pe 2025/05/6 26,347

Bazele de afișare cu 7 segmente, pinout, tipuri, control și utilizări

Acest ghid se referă la modul în care funcționează afișajele cu 7 segmente și cum le puteți utiliza în proiectele dvs. de electronice.Acesta explică pinii de pe afișaj, cum se aprinde fiecare segment și cele două tipuri comune: catod comun și anod comun.De asemenea, veți învăța cum să transformați segmentele utilizând un microcontroller, cum să controlați luminozitatea cu rezistențele și cum să utilizați tranzistoarele pentru a gestiona în siguranță puterea.Ghidul include exemple, diagrame și arată modul în care afișările cu 7 segmente sunt utilizate pe dispozitive reale precum ceasuri, termometre și microunde.Indiferent dacă începeți sau construiți deja proiecte, acest ghid vă va ajuta să înțelegeți și să utilizați afișajele cu 7 segmente pe calea cea bună.

Catalog

Pinout de afișare cu 7 segmente

Un afișaj tipic cu 7 segmente cu o singură cifră are 10 pini.Fiecare pin controlează un segment specific, cu excepția celor doi pini care acționează ca terminale comune pentru putere.De exemplu, pinul 1 se conectează la segmentul „E” (stânga jos), în timp ce Pin 2 controlează segmentul „D” (partea de jos).Pinii 3 și 8 sunt terminalele comune, fie toate conectate la sol (catod comun) sau putere (anod comun).Restul pinilor luminează segmentele „C”, „B”, „A”, „F”, „G” și punctul zecimal.

Figura 2. Configurația pinului de afișare cu 7 segmente

Numărul PIN	Numele pinului	Descriere
1	e	Controlează LED-ul stâng stâng al afișajului cu 7 segmente
2	D.	Controlează cel mai jos LED-ul de jos al afișajului cu 7 segmente
3	Com	Conectat la sol/VCC pe baza tipului de afișaj
4	C.	Controlează LED-ul din partea dreaptă a afișajului cu 7 segmente
5	DP	Controlează LED-ul punctului zecimal al afișajului cu 7 segmente
6	b	Controlează LED-ul din dreapta sus al afișajului cu 7 segmente
7	o	Controlează cel mai mare LED al afișajului cu 7 segmente
8	Com	Conectat la sol/VCC pe baza tipului de afișaj
9	f	Controlează LED-ul din stânga sus al afișajului cu 7 segmente
10	g	Controlează LED-ul din mijloc al afișajului cu 7 segmente

Caracteristici ale afișajelor cu 7 segmente

• Structura segmentului: Un afișaj de 7 segmente include șapte bare ușoare dispuse pentru a forma numere, asemănătoare cu forma unui „8.”Aceste segmente sunt etichetate „A” prin „G”, cu un segment opțional al optulea, punctul zecimal (DP), de obicei situat în partea dreaptă jos.Combinând aceste segmente în diferite modele, afișajul poate reprezenta cifrele 0–9 și câteva litere simple precum A - F.Acest aspect simplu îl face ideal pentru afișaje numerice datorită ușurinței sale de utilizare.

• Afișează tehnologia: Aceste afișaje folosesc de obicei LED -uri, unde fiecare segment se aprinde atunci când curentul electric curge prin el.Modelele bazate pe LED-uri sunt luminoase, eficiente din punct de vedere energetic și vizibile în diferite condiții de iluminare.Unele versiuni folosesc tehnologia LCD, care consumă mai puțină energie și este potrivit pentru dispozitivele cu baterii, deși LCD-urile sunt în general mai slabe și mai puțin vizibile în setări luminoase.

• Tipuri de configurare: Există două metode de cablare primară: catod comun (CC) și anod comun (CA).În afișajele CC, toate terminalele negative sunt conectate între ele, iar segmentele sunt activate prin furnizarea unei tensiuni pozitive.În afișajele CA, toate terminalele pozitive sunt conectate, iar segmentele sunt pornite prin împământarea catodilor individuali.Alegerea depinde de designul circuitului și de modul în care afișajul este condus.

