobrazuje číslice, které se objevují na 7-segmentovém displeji pomocí běžné konfigurace katody:

Číslo	g f e d c b a	Hexový kód
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 tomto nastavení je každý segment dvoumístného 7-segmentového displeje připojen k Arduino UNO prostřednictvím odporu omezujícího proud (obvykle 220Ω až 330Ω).Segmenty označené A až G (a volitelné desetinné místo DP) jsou zapojeny paralelně přes číslice a připojeny k digitálním kolíkům D2 s D9 na Arduino.Například segment „A“ je připojen k D2, 'B' k D3 atd.Každá číslice má svůj vlastní společný kolík katody (CC), který řídí, zda je tato číslice povolena.Tyto běžné kolíky jsou spojeny s Arduino Pins D10 a D11 a používají se pro multiplexování: pouze jedna číslice je aktivována najednou, ale přepínání mezi nimi dostatečně rychle (obvykle> 50Hz) způsobuje, že obě číslice se objevují současně.Pomocí DigitalWrite () kontrolujte, které segmenty jsou zapnuté a které číslice jsou aktivní.Vyhledávací tabulka ve vašich číslech mapy skic (0–9) k jejich odpovídajícím segmentovým kombinacím.Chcete -li efektivně zpracovat více číslic, použijte multiplexování ve svém kódu nebo v knihovně, která jej podporuje.To snižuje počet požadovaných ARDUino I/O kolíků při umožnění aktualizací dynamických displejů.

Obrázek 4. 7-segmentového displeje s Arduino

Použití běžného displeje 7-segmentu katody

Na displeji běžného katody (CC) 7 segmentu jsou všechny katodové terminály jednotlivých LED diod, které tvoří segmenty zobrazení, interně spojeny a směrovány na jeden nebo více externích běžných katodových kolíků.Tyto běžné kolíky katody jsou obvykle spojeny s zemí (GND) v obvodu.Každý z jednotlivých segmentů, označených z „A“ až „G“, stejně jako volitelný desetinná bod (DP), má svůj vlastní anodový kolík, který je řízen nezávisle.

Pro osvětlení konkrétního segmentu na tomto typu displeje musí být na odpovídající anodovou kolíku aplikováno vysoké napětí (obvykle +5V nebo +3,3V, v závislosti na systému).Protože katody jsou uzemněny, proud proudí z anody do katody, což umožní rozsvícení segmentu LED.Použití běžné katody zjednodušuje propojení s mikrokontroléry, protože ovladač může aktivně zdroje proudu jednotlivých segmentových kolíků, než aby ji potopil.

Tato konfigurace je populární v projektech pro začátečníky elektroniky díky své přímé logice zapojení a programování.Umožňuje vytvářet číselné nebo omezené abecední znaky kombinací různých segmentů.Například pro zobrazení čísla „2“ jsou zapnuty segmenty A, B, D, E a G.Mikrokontrolér aktivuje každý segment nastavením příslušného kolíku.

Při pokusu o zobrazení znaků jako „8“, které vyžadují, aby byly všechny sedm segmentů současně.Každý segment LED přitahuje určité množství proudu (obvykle kolem 10-20 mA) a osvětlení všech segmentů může přidat až 140 mA nebo více.Většina mikrokontrolérových I/O kolíků není navržena tak, aby takový velký celkový proud zdroje na více kolících současně.Pokud je nakresleno příliš mnoho proudu, může poškodit mikrokontrolér nebo způsobit jeho poruchu.Abychom to zmírnili, mnoho z nich používá externí ICS (jako je ULN2003A), tranzistorové pole nebo odpory omezující proud, aby bezpečně zvládli zatížení bez přetížení mikrokontroléru.

Obrázek 5. Obecný diagram zobrazovacího obvodu 7-segmentu katody

Obrázek ukazuje vnitřní a externí zapojení běžného displeje katody 7 segmentu.Displej je označen segmenty A až G a desetinnou čárkou (DP).Každý segment je připojen k diodovému symbolu (D1 až D8), což představuje jednotlivé LED segmenty.Všechny katody jsou spojeny dohromady a spojeny s zemí, což ukazuje na běžnou konfiguraci katody.Použití vysokého signálu na anodu jakéhokoli segmentu umožňuje proudu protékat segmentem a osvětlovat jej.

Použití běžného displeje 7-segmentu anody

V běžném displeji anody (Ca) 7 segmentu jsou všechny anodové terminály LED segmentů interně spojeny dohromady a jsou uvedeny na společný kolík označený jako běžná anoda (CA).Tento běžný pin je připojen k kladnému napájení napětí, často +5V.Každý jednotlivý segment displeje, označený A až G (s volitelným desetinným bodem označeným DP), má katodu vystaveno pro vnější připojení a ovládání.

