sa 2025/06/30 31,826

7-segment na display: Pag-configure ng PIN, Mga Uri at Prinsipyo ng Operating

Ipinapaliwanag ng gabay na ito ang lahat tungkol sa pitong-segment na mga display.Pinag -uusapan nito kung paano sila gumagana, ang dalawang pangunahing uri (karaniwang anode at karaniwang katod), at kung paano nakaayos ang mga bahagi sa loob.Malalaman mo kung paano ikonekta at kontrolin ang mga ito gamit ang mga microcontroller tulad ng Arduino, at kung paano gumawa ng mga simpleng circuit na may driver chips tulad ng 4511. Saklaw din ng gabay kung saan ginagamit ang mga pagpapakita na ito sa buhay, ang kanilang magagandang puntos, at ilang mga bagay na hindi nila magagawa.

Catalog

Larawan 1. Pitong-segment na display

Ano ang isang pitong segment na display?

Ang isang pitong-segment na display ay isang elektronikong sangkap na idinisenyo upang ipakita ang mga numero at ilang mga titik gamit ang pitong light-emitting na mga segment na nakaayos sa isang figure-walong layout.Ang bawat segment, na may label na A sa pamamagitan ng G, ay nag-iilaw nang paisa-isa upang mabuo ang mga numero mula 0 hanggang 9. Ang isang maliit na ikawalong segment, karaniwang isang tuldok sa kanang sulok, ay maaari ring isama upang kumatawan ng mga puntos ng desimal.

Ang bawat segment ay isang LED na naglalabas ng ilaw kapag pinapagana.Gumagana ang display sa pamamagitan ng paglalapat ng boltahe sa buong mga terminal ng LED, na nagiging sanhi ng ilaw na ginawa sa pamamagitan ng electroluminescence.

Ang mga pitong segment na pagpapakita ay naging tanyag noong 1960 at 70s habang pinalitan ng mga LED ang mga naunang teknolohiya ng pagpapakita tulad ng Nixie Tubes at Mechanical Indicator.Ang mga bagong pagpapakita ay mas madaling magmaneho, ginamit ang mas kaunting lakas, at mas matibay.Sa huling bahagi ng '70s, pamantayan sila sa mga calculator, orasan, at pagsukat ng mga aparato.

Kahit ngayon, ang mga pagpapakita na ito ay malawakang ginagamit sa mga aparato na nangangailangan ng simple, maaasahang numero ng output.Nag -aalok sila ng mababang pagkonsumo ng kuryente, malakas na kakayahang makita, at prangka na lohika ng control.Ang mga pinahusay na materyales sa LED ay naging mas maliwanag at mas matibay, na tumutulong na mapanatili ang kanilang papel sa parehong mga compact na gadget at malalaking sistemang pang -industriya.

Mga uri ng pitong-segment na pagpapakita

Ang pitong segment na pagpapakita ay dumating sa dalawang pangunahing uri, batay sa kung paano ang mga panloob na LED ay wired: Karaniwang Anode (CA) at Karaniwang Cathode (CC).Ang pagkakaiba ay namamalagi sa kung paano nagbabahagi ang mga segment ng LED.

Karaniwang Anode (CA)

Sa isang karaniwang pagpapakita ng anode, ang lahat ng mga positibong panig (tinatawag na anod) ng mga LED ay magkasama.Ang pangkat na ito ng mga positibong koneksyon ay naka -link sa positibong supply ng kuryente.

Upang i -on ang isang segment (isang bahagi ng numero ng display), nagpapadala ka ng isang mababang signal (na nangangahulugang isang koneksyon sa lupa o 0 volts) sa negatibong panig (na tinatawag na katod) ng segment na iyon.Pinapayagan nito ang kuryente na dumaloy at ang ilaw ay nag -iilaw.

Ang ganitong uri ng pagpapakita ay mahusay na gumagana sa ilang mga uri ng mga digital na circuit, lalo na ang mga idinisenyo upang hilahin ang kasalukuyang pababa sa lupa.Ang isang halimbawa ay ang mga circuit ng TTL (Transistor-Transistor).