• Reprezentarea personajelor : Deși proiectate în principal pentru numere, aceste afișaje pot arăta, de asemenea, o gamă limitată de litere, în special A la F, care este utilă pentru rezultatele hexadecimale.Datorită faptului că au doar șapte segmente, acestea nu pot forma cu exactitate cele mai multe litere sau simboluri complexe, dar sunt suficiente pentru nevoile alfanumerice de bază.

• Control și interfață: Fiecare segment poate fi pornit sau oprit individual, adesea controlat de pinii GPIO cu microcontroller.Pentru a simplifica controlul, IC -urile decodificatoare/driver, precum 7447 sau CD4511, pot converti intrările binare în combinațiile de segment adecvate, reducând numărul de conexiuni necesare.

• Avantaje: Principalele lor puncte forte includ costuri reduse, ușurință de control și lizibilitate.Tipurile cu LED -uri sunt luminoase și durabile, în timp ce variantele LCD păstrează puterea.Aceste trăsături le fac populare pentru multe dispozitive electronice, în special în cazul în care este suficientă producție numerică simplă.

• Limitări: Cel mai mare dezavantaj este setul de caractere limitat, acestea nu pot afișa text complet sau grafică complexă.Modelele LED pot avea unghiuri de vizualizare înguste, în timp ce LCD -urile se pot lupta cu vizibilitatea în lumină strălucitoare.Aceste limitări ar trebui luate în considerare la selectarea unui tip de afișare pentru un proiect.

Module de afișare alternativă

Afişa Tip	Descriere	Avantaje	Limitări
Afișări cu 7 segmente	Șapte segmente LED pentru cifre și câteva personaje.	Foarte ușor de utilizat	Afișează doar cifre și caractere limitate
Afișări matrice punct	Grila de LED -uri (de exemplu, 5x7 sau 8x8) formând personalizabil personaje și animații.	Ieftin și disponibil pe scară largă	Nu este potrivit pentru text sau grafică
		Consum redus de energie	Mai complex de programat
		Folosit în semnalizare, ceasuri etc.
LCD -uri alfanumerice	LCD -uri preformate (de exemplu, 16x2, 20x4) care prezintă rânduri de rânduri de Caractere cu dimensiuni fixe (de obicei format 5x8 punct).	Simplu de interfață (protocoale standard)	Caractere cu dimensiuni fixe
		Excelent pentru meniuri/afișaje de stare	Capabilități grafice limitate
		Lizibil în diverse iluminări	Reîmprospătare mai lentă decât afișajele grafice
Ecrane OLED	Afișări de auto-emisare cu un contrast ridicat;Disponibil în monocrom sau culoare completă.	Unghiuri de contrast ridicat și de vizualizare largă	Costuri mai mari
		Subțire și ușoară	Durată de viață mai scurtă (în special pixeli albaștri)
		Putere scăzută atunci când se afișează conținut întunecat	Are nevoie de mai multă memorie și procesare
Ecrane TFT	LCD-uri de înaltă rezoluție cu matrice activă, de înaltă rezoluție, cu matrice activă, Adesea activat la atingere.	Culoare și detalii bogate	Consum mare de energie
		Poate include atingerea	Necesită mai mult RAM/procesare
		Ideal pentru videoclipuri, GUI, tablouri de bord	Costisitor și complex de integrat

Cum funcționează un afișaj cu 7 segmente?

Funcționarea unui afișaj de 7 segmente se bazează pe prejudecățile înainte diodele (LED-uri) care emit lumină în interiorul fiecărui segment.Când o tensiune este aplicată în direcția corectă, de la anod la catod, segmentul se aprinde.Fiecare segment poate fi controlat în mod independent, de obicei prin intermediul acelor de ieșire digitale ale unui microcontroller sau printr -un IC de driver de afișare specializat.Aceste controlere determină ce segmente sunt activate la un moment dat pe baza caracterului dorit.

