na 2025/05/6 26,374

Osnove za prikaz 7 segmenata, pinout, vrste, kontrola i upotrebu

Ovaj vodič govori o tome kako funkcioniraju 7-segmentni prikazi i kako ih možete koristiti u svojim projektima elektronike.Objašnjava igle na zaslonu, kako svaki segment svijetli i dvije uobičajene vrste: uobičajena katoda i uobičajena anoda.Također ćete naučiti kako okrenuti segmente na korištenju mikrokontrolera, kako kontrolirati svjetlinu s otpornicima i kako koristiti tranzistore za sigurno rješavanje snage.Vodič uključuje primjere, dijagrame i pokazuje kako se zasloni od 7 segmenata koriste u stvarnim uređajima poput satova, termometara i mikrotalasa.Bilo da tek započinjete ili već gradite projekte, ovaj će vam vodič pomoći da razumijete i koristite prikaze 7 segmenata na pravi način.

Katalog

7-segment zaslon pinout

Tipični jednoznamenkasti 7-segmentni zaslon ima 10 pinova.Svaki pin kontrolira određeni segment, osim za dvije igle koje djeluju kao uobičajeni terminali za snagu.Na primjer, Pin 1 povezuje se s segmentom 'E' (donje lijevo), dok pin 2 kontrolira segment 'd' (dno).Igle 3 i 8 uobičajeni su terminali ili svi spojeni na zemlju (uobičajena katoda) ili napajanje (uobičajena anoda).Ostatak igle osvjetljava segmente 'C', 'B', 'A', 'F', 'G' i decimalna točka.

Slika 2. 7-segmenta zaslona konfiguracija pina

Broj	Ime	Opis
1	e	Kontrolira lijevi dno LED zaslona 7 segmenta
2	d	Kontrolira dno najviše LED zaslona 7 segmenta
3	Com	Spojen na zemlju/VCC na temelju vrste zaslona
4	c	Kontrolira desni dno LED zaslona 7 segmenta
5	Dp	Kontrolira LED decimalne točke za prikaz 7 segmenta
6	b	Kontrolira gornji desni LED zaslona 7 segmenta
7	a	Kontrolira najviši LED zaslona 7 segmenta
8	Com	Spojen na zemlju/VCC na temelju vrste zaslona
9	f	Kontrolira gornji lijevi LED zaslona 7 segmenta
10	g	Kontrolira srednji LED zaslona 7 segmenta

Značajke zaslona od 7 segmenata

• Segmentna struktura: 7-segmentni zaslon uključuje sedam laganih šipki raspoređenih u oblikovanje brojeva, nalik na oblik "8."Ovi segmenti označeni su "A" kroz "G", s neobaveznim osmim segmentom, decimalnom točkom (DP), obično se nalazi u donjem desnom kutu.Kombinacijom ovih segmenata u različitim uzorcima, zaslon može predstavljati znamenke 0–9 i nekoliko jednostavnih slova poput A - F.Ovaj izravni izgled čini ga idealnim za numeričke zaslone zbog svoje jednostavne uporabe.

• Prikaz tehnologije: Ovi zasloni obično koriste LED -ove, gdje svaki segment svijetli kada električna struja prođe kroz njega.LED modeli su svijetli, energetski učinkoviti i vidljivi u različitim uvjetima osvjetljenja.Neke verzije koriste LCD tehnologiju, koja troši manju energiju i dobro je prilagođena uređajima s pogonom na baterije, iako su LCD-ovi uglavnom zatamnjeni i manje vidljivi u svijetlim postavkama.

• Vrste konfiguracije: Postoje dvije metode primarnog ožičenja: uobičajena katoda (CC) i uobičajena anoda (CA).U CC zaslonima svi su negativni terminali spojeni zajedno, a segmenti se aktiviraju davanjem pozitivnog napona.U CA prikazima svi su pozitivni terminali povezani, a segmenti se uključuju utemeljenjem pojedinih katoda.Izbor ovisi o dizajnu kruga i načinu pokretanja zaslona.

• Prikaz karaktera : Iako su uglavnom dizajnirani za brojeve, ovi zasloni također mogu pokazati ograničen raspon slova, posebno A do F, što je korisno za heksadecimalne izlaze.Zbog samo sedam segmenata, oni ne mogu točno oblikovati većinu slova ili složenih simbola, ali dovoljni su za osnovne alfanumeričke potrebe.