Larawan 2. Karaniwang pagsasaayos ng anode

Larawan 3. Talahanayan ng Katotohanan

Karaniwang Cathode (CC)

Sa isang karaniwang pagpapakita ng katod, ang lahat ng mga negatibong panig (cathode) ng mga LED ay konektado nang magkasama at nakatali sa lupa.

Upang magaan ang isang segment, nagpapadala ka ng isang mataas na signal (isang boltahe, tulad ng 5V) sa positibong panig (anode) ng segment na iyon.Ginagawa nitong daloy ng kuryente mula sa positibong pin sa pamamagitan ng LED sa lupa, at ang mga ilaw ay nag -iilaw.

Ang mga karaniwang pagpapakita ng katod ay karaniwang mas madaling gamitin sa mga microcontroller, tulad ng Arduino o Raspberry Pi, dahil ang mga aparatong ito ay maaaring magpadala ng kinakailangang mataas na signal nang direkta mula sa kanilang mga pin ng output.

Larawan 4. Karaniwang pagsasaayos ng katod

Larawan 5. Talahanayan ng Katotohanan

Istraktura ng isang pitong segment na display

Larawan 6. Nangungunang view ng pitong display ng segment

Ang bawat pitong-segment na display digit ay binubuo ng pitong indibidwal na LED na nakaayos sa isang hugis-parihaba na pattern na kahawig ng isang "8".Ang mga segment ay may label na A sa pamamagitan ng G, na may tatlong pahalang na mga segment (A, G, D) at apat na mga vertical (B, C, E, F).Kasama rin sa ilang mga display ang isang decimal point, na matatagpuan malapit sa kanang sulok.

Larawan 7. Decimal o Dot Point

Ang mga modernong pagpapakita ay karaniwang gumagamit ng mga naka-mount na LED na naka-embed sa plastik o dagta.Ang pabahay ng display ay madalas na nagsasama ng mga light hadlang upang maiwasan ang pagdurugo sa pagdurugo sa mga kalapit na mga segment.Ang pambalot ay karaniwang tinted o nagyelo upang makatulong na magkalat ang ilaw at mapabuti ang kaibahan.

Ang mga karaniwang single-digit na pagpapakita ay may sampung mga pin: isa para sa bawat isa sa pitong mga segment, isa para sa punto ng desimal, at isa o dalawa para sa ibinahaging karaniwang terminal.Sa loob ng kaso, ang mga manipis na wire o bakas ay kumokonekta sa bawat segment sa kani -kanilang pin.

Ang ilang mga display ay may kasamang built-in na resistors upang makontrol ang kasalukuyang, habang ang iba ay nangangailangan ng mga panlabas na resistors.Ang mahusay na disenyo ng thermal ay tumutulong sa pagpapakita na tumakbo nang maaasahan sa mahabang panahon, kahit na sa mga mapaghamong kapaligiran.

Larawan 8. Bottom view ng pitong display ng segment

Pag-configure ng PIN ng isang pitong segment na display

Larawan 9. PIN Diagram

Numero ng pin	Konektado Segment	Function
Pin 1	E	Kinokontrol ang segment e
Pin 2	D	Kinokontrol ang segment d
Pin 3	Com (karaniwang pin)	Karaniwang anode o katod
Pin 4	C	Kinokontrol ang segment c
Pin 5	DP	Kinokontrol ang Decimal Point (DP)
Pin 6	B	Kinokontrol ang segment b
Pin 7	A	Kinokontrol ang segment a
Pin 8	Com (karaniwang pin)	Karaniwang anode o katod
Pin 9	F	Kinokontrol ang segment f
Pin 10	G	Kinokontrol ang segment g

Paano gumagana ang isang pitong segment na display?

Ang isang pitong segment na display ay gumagana sa pamamagitan ng pag-iilaw ng mga tiyak na mga segment upang mabuo ang mga numero o simpleng mga titik.Ang bawat segment ay isang indibidwal na LED na kumikinang kapag ang kasalukuyang dumadaloy dito sa tamang direksyon.

