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La conoscenza di display LED a 7 segmenti

Edit: Fiammata Display Technology Co., Ltd      Date: Sep 21, 2015

【R & D dipartimento di Blaze Display】

Introduzione

Un requisito comune per molti diversi dispositivi digitali è un visual display numerico. LED singoli naturalmente può visualizzare gli stati binari di una serie di chiusure o infradito. Tuttavia, siamo molto più utilizzato per pensare e che fare con numeri decimali. A tal fine, vogliamo un display di qualche tipo che chiaramente può rappresentare numeri decimali senza alcun requisito di traduzione da binario a decimale o qualsiasi altro formato.

Una possibilità è una matrice di 28 LED in una matrice di 7 × 4. Possiamo quindi accendono LED selezionati nel modello richiesto per qualunque carattere che vogliamo. Infatti, una versione ampliata di questo viene utilizzata in molti modi, per gli schermi di fantasia. Tuttavia, se vogliamo visualizzare numeri, questo diventa un po ' costoso. Un modo molto migliore è quello di organizzare il minimo numero possibile di LED in modo tale da rappresentare solo i numeri in modo semplice.

Questo richiede solo sette LED (più un ottavo uno per il punto decimale, se ciò è necessario). Una tecnica comune consiste nell'utilizzare un pezzo a forma di plastica traslucida ad per operare come una fibra ottica specializzata, per distribuire uniformemente la luce del LED sopra una barra fissa forma. I sette bar sono strutturati come una figura squadrata "8". Il risultato è noto come un LED a 7 segmenti.

Abbiamo display a sette segmenti ve tutti visto $$$ in una vasta gamma di applicazioni. Orologi, orologi, strumenti digitali e molti elettrodomestici già tali esposizioni. In questo esperimento, saremo Guardate cosa sono e come sono in grado di visualizzare qualsiasi delle dieci cifre decimali 0-9 a richiesta.

Layout di Display a sette segmenti

L'illustrazione a destra mostra il layout di base dei segmenti in un display a sette segmenti. I segmenti si sono identificati con lettere minuscole "a" alla "g", con il segmento "a" nella parte superiore e quindi contando in senso orario. Segmento "g" è il bar del centro.

Cifre più di sette-segmento includono anche un punto decimale ("dp"), e alcune includono anche un triangolo supplementare per trasformare una virgola decimale. Questo migliora la leggibilità di un gran numero su una calcolatrice, ad esempio. Il punto decimale è mostrato qui a destra, ma alcune unità di visualizzazione metterlo sulla sinistra, o hanno un punto decimale su ciascun lato.

Inoltre, maggior parte degli schermi sono effettivamente inclinata un po', facendoli apparire come se fossero in corsivo. Questa disposizione permette di capovolgere una cifra e posizionarlo accanto a altro, in modo che i due punti decimali apparire come due punti tra le due cifre. La tecnica è usata comunemente nel display orologio a LED.

Display a sette segmenti possono essere confezionati in un certo numero di modi. Tre pacchetti tipici sono riportati sopra. Sulla sinistra vediamo tre piccole cifre in un singolo package DIP 12 poli. Le singole cifre sono molto piccole, quindi una bolla di plastica trasparente è modellata sopra ogni cifra di agire come una lente di ingrandimento. I lati delle bolle fine sono appiattiti affinché ulteriori pacchetti di questo tipo possono essere collocati end-to-end per creare una visualizzazione di quante cifre eventualmente necessari.

Il secondo pacchetto è essenzialmente un tuffo di 14 pin progettato per essere installato verticalmente. Si noti che per questo particolare dispositivo, il separatore decimale è sulla sinistra. Questo non è vero di tutte le sette-segmento display in questo tipo di pacchetto.

Una limitazione del pacchetto DIP è che non può supportare più grandi cifre. Per ottenere schermi più grandi per una facile lettura a distanza, è necessario modificare la dimensione del pacchetto e la forma. Il pacchetto sulla destra, sopra è più grande rispetto agli altri due e quindi in grado di visualizzare una cifra che è significativamente più grande rispetto alle dimensioni su un ingombro standard DIP. Display ancora più grandi sono anche disponibili; alcuni orologi digitali sportivi cifre che sono da due a cinque pollici di altezza.