• Kontrola i povezivanje: Svaki segment može se uključiti ili isključiti pojedinačno, često kontrolirano GPIO igle za mikrokontroler.Da bi se pojednostavila kontrola, dekoder/vozački IC -ovi poput 7447 ili CD4511 mogu pretvoriti binarne ulaze u odgovarajuće kombinacije segmenta, smanjujući broj potrebnih veza.

• Prednosti: Njihove glavne snage uključuju niske troškove, jednostavnost kontrole i čitljivost.LED tipove su svijetle i izdržljive, dok LCD varijante čuvaju snagu.Ove osobine čine ih popularnima za mnoge elektroničke uređaje, posebno tamo gdje je dovoljan jednostavan numerički izlaz.

• Ograničenja: Najveći nedostatak je ograničeni skup znakova, oni ne mogu prikazati cijeli tekst ili zamršenu grafiku.LED modeli mogu imati uske kutove gledanja, dok se LCD -ovi mogu boriti s vidljivošću u jakom svjetlu.Ta se ograničenja treba uzeti u obzir pri odabiru vrste zaslona za projekt.

Alternativni moduli za prikaz

Prikaz Tip	Opis	Prednosti	Ograničenja
Prikazi od 7 segmenta	Sedam LED segmenata za znamenke I nekoliko likova.	Vrlo jednostavan za korištenje	Prikazuje samo znamenke i ograničene znakove
Dot matrica prikazuje	Grida LED -ova (npr. 5x7 ili 8x8) koja formira prilagodljivo likovi i animacije.	Jeftin i široko dostupan	Nije prikladno za tekst ili grafiku
		Mala potrošnja energije	Složeniji za program
		Koristi se u natpisu, satovima itd.
Alfanumerički LCDS	Preformatizirani LCD -ovi (npr. 16x2, 20x4) koji prikazuju redove Znakovi fiksne veličine (obično 5x8 točkica).	Jednostavno za sučelje (standardni protokoli)	Znakovi fiksne veličine
		Izvrsno za prikaze jelovnika/statusa	Ograničene grafičke mogućnosti
		Čitljivo u raznim rasvjetama	Sporije osvježavanje od grafičkih zaslona
OLED ekrani	Samozatajni prikazi s visokim kontrastom;dostupan u jednobojna ili puna boja.	Visoki kontrast i široki kut gledanja	Veći troškovi
		Tanak i lagan	Kraći životni vijek (posebno plavi pikseli)
		Mala snaga kada pokazuje tamni sadržaj	Treba više memorije i obrade
TFT ekrani	LCD-ovi visoke boje, visoke rezolucije s aktivnom matricom, često omogućen dodirom.	Bogata boja i detalji	Potrošnja velike energije
		Može uključivati ​​dodir	Zahtijeva više RAM -a/obrade
		Idealno za videozapise, GUI, nadzorne ploče	Skuplji i složen za integriranje

Kako funkcionira zaslon od 7 segmenata?

Rad 7-segmenta zaslona temelji se na naprijed pristranosti diodama koje emitiraju svjetlost (LED) unutar svakog segmenta.Kad se napon primijeni u ispravnom smjeru, od anode do katode, segment se svijetli.Svaki segment može se kontrolirati neovisno, obično putem digitalnih izlaznih pinova mikrokontrolera ili specijaliziranog IC -a za prikaz.Ovi kontroleri određuju koji se segmenti aktiviraju u bilo kojem trenutku na temelju željenog karaktera.

Kako bi se spriječilo oštećenje LED-a od prekomjerne struje, otpornik koji ograničava struju povezan je u seriji sa svakim segmentom.Ovaj otpornik osigurava da struja koja teče kroz svaki LED ostaje u sigurnom rasponu, što je obično oko 20 do 30 miliamera (MA).Međutim, točna vrijednost može varirati ovisno o vrsti korištenog LED -a i potrebnom svjetlini.Postoje dva glavna operativna načina za zaslone od 7 segmenata:

1. Statički način rada: U ovom načinu, svaka znamenka i odgovarajući segmenti se neprestano uključuju.Ova postavka zahtijeva zasebnu upravljačku liniju za svaki segment svake znamenke, koja može postati neučinkovita ako se koriste mnoge znamenke.Međutim, nudi jednostavnost i stalnu svjetlinu.