Larawan 10. Mga numero ng pagpapakita

Upang ipakita ang isang numero, ang system ay lumiliko sa tamang kumbinasyon ng mga segment.Halimbawa, upang ipakita ang "0," lahat ng mga segment maliban sa G ay naiilawan.Ang isang "1" ay nag -iilaw lamang sa B at C. Ang mga kumbinasyon na ito ay naka -imbak sa memorya ng microcontroller o hawakan ng isang decoding chip.

Larawan 11. Pitong mga character na alpabeto ng segment

Ang ilang mga titik tulad ng A, C, E, at F ay maaaring ipakita, ngunit marami pang iba ang mahirap kumatawan dahil sa limitadong bilang ng segment.Ang mga titik tulad ng Q o R ay mahirap ipakita nang malinaw.

Sa mga system na may higit sa isang digit, ipinapakita ang paggamit ng multiplexing.Nangangahulugan ito ng isang digit lamang ang naiilawan nang sabay -sabay, ngunit ang system ay lumipat sa pagitan ng mga numero nang napakabilis (karaniwang 60 beses bawat segundo o higit pa) na lahat sila ay lumilitaw nang sabay -sabay.Nakakatipid ito ng kapangyarihan at binabawasan ang bilang ng mga kinakailangang koneksyon.

Ang punto ng desimal ay maaaring magamit para sa mga praksyon, paghihiwalay ng oras, o bilang isang espesyal na tagapagpahiwatig.Ang ilang mga orasan ay gumagamit din ng mga puntos ng desimal bilang kumikislap na mga colon.

Larawan 12. Pitong Segment LED Clock Time Display

Pitong-segment na mga code ng display

Upang ipakita ang mga numero sa isang pitong segment na display, ang bawat digit ay nag-iilaw ng isang natatanging hanay ng mga segment.Ang mga pattern na ito ay naka -imbak bilang mga binary code.Ang mga code ay naiiba para sa mga karaniwang cathode at karaniwang mga uri ng anode, depende sa kung paano nakabukas ang mga segment.Ang talahanayan sa ibaba ay nagpapakita ng mga code para sa mga numero 0 hanggang 9.

Digit	Ang mga segment ay naiilawan (A -G)	Binary code (Karaniwang katod)	Hex Code (CC)	Binary code (Karaniwang anode)	Hex Code (CA)
0	A, b, c, d, e, f	0B00111111	0x3f	0B11000000	0xc0
1	B, c	0B00000110	0x06	0B11111001	0xf9
2	A, b, d, e, g	0B01011011	0x5b	0B10100100	0xa4
3	A, b, c, d, g	0B01001111	0x4f	0B10110000	0xb0
4	B, c, f, g	0B01100110	0x66	0B10011001	0x99
5	A, c, d, f, g	0B01101101	0x6d	0B10010010	0x92
6	A, c, d, e, f, g	0B01111101	0x7d	0B10000010	0x82
7	A, b, c	0B00000111	0x07	0B11111000	0xf8
8	A, b, c, d, e, f, g	0B01111111	0x7f	0B10000000	0x80
9	A, b, c, d, f, g	0B01101111	0x6f	0B10010000	0x90

Paano makontrol ang isang pitong segment na display?

Mayroong ilang mga karaniwang paraan upang makontrol ang isang display.Dumaan tayo sa kanila mula sa pinakasimpleng hanggang sa mas advanced.

Direktang koneksyon sa microcontroller

Larawan 13. Ang diagram ng circuit ng direktang koneksyon ng isang pitong segment na display sa isang microcontroller

Ang pinakamadaling paraan upang makontrol ang isang digit ay sa pamamagitan ng pagkonekta sa bawat segment sa sarili nitong pin sa microcontroller.Gumagana ito nang maayos para sa mga maliliit na proyekto na nagpapakita lamang ng isang numero.

Para sa isang karaniwang pagpapakita ng anode, ang lahat ng mga positibong panig (anod) ng mga LED ay konektado sa kapangyarihan (tulad ng 3.3V o 5V).Ang negatibong panig (katod) ng bawat segment ay dumadaan sa isang risistor at pagkatapos ay sa isang pin sa microcontroller.Kapag ang microcontroller ay nagpapadala ng isang mababang signal, lumiliko ang segment.