Pro osvětlení konkrétního segmentu musí být jeho katoda spojena s zemí (nízká), zatímco běžná anoda zůstává při +5V (vysoká).To znamená, že logika pro kontrolu segmentů je obrácena na rozdíl od běžného katodového displeje, kde jsou segmenty zapnuty vysokým signálem, na běžném anodovém displeji jsou zapnuty s nízkým signálem.Výsledkem je, že váš kontrolní kód musí invertovat binární vzor používaný pro běžný displej katody.Například vzor, ​​který rozsvítí číselný „0“ na běžném katodovém displeji, může použít hexadecimální hodnotu jako 0x3f;Stejný vzorec pro běžný anodový displej by byl 0xc0, což je bitové inverzní.

Mikrokontroléry, které jsou schopny potopit proud (tj. Vytažení výstupního kolíku na zem), jsou vhodnější pro řízení displejů CA, protože mohou efektivně dokončit obvod pro jakýkoli segment, který je třeba zapnout.Tyto displeje jsou také výhodné v systémech, kde jiné komponenty pracují s aktivní logikou s nízkou nízkou, například při použití tranzistorů NPN nebo určitých typů logických bran.Musíte však zajistit, aby logika firmwaru nebo ovladače byla správně nakonfigurována tak, aby zohlednila toto invertované chování, aby se zabránilo chybám zobrazení.

Obrázek 6. Displejový obvod běžného anody 7-segmentu

Obrázek se skládá ze dvou částí.Vlevo je diagram běžného displeje anody 7 segmentu ukazující interní štítky segmentu (A až G a DP) a jak jsou uspořádány tak, aby tvořily číslice.V horní části je připojen jeden běžný kolík anody.Napravo, zjednodušený schéma obvodu ilustruje, jak je každý segment (A až G, DP) připojen k jeho odpovídající diodě (D1 až D8), přičemž všechny anody jsou vázány na běžné vysoké napětí (CA).Každá katoda může být individuálně ovládána uzemněním, aby zapnula odpovídající segment.

Obrys displeje 7 segmentu

Obrázek 7. Obrys displeje 7-segmentu

Výše uvedený diagram ilustruje standardní rozměry pro 7-segmentový displej ve formátu duálního in-line balíčku (DIP), který se běžně používá pro instalace PCB v otvoru.Displej je vysoký 19,00 mm od základny nahoru, přičemž číslice měří výšku 14,20 mm (0,56 palce), což je široce používaná velikost, která zajišťuje dobrou viditelnost v vnitřním i venkovním nastavením.Segmenty jsou nakloněny dovnitř při 8 °, což zvyšuje čitelnost z pohledu nad hlavou.

Displejové tělo je široké asi 12,60 mm a má tloušťku optimalizovanou pro standardní rozložení PCB.Rozteč špendlíků sleduje konvenční rozteč 2,54 mm, přičemž každý řádek obsahuje čtyři kolíky a měří 10,16 mm v celkové délce.Řádky jsou rozmístěny 15,24 mm od sebe přes balíček.Každý kolík má průměr 0,51 mm, kompatibilní se standardními zásuvkami dip nebo rozměry pro přes otvory.Standoff mezi povrchem PCB a displejovou základnou se pohybuje od 6,3 mm do 8,0 mm, což poskytuje dostatečnou vůli pro pájení a proudění vzduchu.

Jak vybrat správný displej 7 segmentu?

Chcete-li vybrat správný 7-segmentový displej, začněte rozhodnutím správné velikosti.Menší fungují dobře pro kapesní zařízení, zatímco větší zlepšují čitelnost v metrech nebo veřejných displejích.Dále přemýšlejte o barvě.Červené LED jsou běžné, protože jsou energeticky účinné a potřebují nižší napětí.Jiné barvy, jako je zelená nebo modrá, využívají více energie a vyžadují vyšší napětí.

Budete také muset porovnat typ displeje (běžná anoda nebo běžná katoda) s vaším obvodem.Pokud například váš mikrokontrolér dokáže dodat proud (zdroj), běžný displej katody je lepší.Pokud může potopit pouze proud, jděte s běžnou anodou.Vždy zkontrolujte datový list pro aktuální hodnocení, jas a přiřazení PIN.Tím je zajištěno, že váš displej funguje podle očekávání a zabrání poškození nesprávných napětí nebo proudů.

Aplikace 7-segmentových displejů

Digitální hodiny a hodinky

Jedním z nejběžnějších použití 7-segmentových displejů je v digitálních hodinách a náramcích.Tyto displeje jsou ideální pro zobrazování času v hodinách, minutách a sekundách kvůli jejich jasnosti a jednoduchosti.Ať už se jedná o budík na lůžkovém stole nebo na nástěnné kancelářské hodiny, 7-segment displeje poskytují rychlý a snadný způsob, jak si přečíst čas z dálky.Jejich jasné osvětlení je také zviditelní v prostředí s nízkým osvětlením.