Pentru a preveni deteriorarea LED-urilor de la curent excesiv, un rezistor de limitare a curentului este conectat în serie cu fiecare segment.Acest rezistor asigură că curentul care curge prin fiecare LED rămâne într -un interval sigur, care este de obicei în jur de 20 până la 30 de millamperi (MA).Cu toate acestea, valoarea exactă poate varia în funcție de tipul de LED utilizat și de luminozitatea necesară.Există două moduri operaționale principale pentru afișaje cu 7 segmente:

1. Modul static: În acest mod, fiecare cifră și segmentele sale corespunzătoare sunt activate continuu.Această configurație necesită o linie de control separată pentru fiecare segment al fiecărei cifre, care poate deveni ineficientă dacă se folosesc multe cifre.Cu toate acestea, oferă simplitate și luminozitate constantă.

2. Mod multiplexat : Pentru a reduce numărul de linii de control și consumul de energie, afișajele sunt adesea rulate în mod multiplexat.În acest mod, o singură cifră este aprinsă la un moment dat, dar sistemul comută rapid între cifre la o viteză suficient de mare pentru a percepe toate cifrele ca fiind aprinse continuu.Această comutare este adesea gestionată folosind cronometre de microcontroller sau registre de schimbare, care permit sincronizarea și controlul precis.

Figura 3. Maparea segmentului într-un afișaj LED cu 7 segmente

Figura de mai sus ilustrează structura și etichetarea unui afișaj cu 7 segmente.Acesta prezintă aranjamentul dreptunghiular al celor șapte segmente (A, B, C, D, E, F și G) în zece vederi diferite ale afișajului.În fiecare imagine, diferite segmente sunt verzi umbrite pentru a reprezenta activarea lor.Acest lucru ajută la vizualizarea modului în care fiecare segment individual contribuie la formarea cifrelor.Figura evidențiază sistematic diverse combinații, ajutând în înțelegerea modului în care activarea segmentelor specifice creează personaje de recunoscut.

Coduri binare afișate cu 7 segmente

Pentru a afișa o cifră, microcontrolerul trimite un cod binar care pornește combinația potrivită de segmente.De exemplu, pentru a afișa „0”, segmentele A, B, C, D, E și F sunt pornite, iar G este oprit.Pentru un afișaj comun de catod, acesta este binar 0B00111111 (sau 0x3F în hex).Pentru un anod comun, logica este inversată 0B11000000 (0xC0).Codul trebuie să se potrivească cu tipul de afișare sau segmentele greșite se vor lumina.Utilizarea tabelelor de căutare binară economisește timpul de procesare și asigură actualizări rapide și precise, în special în aplicații dinamice, cum ar fi contoarele sau cronometrele.

Tabelul de mai jos ilustrează modul în care numerele apar pe un afișaj de 7 segmente cu o configurație comună de anod:

Număr	g f e d c b a	Cod hex
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

Tabelul de mai jos afișează cifrele pe măsură ce apar pe un afișaj cu 7 segmente folosind o configurație comună a catodului:

Număr	g f e d c b a	Cod hex
0	011111	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