Ang setup na ito ay nagbibigay sa iyo ng buong kontrol ng bawat segment, upang maaari kang gumawa ng anumang numero.Ngunit gumagamit ito ng maraming mga pin, pito para sa mga segment at isa pa kung gagamitin mo ang punto ng desimal.Halimbawa, maaari mong ikonekta ang mga pin PA0 sa pamamagitan ng PA7 sa isang Arduino o STM32 sa bawat segment.Ang mga resistors (sa paligid ng 220–330 ohms) ay pinoprotektahan ang mga LED mula sa sobrang kasalukuyang.

Ang pamamaraang ito ay simple, ngunit kung nais mong magpakita ng higit sa isang digit, hindi ito gumana nang maayos, mauubusan ka ng mga pin.Iyon ay mas mahusay na gumamit ng multiplexing o isang display driver chip.

Multiplexing para sa higit pang mga numero

Larawan 14. Transistor driver circuit para sa dalawang pitong display ng segment

Kung nais mong gumamit ng higit sa isang digit, ang pagkonekta sa bawat segment sa microcontroller ay kakailanganin ng maraming mga pin.Ang Multiplexing ay isang trick na makakatulong sa iyo na makontrol ang maraming mga numero gamit ang mas kaunting mga pin.

Sa multiplexing, ang lahat ng mga numero ay nagbabahagi ng parehong mga wire ng segment.Ngunit isang digit lamang ang ilaw sa bawat oras.Ang microcontroller switch sa pagitan ng mga numero nang napakabilis, kaya mukhang ang lahat ng mga numero ay sabay -sabay.

Ang bawat digit ay naka -on gamit ang isang transistor.Ang microcontroller ay nagpapadala ng data para sa digit at lumiliko sa transistor nito.Pagkatapos ay gumagalaw ito sa susunod na digit, at iba pa.Mabilis itong umuulit upang makita ng iyong mga mata ang buong numero nang sabay -sabay.

Kailangan mo lamang ng pitong mga wire ng segment at isang wire para sa bawat digit ng transistor.Maaari ka ring gumamit ng isang chip tulad ng SN74HC595 shift rehistro.Hinahayaan ka nitong magpadala ng data na may mas kaunting mga pin at kinokontrol ang mga segment gamit lamang ang ilang mga microcontroller pin.Ginagawa nitong mas madali ang mga kable at makakatulong sa iyo na bumuo ng mas malaking pagpapakita.

Manu -manong mga kable kasama si Arduino

Larawan 15. Pitong segment na display na nakikipag -ugnay sa Arduino

Kapag natututo ka o nagtatayo ng isang prototype, karaniwan na kontrolin ang display sa pamamagitan ng kamay gamit ang isang Arduino.Ang isang pitong segment na display ay may walong LED na hugis tulad ng isang "8."Ang mga segment ay pinangalanan A hanggang G, na may isang dagdag para sa Decimal Point (DP).

Ikinonekta mo ang bawat segment sa pamamagitan ng isang risistor sa isang pin sa Arduino.Kung gumagamit ka ng isang karaniwang cathode display, ang karaniwang pin ay pupunta sa lupa.Upang magaan ang isang segment, ang Arduino ay nagpapadala ng isang mataas na signal sa pin ng segment.

Sa karaniwang mga pagpapakita ng katod, mataas ang lumiliko ang segment.Sa karaniwang mga ipinapakita ng anode, kailangan mo ng isang mababang signal sa halip.Mahalagang malaman kung aling uri ng pagpapakita ang ginagamit mo upang isulat mo ang tamang code.

Halimbawa, upang ipakita ang mga numero 0 hanggang 9, ang Arduino code ay lumiliko sa tamang kumbinasyon ng mga segment para sa bawat numero.Ang pamamaraang ito ay mahusay para sa pagsasanay, ngunit hindi ito gumana nang maayos para sa higit sa isang digit maliban kung magdagdag ka ng multiplexing o isang driver chip.

Gamit ang isang 4511 BCD sa pitong-segment na driver ng chip

Larawan 16. Gamit ang isang driver ng 4511

Upang gawing mas madali ang mga bagay at i -save ang mga microcontroller pin, maaari kang gumamit ng isang chip tulad ng CD4511.Ang chip na ito ay tumatagal ng isang 4-bit na binary number at ilaw ang tamang mga segment upang ipakita ang mga numero 0 hanggang 9.