Display a sette segmenti può essere costruito utilizzando uno qualsiasi di un certo numero di diverse tecnologie. I tre metodi più comuni sono display fluorescente (utilizzato in molti dispositivi linea-alimentato ad esempio forni a microonde e alcuni orologi e radiosveglie), display a cristalli liquidi (utilizzato in molti dispositivi alimentati a batteria come orologi e molti strumenti digitali) e LED (utilizzati in dispositivi o linea-alimentato o alimentati a batteria). Tuttavia, display fluorescente richiedono una tensione abbastanza alta guida di operare, e display a cristalli liquidi richiedono un trattamento speciale che non siamo ancora pronti a discutere. Di conseguenza, lavoreremo con un display LED a sette segmenti in questo esperimento.

Diagramma schematico

Come mostrato nelle due figure schematiche sopra, i LED in un display a sette segmenti non sono isolati gli uni dagli altri. Piuttosto, tutti i catodi, o tutti gli anodi, sono collegati tra loro in un cavo comune, mentre l'altra estremità di ciascun LED è disponibile singolarmente. Questo significa meno connessioni elettriche al pacchetto e ci permette anche di facilmente attivare o disattivare una cifra particolare controllando il conduttore comune. (In alcuni casi, le connessioni comuni sono realizzate da gruppi di LED, e il cablaggio esterno deve effettuare i collegamenti finali tra di loro. In altri casi, la connessione comune è resa disponibile a più di una posizione per comodità nel layout di circuiti stampati. Quando layout circuiti utilizzando tali dispositivi, è semplicemente necessario tener conto i dettagli di connessione specifico.)

Non c'è alcun vantaggio automatico dell'unità sette segmenti a catodo comune rispetto la versione anodo comune, o viceversa. Ogni tipo si presta ad alcune applicazioni, configurazioni e famiglie logiche. Daremo ulteriori informazioni su questo in esperimenti successivi. Per il presente, useremo un display a catodo comune come il nostro esempio sperimentale.

Elenco parti di ricambio

Per costruire e testare il display a LED 7 segmenti sul vostro tagliere, vi serviranno le seguenti parti sperimentali:

(1) display a LED 7 segmenti a catodo comune (Texas Instruments TIL322A o equivalente).

Filo di collegamento arancione.

Cavo di collegamento nero.

Costruzione del circuito

Selezionare un'area sulla vostra presa di breadboard che è chiara di altri circuiti. $$$ Avrete bisogno di un set di cinque autobus contatti per questo progetto. Quindi consultare l'immagine e il testo sotto e installare le parti come illustrato.

Procedere al montaggio

Poiché il vostro originale presa di breadboard è piena, o ha avuto sua circuitazione trasferito altrove, non indicheremo le lunghezze dei ponticelli per l'assemblaggio di questo progetto; sarà necessario selezionare una lunghezza adeguata per ogni jumper per voi stessi, nonché di eseguire i collegamenti di terra e appropriato + 5 volt. Il percorso che abbiamo indicato per la costruzione di questo progetto, a destra del centro della vostra presa di breadboard, è selezionato per lasciare spazio per i progetti successivi che si espanderà su questo.

Fare clic sui ' Start´ pulsante qui sotto per iniziare. Se in qualsiasi momento si desidera ricominciare questa procedura dall'inizio, fare clic sul ' pulsante di riavvio$ $$ che andrà a sostituire il ' pulsante di Start´.

Effettua l'esperimento

Impostare tutti gli otto interruttori di logica logica 0 e accendere il vostro circuito sperimentale. A questo punto, tutti i segmenti di LED devono essere spento.

Passaggio 1. Impostare S7 su logica 1 e notare il risultato sul display LED. Facendo riferimento alla figura a destra, segmento in cui è controllata da S7? Quando si è stabilito questo, impostare nuovamente S7 logica 0. Individuare la lettera di segmento appropriato nella tabella a destra e Inserisci la cifra 7 (per S7) nella cella immediatamente a destra (sotto la colonna intitolata "normale").

Ripetere questa azione per ciascuno dei restanti interruttori logica. Prendere nota di quali controlli interruttore ogni segmento come è verificare che tutti i segmenti del display funzionano correttamente. Inserisci i numeri di interruttore nella tabella a destra, ogni segmento con l'interruttore di controllo di corrispondenza.

Passaggio 2. Ora, impostare S5 e S4 per logica 1 e tutte le altre opzioni a 0 logico. Come incide il display a LED?