În această configurație, fiecare segment al unui afișaj cu 7 segmente cu două cifre este conectat la Arduino Uno printr-un rezistor de limitare a curentului (de obicei 220Ω la 330Ω).Segmentele etichetate A la G (și punctul zecimal opțional DP) sunt conectate în paralel în ambele cifre și sunt conectate la pinii digitali D2 la D9 pe Arduino.De exemplu, segmentul „A” este conectat la D2, „B” la D3 și așa mai departe.Fiecare cifră are propriul său pin comun (CC), care controlează dacă această cifră este activată.Acești pini comuni sunt conectați la pinii Arduino D10 și D11 și sunt utilizate pentru multiplexare: o singură cifră este activată simultan, dar comutarea între ele suficient de repede (de obicei> 50Hz) face ca ambele cifre să apară aprinse simultan.Utilizați digitalWrite () pentru a controla ce segmente sunt și care este cifra activă.Un tabel de căutare în numerele dvs. de schițe (0–9) la combinațiile de segment corespunzătoare.Pentru a gestiona în mod eficient mai multe cifre, utilizați multiplexarea în codul dvs. sau o bibliotecă care o acceptă.Aceasta reduce numărul de pini de I/O Arduino necesari, în timp ce permite actualizări dinamice de afișare.

Figura 4. Circuit de afișare cu 7 segmente cu Arduino

Utilizarea unui afișaj comun de segment catod cu 7 segmente

Într-un afișaj comun de segment catod (CC), toate terminalele catodice ale LED-urilor individuale care formează segmentele de afișare sunt conectate intern și dirijate către unul sau mai mulți pini externi de catod comun.Acești pini comuni de catod sunt de obicei conectați la sol (GND) din circuit.Fiecare dintre segmentele individuale, etichetate din „A” prin „G”, precum și punctul zecimal opțional (DP), are propriul pin de anod, care este controlat independent.

Pentru a ilumina un segment specific pe acest tip de afișaj, trebuie aplicată o tensiune înaltă (de obicei +5V sau +3.3V, în funcție de sistem) pe pinul anodului corespunzător.Deoarece catodii sunt împământați, curentul va curge de la anod la catod, permițând segmentul LED să se aprindă.Utilizarea unui catod comun simplifică interfațarea cu microcontrolerele, deoarece controlerul poate sursa activ curent pentru pinii segmentului individual, mai degrabă decât să -l scufundă.

Această configurație este populară în proiectele de electronice începătoare, datorită logicii sale simple de cablare și programare.Permite crearea unor caractere alfabetice numerice sau limitate prin combinarea diferitelor segmente.De exemplu, pentru a afișa numărul „2”, segmentele A, B, D, E și G sunt activate.Microcontrolerul activează fiecare segment prin setarea pinului respectiv înalt.

Cu toate acestea, apare considerația atunci când încercați să afișați caractere precum „8”, care necesită ca toate cele șapte segmente să fie pe măsură.Fiecare segment LED atrage o anumită cantitate de curent (de obicei în jur de 10-20 mA), iar iluminarea tuturor segmentelor poate adăuga până la 140 mA sau mai mult.Majoritatea pinilor de I/O microcontroller nu sunt concepute pentru a furniza simultan un curent total mare pe mai multe pini.Dacă se trag prea mult curent, acesta poate deteriora microcontrolerul sau poate face ca acesta să funcționeze defectuos.Pentru a atenua acest lucru, mulți folosesc IC-uri externe de drivere (cum ar fi ULN2003A), tablouri de tranzistor sau rezistențe de limitare a curentului pentru a gestiona în siguranță sarcina fără a supraîncărca microcontrolerul.

Figura 5. Diagrama circuitului de afișare a catodului comun de 7 segmente

Figura arată cablarea internă și externă a unui afișaj comun de segment de catod cu 7 segmente.Afișajul este etichetat cu segmente A până la G și un punct zecimal (DP).Fiecare segment este conectat la un simbol al diodei (D1 la D8), reprezentând segmentele LED individuale.Toate catodii sunt conectați împreună și legați de sol, ceea ce indică configurația comună a catodului.Aplicarea unui semnal ridicat pe anodul oricărui segment permite curentul să curgă prin segment, iluminându -l.

Utilizarea unui afișaj comun de anod cu 7 segmente

Într-un afișaj comun de anod (CA) cu 7 segmente, toate terminalele anodice ale segmentelor LED sunt conectate intern între ele și sunt aduse la un pin comun etichetat ca anod comun (CA).Acest pin comun este conectat la o sursă de tensiune pozitivă, adesea +5V.Fiecare segment individual al afișajului, etichetat A până la G (cu un punct zecimal opțional etichetat DP), își expune catodul pentru conexiune și control extern.