2. Multipleksirani način : Da bi se smanjio broj upravljačkih linija i potrošnja energije, zasloni se često izvode u multipleksiranom načinu.U ovom se načinu istodobno osvjetljava samo jedna znamenka, ali sustav se brzo prebacuje između znamenki pri brzini dovoljno visokom da sve znamenke shvaća kao kontinuirano upaljene.Ovim se prebacivanjem često obrađuje pomoću vremena mikrokontrolera ili registara za pomicanje, koji omogućuju precizno vrijeme i kontrolu.

Slika 3. Mapiranje segmenta u LED zaslonu od 7 segmenta

Gornja slika prikazuje strukturu i označavanje zaslona od 7 segmenta.Prikazuje pravokutni raspored sedam segmenata (A, B, C, D, E, F i G) kroz deset različitih prikaza zaslona.Na svakoj slici različiti segmenti su zasjenjeni zeleni kako bi predstavljali svoju aktivaciju.To pomaže vizualizirati kako svaki pojedinačni segment doprinosi formiranju znamenki.Slika sustavno ističe različite kombinacije, pomažući u razumijevanju načina na koji uključivanje određenih segmenata stvara prepoznatljive likove.

7-segment zaslon binarni kodovi

Za prikaz znamenke, mikrokontroler šalje binarni kôd koji uključuje pravu kombinaciju segmenata.Na primjer, za prikaz segmenata "0", uključeni su segmenti A, B, C, D, E i F, a g je isključen.Za uobičajeni katodni prikaz, ovo je binarni 0b00111111 (ili 0x3f u hexu).Za uobičajenu anodu, logika je obrnuta 0b11000000 (0xc0).Kôd se mora podudarati s vrstom prikaza ili će se pogrešni segmenti upaliti.Korištenje binarnih tablica pretraživanja štedi vrijeme obrade i osigurava brza, točna ažuriranja, posebno u dinamičnim aplikacijama poput brojača ili timera.

Tablica u nastavku ilustrira kako se brojevi pojavljuju na zaslonu 7 segmenta s zajedničkom konfiguracijom anode:

Broj	g f e d c b a	Šesterokutni kôd
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

Tablica u nastavku prikazuje znamenke kao što se pojavljuju na zaslonu 7 segmenta pomoću zajedničke konfiguracije katode:

Broj	g f e d c b a	Šesterokutni kôd
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

U ovom postavku, svaki segment dvoznamenkastih 7-segmentnih zaslona povezan je s Arduino Uno-om putem otpornika koji ograničava struju (obično 220Ω do 330Ω).Segmenti s oznakom A do G (i opcionalno decimalnoj točki DP) spojeni su paralelno u obje znamenke i spojeni na digitalne igle D2 na D9 na Arduinu.Na primjer, segment 'A' je povezan s D2, 'B' na D3, i tako dalje.Svaka znamenka ima svoj zajednički katodni pin (CC), koji kontrolira je li omogućena ta znamenka.Ove uobičajene igle povezane su s arduino pinovima D10 i D11 i koriste se za multipleksiranje: samo se jedna znamenka aktivira odjednom, ali prebacivanje između njih dovoljno brzo (obično> 50Hz) čini da se obje znamenke istovremeno pojavljuju.Upotrijebite digitalWrite () za kontrolu koji su segmenti uključeni i koji je znamenka aktivna.Tablica pretraživanja u vašim skicama preslikava brojeve (0–9) na njihove odgovarajuće kombinacije segmenta.Za učinkovito rukovanje više znamenki, koristite multipleksiranje u svom kodu ili knjižnici koja ga podržava.To smanjuje broj potrebnih Arduino I/O pinova, a istovremeno omogućava ažuriranja dinamičnih zaslona.

Slika 4. 7-segmentni krug prikaza s Arduino

Korištenje uobičajenog zaslona katode od 7 segmenta

U zajedničkom zaslonu katode (CC) 7 segmenta, svi katodni terminali pojedinih LED-ova koji tvore segmente zaslona su interno povezani i usmjereni na jednu ili više vanjskih uobičajenih katodnih pinova.Ove uobičajene katodne igle obično su spojene na zemlju (GND) u krugu.Svaki od pojedinačnih segmenata, označen iz 'A' putem 'G', kao i opcionalna decimalna točka (DP), ima vlastiti anodni pin, koji se kontrolira neovisno.