Maaari mong ibigay ang chip nito input mula sa mga switch o mula sa isang microcontroller.Kapag nagbabago ang input, ang chip ay nag -iilaw ng tamang numero sa display.Pinoprotektahan pa rin ng mga resistors ang mga LED, at ang mga pull-down na resistors ay panatilihing matatag ang pag-input kapag hindi pinindot ang mga switch.

Ang 4511 chip ay ginagawang mas simple ang mga kable at code.Sa halip na kontrolin ang bawat segment, ang microcontroller ay nagpapadala lamang ng isang numero, at ang chip ay nag -aalaga sa natitira.

Sa mas advanced na mga proyekto, ang mga microcontroller ay maaaring makipag -usap upang ipakita ang mga driver gamit ang mga pamamaraan ng komunikasyon tulad ng I2C o SPI.Ginagawa nitong mas madali upang makontrol ang maraming mga numero nang hindi gumagamit ng maraming mga pin.

Paano bumuo ng isang 7-segment na display circuit?

Ang pagtatayo ng isang pitong-segment na pag-setup ng display mula sa mga pangunahing bahagi ay isang mahusay na paraan upang malaman ang mga electronics.Kakailanganin mo ang isang module ng display, isang decoder chip (tulad ng 4511), resistors, switch switch (o mga pindutan), at isang breadboard.

Hakbang 1 ： Ilagay ang 4511 sa iyong breadboard at ikonekta ang pin 16 sa kapangyarihan at pin 8 sa lupa.

Hakbang 2 ：Wire pin 1, 2, 6, at 7 (BCD input) upang lumipat sa pamamagitan ng 10k pull-down resistors.Hinahayaan ka nitong manu -manong ipasok ang mga halaga ng binary.

Hakbang 3 ：Ikonekta ang LT (LAMP Test) at LE (Paganahin ang Latch) sa VCC, at ground ang BI (Blanking Input).

Hakbang 4 ：Ikonekta ang mga pin 9-15 (output a -g) sa display sa pamamagitan ng 220-470Ω resistors.

Hakbang 5 ：Itali ang mga karaniwang cathode pin ng display sa lupa.

Ngayon, ang pag -flipping ng mga switch ay nagbabago sa input ng BCD at ina -update ang display.Maaari kang magdagdag ng mga tampok tulad ng mga puntos ng desimal o isang pangalawang digit para sa pagsasanay.Ang paggamit ng isang microcontroller sa halip na mga switch ng DIP ay nagbibigay -daan sa iyo na galugarin ang multiplexing at dynamic na control control.

Mga kalamangan at kawalan ng pitong segment na nagpapakita

Kalamangan

• Madaling gamitin: Ang isang pitong segment na display ay napaka-simple.Mayroon itong pitong maliit na ilaw (tinatawag na mga LED) na nakaayos sa isang paraan na maaaring magpakita ng anumang numero mula 0 hanggang 9. I -on mo lamang ang mga tamang ilaw upang gawin ang bawat numero.Ginagawa nitong mahusay para sa mga nagsisimula at maliliit na proyekto tulad ng mga digital na orasan o counter.

• Mababang Gastos: Ang mga pagpapakita na ito ay mura upang gawin at bumili.Dahil simple ang mga ito at gumagamit ng pangunahing teknolohiya, hindi sila gaanong gastos.Ginagawa nitong perpekto ang mga ito para sa mga mababang-badyet na proyekto o mga produkto na kailangang manatiling abot-kayang.

• Gumagamit ng napakaliit na kapangyarihan: Ang mga pitong segment na nagpapakita ay hindi nangangailangan ng maraming kuryente upang gumana lalo na ang mga LCD.Kahit na ang mga bersyon ng LED ay hindi gumagamit ng sobrang lakas kung gagamitin mo ang mga ito sa tamang paraan.Iyon ang dahilan kung bakit sila mabuti para sa mga aparato na tumatakbo sa mga baterya.