Pentru a lumina un segment specific, catodul său trebuie să fie conectat la sol (scăzut), în timp ce anodul comun rămâne la +5V (mare).Acest lucru implică faptul că logica de a controla segmentele este inversată spre deosebire de un afișaj comun de catod, unde segmentele sunt pornite cu un semnal ridicat, într -un afișaj de anod comun, acestea sunt activate cu un semnal scăzut.Drept urmare, codul dvs. de control trebuie să inversați modelul binar utilizat pentru un afișaj comun de catod.De exemplu, un model care luminează numărul „0” într -un afișaj comun de catod poate utiliza o valoare hexadecimală precum 0x3f;Același model pentru un afișaj anodic comun ar fi 0xc0, care este invers bitwise.

Microcontrolerele care sunt capabile să scufunde curent (adică, tragând știftul de ieșire la sol) sunt mai potrivite pentru conducerea afișajelor CA, deoarece pot completa eficient circuitul pentru orice segment care trebuie activat.Aceste afișaje sunt, de asemenea, avantajoase în sistemele în care alte componente funcționează cu logică activă-mică, cum ar fi atunci când utilizați tranzistoare NPN sau anumite tipuri de porți logice.Cu toate acestea, trebuie să vă asigurați că firmware -ul sau logica driverului este configurată în mod corespunzător pentru a ține cont de acest comportament inversat pentru a evita erorile de afișare.

Figura 6. Diagrama circuitului de afișare a anodului anodic comun de 7 segment

Figura este formată din două părți.În stânga, există o diagramă a unui afișaj comun de segment anod în 7 segmente care prezintă etichetele segmentului intern (A la G și DP) și modul în care acestea sunt aranjate pentru a forma numere.Un singur pin anod comun este conectat în partea de sus.În dreapta, o schemă de circuit simplificată ilustrează modul în care fiecare segment (A la G, DP) este conectat la dioda corespunzătoare (D1 până la D8), cu toate anodii legați de o tensiune de înaltă calitate comună (CA).Fiecare catod poate fi controlat individual prin împământare pentru a porni segmentul corespunzător.

Contur de afișare DIP de 7 segment

Figura 7. conturul afișajului DIP 7 segment

Diagrama de mai sus ilustrează dimensiunile standard pentru un afișaj de 7 segmente într-un format dublu pachet în linie (DIP), utilizat frecvent pentru instalațiile PCB prin gaură.Afișajul are o înălțime de 19,00 mm de la bază până în partea de sus, cu cifre care măsoară 14,20 mm (0,56 inci) înălțime, o dimensiune utilizată pe scară largă, care asigură o vizibilitate bună atât în ​​setările interioare, cât și în cele exterioare.Segmentele sunt înclinate spre interior la 8 °, îmbunătățind lizibilitatea dintr -o perspectivă aeriană.

Corpul de afișare are o lățime de aproximativ 12,60 mm și are o grosime optimizată pentru machete standard PCB.Spațiul de pin urmărește pasul convențional de 2,54 mm, fiecare rând conținând patru pini și măsurând 10,16 mm în lungime totală.Rândurile sunt distanțate de 15,24 mm de -a lungul pachetului.Fiecare știft are un diametru de 0,51 mm, compatibil cu prizele de scufundare standard sau dimensiunile prin gaură.Standoff -ul dintre suprafața PCB și baza de afișare variază de la 6,3 mm la 8,0 mm, oferind suficientă autorizare pentru lipire și flux de aer.

Cum să alegeți afișarea potrivită cu 7 segmente?