Za osvjetljavanje određenog segmenta na ovoj vrsti zaslona, ​​na odgovarajući pin anode mora se primijeniti visoki napon (obično +5V ili +3.3V, ovisno o sustavu).Budući da su katode utemeljene, struja će teći iz anode u katodu, omogućavajući da se LED segment svijetli.Upotreba uobičajene katode pojednostavljuje povezivanje s mikrokontrolerima, jer kontroler može aktivno izvoditi struju na pojedine segmentne igle, a ne potonuti.

Ova je konfiguracija popularna u početnim projektima elektronike zbog svoje izravne logike ožičenja i programiranja.Omogućuje stvaranje numeričkih ili ograničenih abecednih znakova kombiniranjem različitih segmenata.Na primjer, za prikaz broja "2", segmenti A, B, D, E i G su uključeni.Mikrokontroler aktivira svaki segment postavljajući svoj odgovarajući pin visoko.

Međutim, razmatranje se pojavljuje pri pokušaju prikazivanja znakova poput "8", za koje je potrebno istovremeno biti svih sedam segmenata.Svaki LED segment izvlači određenu količinu struje (obično oko 10-20 mA), a rasvjeta svih segmenata može zbrojiti do 140 mA ili više.Većina I/O pinova mikrokontrolera nije dizajnirana tako da istovremeno izvori tako veliku ukupnu struju u više igara.Ako se nacrta previše struje, može oštetiti mikrokontroler ili ga uzrokovati kvar.Da bi ublažili to, mnogi koriste vanjske IC-ove (poput ULN2003A), tranzistorske nizove ili otpornike koji ograničavaju struju kako bi sigurno upravljali opterećenjem bez preopterećenja mikrokontrolera.

Slika 5. Zajednička katoda s 7-segmentom prikazani dijagram kruga

Slika prikazuje unutarnje i vanjsko ožičenje uobičajenog zaslona katode od 7 segmenta.Zaslon je označen segmentima A do G i decimalnim točkama (DP).Svaki je segment povezan s simbolom diode (D1 do D8), što predstavlja pojedinačne LED segmente.Sve su katode povezane zajedno i povezane s tlom, što ukazuje na uobičajenu konfiguraciju katode.Primjena visokog signala na anodu bilo kojeg segmenta omogućava struju da teče kroz segment, osvjetljavajući ga.

Korištenje zajedničke anode zaslona od 7 segmenta

U zajedničkom zaslonu anode (CA) 7 segmenta, svi anodni terminali LED segmenata interno su povezani i iznose se u zajednički pin označen kao uobičajena anoda (CA).Ovaj uobičajeni pin spojen je na pozitivno napajanje napona, često +5V.Svaki pojedinačni segment zaslona, ​​označen A do G (s opcionalnom decimalnom točkom s oznakom DP), ima svoju katodu izloženu za vanjsku vezu i kontrolu.

Za osvjetljavanje određenog segmenta, njegova katoda mora biti spojena na zemlju (nisko), dok uobičajena anoda ostaje na +5V (visoka).To podrazumijeva da je logika za kontrolu segmenata obrnuta za razliku od uobičajenog zaslona katoda, gdje su segmenti uključeni s visokim signalom, u zajedničkom anodnom zaslonu, uključeni su s niskim signalom.Kao rezultat, vaš upravljački kôd mora pretvoriti binarni uzorak koji se koristi za uobičajeni katodni prikaz.Na primjer, uzorak koji u zajedničkom katodnom zaslonu osvjetljava broj "0" može koristiti heksadecimalnu vrijednost poput 0x3f;Isti uzorak za zajednički anodni zaslon bio bi 0xc0, što je malo inverzno.

Mikrokontroleri koji su sposobni potonuti struju (tj. Izvlačenje izlaznog pin -a na zemlju) bolje su prikladniji za pokretanje CA zaslona, ​​jer mogu učinkovito dovršiti krug za bilo koji segment koji treba uključiti.Ovi su zasloni također povoljni u sustavima u kojima druge komponente djeluju s logikom aktivno-niske, poput korištenja NPN tranzistora ili određenih vrsta logičkih vrata.Međutim, morate osigurati da je firmver ili logika upravljačkog programa pravilno konfigurirana tako da računa ovo obrnuto ponašanje kako bi se izbjegle pogreške u prikazu.