• Madaling basahin: Ang mga numero sa isang pitong segment na display ay maliwanag at malinaw.Malakas ang mga uri ng LED at makikita kahit na sa dilim o mula sa malayo.Iyon ang dahilan kung bakit nakikita mo ang mga ito sa mga orasan ng alarma at mga pangunahing aparato sa pagsukat.

• Malakas at pangmatagalan: Ang mga pagpapakita na ito ay walang mga gumagalaw na bahagi, kaya hindi sila madaling masira.Ang mga ilaw sa loob (LEDs) ay maaaring tumagal ng napakatagal na oras.Gumagana din sila nang maayos kahit na ito ay mainit, malamig, o kung ang aparato ay mabaluktot.

• Maliit at pag-save ng espasyo: Ang mga pitong segment na pagpapakita ay maliit at magkasya nang maayos sa masikip na mga puwang.Maaari kang maglagay ng ilang mga magkatabi upang ipakita ang mas mahabang mga numero nang hindi nangangailangan ng maraming puwang.Ang mga ito ay perpekto para sa mga compact na aparato.

Mga Kakulangan

• Hindi maipakita ang buong salita o simbolo: Ang mga pagpapakita na ito ay ginawa upang ipakita ang mga numero, hindi buong titik o simbolo.Maaari silang magpakita ng ilang mga simpleng titik (tulad ng A, B, C), ngunit hindi lahat.Kaya hindi sila mabuti para sa pagpapakita ng buong salita o pangungusap.

• Hindi nababaluktot sa disenyo: Ang hugis ng mga segment ay naayos, kaya hindi mo mababago kung paano tumingin ang mga numero.Hindi ka rin magpapakita ng mga larawan o mga espesyal na icon.Nililimitahan nito ang mga pagpipilian sa disenyo para sa mas naka -istilong o modernong mga produkto.

• Mahirap makita mula sa ilang mga anggulo: na may mga uri ng LED, mahirap basahin ang mga numero kung hindi mo sila tinitingnan nang diretso.Kung titingnan mo mula sa gilid o kung ito ay napaka -maliwanag sa labas, maaaring mahirap makita ang mga numero.

• Ang mga uri ng LED ay maaaring gumamit ng mas maraming kapangyarihan: Ang mga nagpapakita ng LED ay gumagamit ng mas maraming koryente kaysa sa mga LCD, lalo na kung maraming mga segment ang nasa lahat ng oras.Maaari itong maging isang problema para sa mga gadget na pinapagana ng baterya kung saan mahalaga ang pag-save ng kapangyarihan.

• Kung ang isang bahagi ay masira, mahirap basahin: Kung ang isa sa mga ilaw (mga segment) ay tumitigil sa pagtatrabaho, maaari itong magmukhang mali.Halimbawa, ang numero 8 ay maaaring magmukhang 0 kung nabigo ang isang gitnang segment.Maaari itong malito sa iba.

• Ang mga kable ay makakakuha ng kumplikado para sa maraming mga numero: Ang pagpapakita ng higit sa isang digit ay nangangahulugang mas maraming mga wire at bahagi.Maaaring kailanganin mo ang mga espesyal na chips at labis na trabaho upang ikonekta ang lahat.Maaari itong gawing mas mahirap ang disenyo at programming, lalo na para sa mga nagsisimula.

Konklusyon

Ang pitong-segment na pagpapakita ay simple at kapaki-pakinabang na mga tool para sa pagpapakita ng mga numero.Pinapagaan nila ang ilang mga bahagi (tinatawag na mga segment) upang mabuo ang mga numero mula 0 hanggang 9. Mayroong dalawang uri, batay sa kung paano naka -wire ang mga segment.Ang mga pagpapakita na ito ay madaling kumonekta, huwag gumamit ng maraming lakas, at mahusay para sa mga pangunahing aparato tulad ng mga orasan, metro, at kagamitan sa kusina.Maaari mong kontrolin ang mga ito sa iba't ibang paraan, mula sa direktang mga kable hanggang sa paggamit ng mga chips na makatipid ng puwang at gawing mas madali ang mga bagay.Kahit na hindi nila maipakita ang buong mga salita o magarbong mga imahe, mahusay pa rin ang mga ito kapag kailangan mo ng malinaw at simpleng mga display ng numero.