Pentru a alege afișajul potrivit de 7 segmente, începeți prin a decide dimensiunea potrivită.Cele mai mici funcționează bine pentru dispozitivele portabile, în timp ce cele mai mari îmbunătățesc lizibilitatea în metri sau afișaje publice.Apoi, gândește -te la culoare.LED-urile roșii sunt frecvente, deoarece sunt eficiente din punct de vedere energetic și au nevoie de tensiune mai mică.Alte culori precum verde sau albastru folosesc mai multă putere și necesită o tensiune mai mare.

De asemenea, va trebui să potriviți tipul afișajului (anod comun sau catod comun) cu circuitul dvs.De exemplu, dacă microcontrolerul dvs. poate furniza curent (sursă), un afișaj comun de catod este o potrivire mai bună.Dacă poate scufunda doar curent, mergeți cu un anod comun.Verificați întotdeauna fișa tehnică pentru evaluările curente, luminozitatea și alocațiile PIN.Acest lucru asigură că afișajul dvs. funcționează așa cum este de așteptat și evită deteriorarea cauzată de tensiuni sau curenți incorecte.

Aplicații de afișaje cu 7 segmente

Ceasuri și ceasuri digitale

Una dintre cele mai frecvente utilizări ale afișajelor cu 7 segmente este în ceasuri digitale și ceasuri de mână.Aceste afișaje sunt ideale pentru a arăta timp în ore, minute și secunde datorită clarității și simplității lor.Indiferent dacă este un ceas de alarmă pe o noptieră sau un ceas de birou montat pe perete, afișajele cu 7 segmente oferă o modalitate rapidă și ușoară de a citi timpul de la distanță.Iluminarea lor strălucitoare le face, de asemenea, vizibile în medii cu lumină scăzută sau întunecată.

Termometre digitale

Atât în ​​mediile de casă, cât și în cele medicale, termometrele digitale folosesc adesea afișaje de 7 segmente pentru a arăta citirile de temperatură.Sunt utilizate în termometre meteorologice interioare/exterioare, termometre ale corpului și sisteme HVAC.Deoarece nu trebuie doar să afișeze numere, de obicei două sau trei cifre, afișajele cu 7 segmente sunt o potrivire perfectă, oferind o ieșire rapidă, ușor de citit, fără a necesita un afișaj grafic complet.

Voltmetre și multimetre

Afișările cu 7 segmente sunt o caracteristică standard în voltmetre digitale și multimetre, care sunt instrumente utilizate pentru a măsura tensiunea, curentul și rezistența.Aceste afișaje permit să vadă instantaneu citiri numerice precise.Timpul lor de răspuns rapid și lizibilitatea lor le fac bine potrivite pentru testarea electronică și depanarea.

Pompe de gaz și distribuitoare de combustibil

La benzinării, distribuitoarele de combustibil folosesc afișaje mari, robuste de 7 segmente, pentru a arăta cantitatea de combustibil distribuită, costul pe galon/litru și costul total.Capacitatea lor de a rămâne lizibilă în lumina soarelui și în condițiile dure în aer liber le face ideale pentru acest mediu.De asemenea, sunt accidentate și de lungă durată, ceea ce reduce nevoile de întreținere.

Microunde și aparate de bucătărie

Multe aparate de bucătărie, în special microunde, folosesc afișaje cu 7 segmente pentru a arăta timpul de gătit, numărătoarea inversă sau setările de putere.Afișajul este intuitiv și ușor de interpretat, chiar și tu nu ești înclinat din punct de vedere tehnologic.Deoarece necesită energie și spațiu minim, sunt soluții rentabile pentru producătorii de aparate.

Cântărirea cântarelor (personale și industriale)

Atât cântarele de baie pentru casă, cât și sistemele de cântărire de calitate industrială utilizează afișaje de 7 segmente pentru a prezenta valori de greutate.Aceste afișaje sunt adesea alese pentru fiabilitatea și lizibilitatea lor.În contexte industriale, afișajele pot fi suficient de mari pentru a fi văzute de la distanță în depozite sau podele de producție.