Slika 6. Zajednička anoda 7-segment prikaza dijagram kruga

Slika se sastoji od dva dijela.S lijeve strane nalazi se dijagram zajedničkog zaslona anode 7 segmenta koji prikazuje naljepnice unutarnjih segmenata (A do G i DP) i kako su raspoređeni u formiranje brojeva.Na vrhu je prikazan jedan uobičajeni anodni pin.S desne strane, shema pojednostavljenog kruga ilustrira kako je svaki segment (A do G, DP) spojen na odgovarajuću diodu (D1 do D8), sa svim anodama vezanim za uobičajeni visoki napon (CA).Svaka se katoda može pojedinačno kontrolirati uzemljenjem kako bi se uključio odgovarajući segment.

Izgled zaslona s 7 segmenta

Slika 7. 7-segmentni prikaz zaslona

Gornji dijagram prikazuje standardne dimenzije za prikaz 7 segmenta u dvostrukom linijskom paketu (DIP), koji se obično koristi za instalacije PCB-a za propusnost.Zaslon je visok 19,00 mm od baze do vrha, a znamenke su visine od 14,20 mm (0,56 inča), široko korištena veličina koja osigurava dobru vidljivost i u zatvorenim i vanjskim postavkama.Segmenti su na kut prema unutra na 8 °, povećavajući čitljivost iz nadzemne perspektive.

Tijelo zaslona širok je oko 12,60 mm i ima debljinu optimiziranu za standardne PCB rasporede.Razmak pina slijedi konvencionalni nagib od 2,54 mm, pri čemu svaki redak sadrži četiri igle i mjere 10,16 mm u ukupnoj duljini.Redovi su razmaknuti 15,24 mm udaljene preko paketa.Svaki pin ima promjer od 0,51 mm, kompatibilan sa standardnim dipnim utičnicama ili dimenzijama rupe.Sukob između površine PCB -a i baze zaslona kreće se od 6,3 mm do 8,0 mm, pružajući dovoljno zazora za lemljenje i protok zraka.

Kako odabrati pravi zaslon od 7 segmenata?

Da biste odabrali pravi zaslon od 7 segmenta, započnite odlučivanjem prave veličine.Manji rade dobro za ručne uređaje, dok veći poboljšavaju čitljivost u brojilima ili javnim prikazima.Dalje, razmislite o boji.Crvene LED su uobičajene jer su energetski učinkoviti i trebaju niži napon.Ostale boje poput zelene ili plave koriste više snage i zahtijevaju veći napon.

Također ćete morati uskladiti vrstu zaslona (uobičajena anoda ili uobičajena katoda) s vašim krugom.Na primjer, ako vaš mikrokontroler može dostaviti struju (izvor), uobičajeni katodni zaslon bolje je u skladu.Ako može samo potonuti struju, idite s zajedničkom anodom.Uvijek provjerite list podataka za trenutne ocjene, svjetline i zadataka PIN -a.To osigurava da vaš zaslon radi kako se očekuje i izbjegava oštećenja od netočnih napona ili struje.

Primjene zaslona od 7 segmenata

Digitalni satovi i satovi

Jedna od najčešćih uporabe zaslona od 7 segmenata je u digitalnim satovima i ručnim satovima.Ovi su zasloni idealni za prikazivanje vremena u satima, minutama i sekundi zbog svoje jasnoće i jednostavnosti.Bilo da se radi o budilici na noćnom ormariću ili zidnom uredu, zasloni od 7 segmenata pružaju brz i jednostavan način za čitanje vremena iz daljine.Njihovo svijetlo osvjetljenje također ih čini vidljivim u okruženju slabog osvjetljenja ili mraka.

Digitalni termometri

U kućnom i medicinskom okruženju, digitalni termometri često koriste zaslone od 7 segmenata za prikaz očitanja temperature.Koriste se u zatvorenim/vanjskim vremenskim termometrima, karoserijskim termometrima i HVAC sustavima.Budući da trebaju prikazati samo brojeve, obično dvije ili tri znamenke, zasloni od 7 segmenata savršeno su u skladu, nudeći brz, lako pročitani izlaz bez potrebe za potpunim grafičkim zaslonom.

Voltmetri i multimetri

Prikazi od 7 segmenata standardna su značajka u digitalnim voltima i multimetrima, koji su alati koji se koriste za mjerenje napona, struje i otpora.Ovi zasloni omogućuju odmah vidjeti precizne numeričke očitavanja.Njihovo brzo vrijeme i čitljivost čine ih dobro prilagođenim za testiranje i rješavanje problema.