Digitální teploměry

V domácím i lékařském prostředí digitální teploměry často používají displeje 7 segmentů k zobrazení odečtů teploty.Používají se ve vnitřních/venkovních počasí, teploměry těla a systémech HVAC.Protože potřebují pouze zobrazovat čísla, obvykle dvě nebo tři číslice, 7-segmentové displeje jsou perfektní a nabízejí rychlý a snadno čitelný výstup, aniž by vyžadovali úplný grafický displej.

Voltmeters a multimeters

7-segmentové displeje jsou standardní funkcí v digitálních voltmetrech a multimetrech, což jsou nástroje používané k měření napětí, proudu a odporu.Tyto displeje umožňují okamžitě vidět přesné numerické odečty.Jejich rychlá doba odezvy a čitelnost je činí vhodnými pro testování a řešení problémů s elektronikou.

Plynová čerpadla a výdejní výdejní stanice

Na čerpacích stanicích používají výdejní výdejní stanice velké, robustní displeje 7 segmentů, aby ukázaly množství vydávání paliva, náklady na galon/litr a celkové náklady.Díky jejich schopnosti zůstat čitelné čitelné ve slunečním světle a drsných venkovních podmínkách je pro toto prostředí ideální.Jsou také drsné a dlouhodobé, což snižuje potřeby údržby.

Mikrovlny a kuchyňské spotřebiče

Mnoho kuchyňských spotřebičů, zejména mikrovlny, používá 7-segmentové displeje k zobrazení doby vaření, odpočítávání nebo nastavení napájení.Displej je intuitivní a snadno interpretovatelný, ani nejste technologicky nakloněni.Protože vyžadují minimální výkon a prostor, jsou to nákladově efektivní řešení pro výrobce zařízení.

Vážící stupnice (osobní a průmyslové)

Jak domácí koupelnové stupnice, tak i systémy vážení průmyslové třídy používají 7 segmentů displeje k prezentaci hodnot hmotnosti.Tyto displeje jsou často vybírány pro jejich spolehlivost a čitelnost.V průmyslových kontextech mohou být displeje dostatečně velké, aby byly vidět z dálky ve skladech nebo na výrobních podlahách.

Průmyslové a laboratorní vybavení

V profesionálním nastavení se na měřicích přístrojích, napájecích zdrojích a monitorovacích systémech často vyskytují 7-segmentové displeje.Používají se k zobrazení klíčových číselných dat, jako je frekvence, tlak, napětí nebo provozní čas.Tyto displeje nabízejí trvanlivost, přesnost a snadnou integraci do systémů namontovaných na panelu.

Levné zabudované systémy

V mnoha vestavěných aplikacích, kde jsou vyžadována pouze čísla, jako jsou čítače, časovače, skóre nebo základní diagnostické nástroje, nabízejí 7-segmentové displeje levnou alternativu k složitějším grafickým rozhraním.Konzumují malou energii a snadno se programují, takže je vhodnými pro systémy s vybavením baterií nebo s omezením zdrojů.

Jak používat rezistory se 7-segmentovým displejem?

Jedním snadným způsobem ovládání 7-segmentového displeje je dát před každý segment odpor.To pomáhá chránit malá světla uvnitř displeje, nazývaná LED, před přílišnou elektřinou.Příliš mnoho proudu může LED diody přehřát nebo přestat fungovat.Tyto odpory také pomáhají udržovat úroveň světla i ve všech segmentech.Hodnota každého rezistoru je obvykle mezi 220 ohmy (Ω) a 470 ohmy (Ω).Přesné číslo závisí na dvou věcech: napětí napájení a jak jasné chcete, aby displej byl.Například, pokud používáte napájecí zdroj 5 V a každý segment používá asi 2 volty, pak 150-ohmový rezistor nechá proud asi 20 miliampánek (MA).Je to velké množství proudu, aby byl displej dostatečně jasný, ale pro LED diody stále bezpečný.

Pokud používáte větší rezistory, bude proudit méně proudu a displej bude vypadat stmívanější.To však může pomoci LED diody vydržet déle a využívat méně energie.Pokud používáte menší rezistory, více proudových toků a displej vypadá jasněji, ale může se rychleji nosit a být teplejší.V pokročilejších nastaveních, jako když je jeden rezistor sdílen mezi několika segmenty (nazývanými multiplexování), může jas vypadat nerovnoměrně.Je to proto, že různé segmenty mohou čerpat různá množství proudu.V těchto případech je lepší použít jeden rezistor pro každý segment nebo použít speciální čipy, které ovládají proud automaticky.Tyto metody způsobují, že displej vypadá lépe a spolehlivě fungují.