Echipamente industriale și de laborator

În setările profesionale, afișajele cu 7 segmente se găsesc frecvent pe instrumente de măsurare, surse de alimentare și sisteme de monitorizare.Sunt utilizate pentru a afișa date numerice cheie precum frecvența, presiunea, tensiunea sau timpul de funcționare.Aceste afișaje oferă durabilitate, precizie și ușurință de integrare în sistemele montate pe panou.

Sisteme încorporate cu costuri reduse

În multe aplicații încorporate, unde sunt necesare doar numere, cum ar fi contoare, cronometre, tablouri de scor sau instrumente de diagnostic de bază, afișajele cu 7 segmente oferă o alternativă low-cost la interfețe grafice mai complexe.Acestea consumă puțină energie și sunt ușor de programat, ceea ce le face potrivite pentru sisteme cu baterie sau limitate de resurse.

Cum se folosește rezistențe cu un afișaj de 7 segmente?

O modalitate ușoară de a controla un afișaj cu 7 segmente este de a pune un rezistor în fața fiecărui segment.Acest lucru ajută la protejarea luminilor minuscule din interiorul afișajului, numite LED -uri, de la obținerea prea multă electricitate.Prea mult curent poate face ca LED -urile să se supraîncălzească sau să nu mai funcționeze.Aceste rezistențe ajută, de asemenea, la menținerea nivelului luminii chiar și pe toate segmentele.Valoarea fiecărui rezistor este de obicei între 220 ohmi (ω) și 470 ohmi (ω).Numărul exact depinde de două lucruri: tensiunea de alimentare și cât de luminos doriți să fie afișarea.De exemplu, dacă utilizați o sursă de alimentare de 5 volți și fiecare segment folosește aproximativ 2 volți, atunci un rezistor de 150-ohm va lăsa aproximativ 20 de miliamps (MA) de curent.Aceasta este o cantitate bună de curent pentru a face afișajul suficient de luminos, dar totuși sigur pentru LED -uri.

Dacă utilizați rezistențe mai mari, mai puțin curent va curge, iar afișajul va arăta mai slab.Dar acest lucru poate ajuta LED -urile să dureze mai mult și să folosească mai puțină putere.Dacă utilizați rezistențe mai mici, mai multe fluxuri curente, iar afișajul arată mai luminos, dar se poate purta mai repede și se poate încălzi.În configurații mai avansate, ca atunci când un rezistor este împărtășit între mai multe segmente (numite multiplexare), luminozitatea poate arăta inegală.Acest lucru se datorează faptului că diferite segmente pot atrage cantități diferite de curent.În aceste cazuri, este mai bine să utilizați un rezistor pentru fiecare segment sau să utilizați cipuri speciale care controlează curentul automat.Aceste metode fac ca afișajul să arate mai bine și să funcționeze mai fiabil.

Figura 8. Diagrama de afișare de 7 segmente bazată pe rezistență de bază

Figura ilustrează o diagramă de circuit de bază pentru conducerea unui singur ecran LED cu 7 segmente folosind rezistențe individuale pentru fiecare segment.Fiecare dintre segmentele afișajului (etichetate A, B, C, D, E, F, G și DP (punct zecimal)) este conectat în serie cu un rezistor de 220Ω, care limitează curentul la niveluri sigure.Aceste rezistențe sunt controlate prin întrerupătoare care comută intrarea între logica „înaltă” și logica „scăzută”, permițând pornirea sau oprită a fiecărui segment.PIN-ul comun al afișajului cu 7 segmente este conectat la o sursă de tensiune partajată, permițând funcționarea LED-urilor individuale pe afișaj pe baza semnalelor logice de intrare.Această configurație exemplifică cea mai simplă și mai directă modalitate de a testa și de a opera manual un afișaj cu 7 segmente.

Cum se utilizează tranzistoare cu un afișaj de 7 segmente?