Benzinske crpke i dozačitelji goriva

Na benzinskim postajama, dozatori goriva koriste velike, robusne zaslone od 7 segmenata kako bi pokazali količinu raspodjele goriva, troškove po galonu/litri i ukupni trošak.Njihova sposobnost da ostanu čitljiva na sunčevoj svjetlosti i teškim vanjskim uvjetima čini ih idealnim za ovo okruženje.Oni su također hrapavi i dugotrajni, što smanjuje potrebe za održavanjem.

Mikrotalasi i kuhinjski uređaji

Mnogi kuhinjski uređaji, posebno mikrovalne pećnice, koriste zaslone od 7 segmenata za prikaz vremena kuhanja, odbrojavanja ili postavki napajanja.Zaslon je intuitivan i jednostavan za tumačenje, čak ni vi niste tehnološki skloni.Budući da im je potrebna minimalna snaga i prostor, oni su isplativa rješenja za proizvođače uređaja.

Vaga vaga (osobna i industrijska)

I kućna vaga za kupaonicu i sustavi za vaganje industrijskog razreda koriste zaslone od 7 segmenata za predstavljanje vrijednosti težine.Ovi se prikazi često biraju za njihovu pouzdanost i čitljivost.U industrijskim kontekstima, zasloni mogu biti dovoljno veliki da se mogu vidjeti iz daljine u skladištima ili proizvodnim podovima.

Industrijska i laboratorijska oprema

U profesionalnim postavkama, zasloni od 7 segmenata često se nalaze na mjernim instrumentima, opskrbi napajanjem i sustavima za praćenje.Koriste se za prikaz ključnih numeričkih podataka poput frekvencije, tlaka, napona ili vremena rada.Ovi zasloni nude izdržljivost, točnost i jednostavnost integracije u sustave montirane na ploče.

Jeftini ugrađeni sustavi

U mnogim ugrađenim aplikacijama u kojima su potrebni samo brojevi, kao što su brojači, tajmeri, ploče s partiturama ili osnovni dijagnostički alati, 7-segmentni zasloni nude jeftinu alternativu složenijim grafičkim sučeljima.Oni troše malo energije i lako ih je programirati, što ih čini prikladnim za sustave na bateriju ili ograničene resurse.

Kako koristiti otpornike sa zaslonom od 7 segmenta?

Jedan jednostavan način za kontrolu zaslona od 7 segmenta je stavljanje otpornika ispred svakog segmenta.To pomaže u zaštiti sitnih svjetala unutar zaslona, ​​nazvanih LED -ove, od previše električne energije.Previše struje može učiniti da LED pregrijavaju ili prestanu raditi.Ovi otpornici također pomažu u održavanju razine svjetlosti čak i u svim segmentima.Vrijednost svakog otpornika obično je između 220 ohma (ω) i 470 ohma (ω).Točan broj ovisi o dvije stvari: napon napajanja i koliko želite da zaslon bude.Na primjer, ako koristite napajanje od 5 volta i svaki segment koristi oko 2 volti, tada će otpornik od 150 ohma pustiti oko 20 miliams (MA) struje.Ovo je dobra količina struje kako bi zaslon bio dovoljno svijetli, ali još uvijek siguran za LED.

Ako koristite veće otpornike, manje struja će teći, a zaslon će izgledati zatamnjeno.Ali to može pomoći LED -ima da traju duže i koriste manje snage.Ako koristite manje otpornike, više strujnih tokova, a zaslon izgleda svjetlije, ali može se istrošiti brže i postati topliji.U naprednijim postavkama, poput kada se jedan otpornik dijeli između nekoliko segmenata (koji se nazivaju multipleksiranje), svjetlina može izgledati neujednačeno.To je zato što različiti segmenti mogu privući različite količine struje.U tim je slučajevima bolje koristiti jedan otpornik za svaki segment ili koristiti posebne čipove koji automatski kontroliraju struju.Ove metode čine da zaslon izgleda bolje i djeluje pouzdanije.