Obrázek 8. Základní schéma displeje založeného na rezistoru 7 segmentu

Obrázek ilustruje základní diagram obvodu pro řízení jediného displeje LED 7 segmentu pomocí jednotlivých rezistorů pro každý segment.Každý ze segmentů displeje (označený A, B, C, D, E, F, G a DP (desetinná čára)) je připojen v sérii s rezistorem 220Ω, který omezuje proud na bezpečné úrovně.Tyto rezistory jsou ovládány přepínači, které přepínají vstup mezi logikou „vysokou“ a logikou „nízkým“, což umožňuje nezávisle zapnout nebo vypnout každý segment.Společný kolík 7-segmentového displeje je připojen ke zdroji sdíleného napětí, což umožňuje provoz jednotlivých LED diodů v displeji na základě vstupních logických signálů.Tato konfigurace je příkladem nejjednoduššího a nejpřímějšího způsobu, jak ručně testovat a provozovat 7-segment displej.

Jak používat tranzistory s 7-segmentovým displejem?

Tranzistory jsou jako malé elektronické přepínače, které pomáhají ovládat, které části 7-segmentového displeje se rozsvítí.V nastavení „běžné katody“ jsou všechny negativní konce (katody) LED spojeny a spojeny s zemí.Pro rozsvícení segmentu odešle mikrokontrolér signál na pozitivní konec (anoda).Protože půda je třeba zapnout a vypnout pro ovládání každé číslice, používají se tranzistory NPN.Mikrokontrolér posílá malý signál na základnu (střední nohu) tranzistoru, což umožňuje proud protékat skrz něj a rozsvítit segment.

V nastavení „běžné anody“ jsou všechny pozitivní konce (anody) spojeny dohromady a připojeny k síle (obvykle 5V).Zde můžete použít tranzistory PNP nebo speciální přepínače, jako jsou N-kanálové MOSFETS k řízení negativních konců (katody).Displej se rozsvítí, když mikrokontrolér pošle signál, aby vytáhl katodu nízko (blízko 0V).Pro displeje s více než jednou číslicí se používá multiplexování.To znamená, že mikrokontrolér zapne jednu číslice najednou velmi rychle, tak rychle, že vypadá, že všechny číslice jsou najednou.Každá číslice používá svůj vlastní tranzistor, který mikrokontrolér zapne a vypíná v pořádku, zatímco odesílá správné signály do segmentů.

Pro ochranu mikrokontroléru a ujistěte se, že tranzistory fungují správně, mezi mikrokontrolérem a základnou tranzistoru je umístěn malý rezistor (obvykle kolem 1 000 ohmů).To omezuje, kolik proudu proudí. Také je důležité vybrat tranzistory, které zvládnou množství proudu potřebného LED.Pokud jsou tranzistory příliš slabé, mohou se přehřát nebo přestat fungovat a displej nemusí vypadat správně.Výběr správných částí a správa tepla pečlivě pomáhá displeji dobře fungovat a vydrží déle.

Obrázek 9. Ovládání diagramu displeje 7 segmentu založené na tranzistoru

Schéma ilustruje jednoduchou metodu řízení jednociferného sedmisegmentového displeje pomocí osmi přepínačů (SW1 až SW8), z nichž každý je připojen odporem 220Ω k jednotlivým segmentům displeje.Řídicí linky segmentu jsou směrovány na vstupy zobrazení, které jsou napájeny přepínačem tranzistoru (Q1).Rezistor 1KΩ (R9) spojuje tranzistorovou základnu s řídicí částí 5V, což umožňuje aktivaci displeje, když je tranzistor zapnutý.Toto nastavení zajišťuje správnou kontrolu aktuálního proudu a efektivní provoz displeje.

Závěr

7-segmentové displeje jsou jednoduchý a užitečný způsob, jak zobrazit čísla v elektronických zařízeních.Každý segment je jako malé světlo a zapnutím správných, můžete zobrazit jakoukoli číslici od 0 do 9. V závislosti na vašem obvodu můžete použít buď běžnou katodu nebo běžný displej anody.Chcete -li chránit displej a mikrokontrolér, musíte použít rezistory nebo tranzistory.Pokud máte více než jednu číslice, můžete použít metodu nazývanou multiplexování, abyste je zapálili po jednom opravdu rychle, takže všichni vypadají osvětlené.Tyto displeje se používají v mnoha věcech, jako jsou digitální hodiny, stupnice, měřiče a kuchyňské spotřebiče, protože jsou levné, snadno použitelné a jasné číst.S tipy z této příručky můžete bezpečně a snadno přidat 7-segmentové displeje do svých vlastních projektů.