Visi šie dalykai turi vieną bendrą bruožą - tai virtuvės prietaisų laikmatis, olimpinėse žaidynėse naudojami skaitmeniniai laikrodžiai ir filmuose rodomi bombų laikmačiai. Panašumas tas, kad visuose juose skaičiams rodyti naudojami septynių segmentų rodytuvai, ir tai yra vienas iš populiarių gamybos tipų įterptiniuose rodytuvuose ir prietaisuose. Šis straipsnis padės jums įsigilinti į šių skaitmeninių ekranų pasaulį ir paaiškins viską apie juos. Skaitykite toliau, kad gautumėte visą konsoliduotą seriją, kurioje pateikiama visa jums reikalinga informacija apie 7 segmentų produkciją.
Kas yra 7 segmentų ekranas?
7 segmentų ekranas yra viena iš seniausių elektroninių ekranų formų, alternatyva sudėtingiems taškiniams matriciniams ekranams, skirta dešimtainių skaitmenų rodymui įterptinėse programose.
Šių ekranų viduje yra 8 šviesos diodai (LED), skirti skaičiams ir abėcėlėms rodyti.
Šių įtaisų naudojimą galima atsekti dar 1903 m., kai asmuo, žinomas kaip Carlas Kinsley, išrado metodą raidėms ir skaičiams perduoti telegrafu.
septynių segmentų skaitmeninis ekranas
7 segmentų ekrano veikimas
Septynių segmentų ekranas naudoja šviesos diodus, kurie šviesos energiją išskiria fotonais. Gaminys skleidžia šviesą, kad rodytų skaitmenis visuose septyniuose segmentuose, o aštuntasis segmentas yra dešimtainis taškas.
Nors reiškinys vyksta, turėkite omenyje, kad šviesos diodas yra kietojo kūno optinis p-n sandūros diodas, leidžiantis srovės srautą per savo sandūrą.
Diodas sudaro palankias sąlygas srovei nuo išorinės įtampos tekėti į priekį, ir šis procesas vadinamas elektroluminescencija. Priklausomai nuo įvairių priemaišų puslaidininkinėse medžiagose, padedančiose ją sukurti, spalvos svyruoja nuo raudonos iki mėlynos ir žalios.
Dešimtainis taškas praverčia, kai sujungus du ar daugiau septynių segmentų rodytuvų rodomi dešimtainiai skaitmenys arba pateikiamas daugiaženklis vaizdas.
Pirmenybė teikiama šviesos diodams dėl tokių priežasčių:
- jų pigumas,
- ilgaamžiškumas,
- mažas dydis,
- galimybė įsigyti įvairių spalvų,
- lengvai prieinami ir
- kaip lengva juos integruoti į kitus elektroninius komponentus ir skaitmenines grandines.
Tačiau pagrindinis jų privalumas yra tas, kad dėl mažo dydžio į nedidelę kompaktišką pakuotę galima sutalpinti keletą jų, sudarančių vadinamąjį septynių segmentų ekraną.
Septynių segmentų ekranų tipai
Galite pasirinkti įvairias septynių segmentų ekrano savybes, įskaitant skirtingas spalvas ir dydį. Tačiau labiausiai paplitęs tipas yra 14,20 mm raudonasis septynių segmentų ekranas, nes jis vartoja mažiau srovės nei kitos rūšys.
Svarbu pažymėti, kad šių įtaisų dydis ir spalva turi įtakos grandine tekančios srovės kiekiui.
Kalbant apie šio vaizduoklio tipus, yra du. Tai;
- Bendrojo anodo (CA) 7 segmentų ekranas
- Bendrojo katodo (CC) 7 segmentų ekranas
Bendrojo anodo (CA) 7 segmentų ekranas
Jis taip pat paprastai vadinamas CA ekranu. Jie abu yra labai panašūs, išskyrus šviesos diodų poliškumą ir bendrąjį gnybtą.
Tipinis anodinis 7 segmentų ekranas
Skirtumas atsiranda dėl to, kad standartinis septynių segmentų ekrano kaištis jungiamas prie visų aštuonių anodinių šviesos diodų kaiščių.
Šio tipo vaizduokliuose visos LED segmento anodinės jungtys sujungiamos į loginį 1, o atskirų komponentų apšvietimas vyksta taikant įžeminimo logiką, dar vadinamą LOW arba loginį 0. Šis procesas vyksta per emiterio pasekėją arba įtampos ir srovės kolektorių prie konkretaus segmento katodo.
Pirmenybė teikiama Common Anode ekranams, nes jie nepraranda daugiau srovės nei jos šaltinis, lyginant su kitomis loginėmis plokštėmis.
Bendrojo katodo (CC) 7 segmentų ekranas
Jis taip pat vadinamas standartiniu katodiniu ekranu (CC ekranu).