Slika 8. Osnovni dijagram za prikaz 7-segmenta na temelju otpornika

Slika prikazuje osnovni dijagram kruga za pokretanje jednog LED zaslona od 7 segmenta pomoću pojedinačnih otpornika za svaki segment.Svaki od segmenata zaslona (označen A, B, C, D, E, F, G i DP (decimalna točka)) spojen je u seriji s otpornikom od 220Ω, što ograničava struju na sigurne razine.Ti se otpornici upravljaju prekidačima koji prebacuju ulaz između logičke "visoke" i logičke "niske", omogućujući da se svaki segment neovisno uključi ili isključuje.Uobičajeni pin zaslona od 7 segmenta povezan je s dijeljenim izvorom napona, omogućavajući rad pojedinačnih LED-ova unutar zaslona na temelju ulaznih logičkih signala.Ova konfiguracija pokazuje najjednostavniji i najravniji način za testiranje i ručno upravljanje zaslonom od 7 segmenta.

Kako koristiti tranzistore sa zaslonom od 7 segmenta?

Tranzistori su poput sitnih elektroničkih prekidača koji pomažu u kontroli kojih dijelova zaslona sa 7 segmenta svijetli.U postavi "uobičajene katode", svi negativni krajevi (katode) LED -a spojeni su zajedno i povezani s tlom.Da bi osvijetlio segment, mikrokontroler šalje signal na pozitivni kraj (anoda).Budući da tlo treba uključiti i isključiti za kontrolu svake znamenke, koriste se NPN tranzistori.Mikrokontroler šalje mali signal u bazu (srednje noge) tranzistora, a to omogućava struju da teče kroz njega, osvjetljavajući segment.

U postavi "uobičajene anode", svi pozitivni krajevi (anode) spojeni su zajedno i spojeni na napajanje (obično 5V).Ovdje možete koristiti PNP tranzistore ili posebne sklopke poput N-kanalnih MOSFET-a za kontrolu negativnih krajeva (katode).Zaslon se svijetli kada mikrokontroler pošalje signal da povuče katodu nisko (blizu 0V).Za zaslone s više od jedne znamenke koristi se multipleksiranje.To znači da se mikrokontroler vrlo brzo uključuje na jednu znamenku, tako brzo da izgleda kao da su sve znamenke odjednom.Svaka znamenka koristi vlastiti tranzistor, koji mikrokontroller uključi i isključuje u redu, dok šalje prave signale u segmente.

Da bi se zaštitili mikrokontroler i osigurali da tranzistori rade pravilno, između mikrokontrolera i baze tranzistora postavlja se mali otpornik (obično oko 1000 ohma).To ograničava koliko struja teče. Također je važno odabrati tranzistore koji mogu podnijeti količinu struje potrebne LED -ovima.Ako su tranzistori previše slabi, mogu se pregrijavati ili prestati raditi, a zaslon možda neće izgledati ispravno.Odabir pravih dijelova i pažljivo upravljanje toplinom pomaže da zaslon dobro funkcionira i traje duže.

Slika 9. Tranzistorska kontrola dijagrama prikaza sa 7 segmenta

Dijagram ilustrira jednostavnu metodu pokretanja jednocifrenog zaslona od sedam segmenata pomoću osam prekidača (SW1 do SW8), a svaki je spojen kroz otpornik od 220Ω na pojedinačne segmente zaslona.Kontrolne linije segmenta preusmjerene su na ulaze zaslona, ​​koji se pokreću preko tranzistorskog prekidača (Q1).Otpor 1kΩ (R9) povezuje tranzistorsku bazu s upravljačkom linijom 5V, omogućujući aktiviranje zaslona kada je tranzistor uključen.Ova postavka osigurava pravilno upravljanje strujom i učinkovit rad prikaza.

Zaključak

7-segmentni zasloni jednostavan je i koristan način prikazivanja brojeva u elektroničkim uređajima.Svaki segment je poput malog svjetla, a uključivanjem pravih možete prikazati bilo koju znamenku od 0 do 9. Možete koristiti ili zajedničku katodu ili zajednički anodni zaslon, ovisno o vašem krugu.Da biste zaštitili zaslon i mikrokontroler, morate koristiti otpornike ili tranzistore.Ako imate više od jedne znamenke, možete upotrijebiti metodu koja se naziva multipleksiranje kako biste ih ubrzali jedan po jedan, tako da svi izgledaju osvijetljeno.Ovi se zasloni koriste u mnogim stvarima poput digitalnih satova, vaga, metara i kuhinjskih uređaja jer su jeftini, jednostavni za upotrebu i jasni za čitanje.Sa savjetima iz ovog vodiča možete sigurno i lako dodati zaslone od 7 segmenata u svoje projekte.