Tranzistoarele sunt ca întrerupătoarele electronice minuscule care ajută la controlul părților unui afișaj de 7 segmente.Într -o configurație „catod comun”, toate capetele negative (catodii) ale LED -urilor sunt unite și conectate la sol.Pentru a lumina un segment, microcontrolerul trimite un semnal la capătul pozitiv (anod).Deoarece terenul trebuie să fie pornit și oprit pentru a controla fiecare cifră, se utilizează tranzistoarele NPN.Microcontrolerul trimite un semnal mic către baza (piciorul mijlociu) a tranzistorului, iar acest lucru permite curentului să curgă prin acesta, aprinzând segmentul.

Într -o configurație „anodă comună”, toate capetele pozitive (anodii) sunt conectate între ele și conectate la putere (de obicei 5V).Aici, puteți utiliza tranzistoare PNP sau comutatoare speciale precum MOSFET-uri cu canal N pentru a controla capetele negative (catodii).Afișajul se aprinde când microcontrolerul trimite un semnal pentru a trage catodul scăzut (aproape de 0V).Pentru afișaje cu mai mult de o cifră, se utilizează multiplexarea.Aceasta înseamnă că microcontrolerul pornește o cifră la un moment dat foarte repede, atât de repede încât se pare că toate cifrele sunt aprinse simultan.Fiecare cifră folosește propriul său tranzistor, pe care microcontrolerul îl pornește și se oprește în ordine, în timp ce trimite semnalele potrivite către segmente.

Pentru a proteja microcontrolerul și pentru a vă asigura că tranzistoarele funcționează corect, este plasată o mică rezistență (de obicei în jur de 1.000 ohmi) între microcontroler și baza tranzistorului.Acest lucru limitează cât de mult curge curentul. De asemenea, este important să alegeți tranzistoare care să poată gestiona cantitatea de curent necesară de LED -uri.Dacă tranzistoarele sunt prea slabe, acestea pot supraîncălzi sau înceta să funcționeze, iar afișajul poate să nu arate corect.Alegerea pieselor potrivite și gestionarea cu atenție a căldurii ajută afișarea să funcționeze bine și să dureze mai mult.

Figura 9. Controlul bazat pe tranzistor al unei diagrame de afișare cu 7 segmente

Diagrama ilustrează o metodă simplă de conducere a unui afișaj cu șapte segmente cu o singură cifră folosind opt întrerupătoare (SW1 la SW8), fiecare conectat printr-un rezistor de 220Ω la segmentele individuale ale afișajului.Liniile de control ale segmentului sunt direcționate către intrările de afișare, care sunt alimentate printr -un comutator de tranzistor (Q1).O rezistență de 1kΩ (R9) conectează baza tranzistorului la linia de control 5V, permițând activarea afișajului atunci când tranzistorul este pornit.Această configurație asigură un control curent curent și funcționarea eficientă a afișajului.

Concluzie

Un afișaj de 7 segmente sunt un mod simplu și util de a afișa numere în dispozitive electronice.Fiecare segment este ca o lumină mică și, prin pornirea celor din dreapta, puteți afișa orice cifră de la 0 la 9. Puteți utiliza fie un catod comun, fie un afișaj comun de anod, în funcție de circuitul dvs.Pentru a proteja afișajul și microcontrolerul dvs., trebuie să utilizați rezistențe sau tranzistoare.Dacă aveți mai mult de o cifră, puteți utiliza o metodă numită multiplexare pentru a le aprinde una la un moment dat cu adevărat rapid, așa că toate arată aprinse.Aceste afișaje sunt utilizate în multe lucruri, cum ar fi ceasuri digitale, cântare, contoare și aparate de bucătărie, deoarece sunt ieftine, ușor de utilizat și clar de citit.Cu sfaturile din acest ghid, puteți adăuga în siguranță și cu ușurință afișaje de 7 segmente la propriile proiecte.