Kaip matyti iš pavadinimo, standartinis kaištis jungia aštuonis šio ekrano katodo kaiščius ir šviesos diodus, priešingai nei CA ekranas, kuris jungia visus anodo kaiščius.
tipinis katodinis 7 segmentų ekranas
Kad ekranas veiktų, visos LED segmentų katodų jungtys jungiamos prie loginio 0 arba žemės. Atskiri komponentai šviečia, kai per emiterio pasekėją atitinkamas anodo gnybtus į priekį nukreipia HIGH arba loginis 1 signalas.
Negalima grandinėje pakeisti nė vieno iš šių dviejų tipų, nes tai panašu į atvirkštinį šviesos diodų jungimą; taigi šviesos nebus.
Septynių segmentų ekrano kontaktų konfigūracija
Toliau pateikiamas standartinio anodinio 7 segmentų ekrano vaizdas, naudojamas paaiškinti, kaip veikia šis įtaisas. Šis konkretus tipas pasižymi efektyvia gamyba ir yra standartinis LED ekranas tarp loginių plokščių entuziastų.
Standartinis anodinis 7 segmentų grandinės ekranas, rodantis skaičių 2
6 pav. lentelė, kurioje parodyta segmentinio ekrano kontaktų konfigūracija
Pirmiau pateiktoje lentelėje parodyta segmento kaiščių konfigūracija iš virš jos esančio pažįstamo anodinio 7 segmentų grandinės ekrano paveikslėlio (5 pav.).
Kaip veikia 7 segmentų ekranas?
7 segmentų ekranas veikia apšviesdamas tam tikrą šviesos diodų rinkinį, kad būtų rodomi skaitmenys arba abėcėlės simboliai. Pavyzdžiui, norėdami parodyti skaitmeninį skaitmenį 3, turime įžiebti šviesos diodų segmentus, atitinkančius a, b, g, c ir d.
Todėl šiuos segmentų šviesos diodus galite naudoti arabiškiems skaitmenims nuo 0 iki 9 ir simboliams nuo A iki F rodyti.
Toliau pateikta tiesos lentelė iliustruoja atskirus segmentus, kuriuos reikia apšviesti, kad būtų rodomi skaičiai ir simboliai.
7 pav. bendrojo anodo 7 segmentų tiesos lentelė
Tipinis katodinis 7 segmentų ekranas yra visiškai priešingas bendrojo anodo 7 segmentų ekrano lentelei.
Taip pat galite spustelėti šią vaizdo įrašo nuorodą, kad geriau suprastumėte, kaip veikia septynių segmentų ekranas.
Kaip naudojame 7 segmentų ekraną?
Vienas iš šio įtaiso privalumų yra tai, kad jį lengva naudoti ir jis gali veikti be mikrovaldiklio ar mikroprocesoriaus.
Tokia galimybė atsiranda dėl lengvai prieinamų 7 segmentų skaitiklio integrinių grandynų, pavyzdžiui, CMOS 4511. Šis integrinis grandynas naudingas projektuose, kuriuose naudojamos nesudėtingos grandinės, ir gali padidinti arba sumažinti rodomą skaičių bei valdyti vieną septynių segmentų ekrano modulį.
Nepaisant to, naudojant septynių segmentų ekraną ir MCU/MPU, aštuonių segmentų kaiščiai bus prijungti prie mikrovaldiklio įvesties / išvesties kontaktų. Priklausomai nuo tipo (CA/CC), com kaištis bus prijungtas prie emiterio pasekėjo įžeminimo.
Kad galėtumėte rodyti konkrečius skaičius, galite perjungti IO kaiščius tam tikra seka, kaip matote toliau pateiktoje lentelėje, kurioje parodyta ši konkreti seka. Lentelėje parodyta kiekviena eilutė, skirta tam tikram skaičiui rodyti septynių segmentų ekrane.
Pavyzdžiui, norėdami įžiebti skaičių 6, visus šviesos diodus, išskyrus b, įžiebsime naudodami bitų modelį 10000010. Panašiai galime rodyti skaičių 7, šviečiant šviesos diodams, susietiems su a, b ir c, o bitų modelis yra 11111000.
pav. 8 seka norimiems skaičiams rodyti
Pirmiau pateiktas formatas taikomas tik bendrojo anodo tipui; jei tai katodo tipas, 0 pakeiskite 1, o 1 - 0.
Santrauka
Apibendrinant galima teigti, kad yra dviejų tipų septynių segmentų ekranai: Bendrojo anodo ir bendrojo katodo. Abu jie turi savų privalumų ir trūkumų.
Čia galite rasti spausdintinių plokščių ir kitų komponentų, kad geriau suprastumėte septynių segmentų ekraną.