Passaggio 3. Senza cambiare niente altro, attentamente rimuovere il display a LED dalla tua presa di breadboard e invertirlo, per fine. Questo metterà il punto decimale nell'angolo superiore sinistro del display. Re-inserirlo nella stessa posizione sul vostro zoccolo breadboard nel suo orientamento nuovo, invertito. Che cosa è la visualizzazione risultante?

Passaggio 4. Impostare S7, S6, S3, S2 e S1 su logica 1. Ciò dovrebbe lasciare solo S0 è impostata su logica 0. Nota la configurazione risultante di LED. Ora rimuovere e invertire il display a LED, come avete fatto prima, restituendo così al suo orientamento originale. Che effetto ha sulla cifra visualizzata?

Passaggio 5. Impostare S7 logica 0 e S0 su logica 1. Come questo cambia il schermo dello funzionamento?

Passaggio 6. Invertire il display a LED ancora una volta, in modo che il dp è di nuovo in alto a sinistra anziché in basso a destra. Utilizzando le identificazioni di segmento generale per la visualizzazione invertita, come mostrato nella parte superiore della tabella (segmento "a" è ancora nella parte superiore del display), testare ogni switch uno per uno e riempimento della tabella nella colonna guidato "Reversed." Confrontare i risultati per gli orientamenti di visualizzazione normale e invertita. Può pensare di qualsiasi motivo per disporlo in questo modo? Ripristinare la visualizzazione LED all'orientamento originale.

Passaggio 7. Quali segmenti si sarebbe accendere per visualizzare la cifra 2? Provare e verificare la tua conclusione. Provare a generare ciascuna delle cifre da 0 a 9 ruotando vari segmenti on e off. Verificare che tutte e dieci le cifre possono essere visualizzate e facilmente riconoscibile.

Quando hai fatto il tuo determinazioni, spegnere l'alimentazione per il circuito sperimentale e confrontare i risultati con la discussione qui sotto.

Discussione

Quando provato le varie opzioni di logica, hai trovato che S7 controllato il punto decimale e che S6 attraverso S0 controllata segmenti alla g in ordine. In questo modo facile correlazione tra interruttori e segmenti.

Quando si accende di segmenti b e c (S5 e S4), il display ha risposto con la cifra 1. Logicamente, potremmo usare segmenti b e c o segmenti e e f per la cifra 1, ma pratica standard è quello di mettere questa cifra a destra.

Quando invertito il display a LED e re-installato, la cifra 1 è comparso ancora e ancora sul lato destro del display. Così, i collegamenti a questi segmenti devono essere negli stessi luoghi, anche se noi a questo punto determinare quale interruttore controllato quale dei due segmenti in questo orientamento.

Quando si accende ogni interruttore tranne S0, hai visto una cifra 8, dove tutti i sette segmenti sono stati accesi. Tuttavia, quando invertito nuovamente l'unità di display LED, hai visto una cifra 0 con il punto decimale acceso. Ciò ha indicato che il separatore decimale e il segmento g sono collegati ai pin corrispondenti ma opposto.

Per verificare questo e tutte le altre connessioni, si ha ancora una volta invertito il display a LED e quindi identificato quale interruttore controlla quale segmento in posizione capovolta. Hai scoperto che S6 attraverso S1 ancora controllato segmenti alla f, il display a LED sia sul lato destro fino o capovolto. Solo segmento g e il punto decimale si scambiano.

Questa disposizione è intenzionale. Esso spesso semplifica il layout dei circuiti stampati. Inoltre, una tecnica comune utilizzata nei display orologio digitale è quello di capovolgere le decine di minuti e utilizzare il separatore decimale in tandem con ore cifra decimale per formare due punti.

Maggior cifra 7 esposizioni di segmento sono impostati in questo modo, con le connessioni di segmento simmetriche. In alcuni casi, tuttavia, la connessione comune non è condivisa tra tutti i LED. Piuttosto, più comune per attivare tutti i segmenti devono a volte essere collegate esternamente connessioni (catodo comune per questo esperimento). Nel caso il display a LED che abbiamo specificato per questo esperimento, tutti i LED catodi sono collegati insieme e per i perni del centro nella parte superiore e inferiore del pacchetto. Il ponticello nero a massa i catodi indipendentemente dall'orientamento del display. I collegamenti dei pin reale per l'unità di visualizzazione specificato sono (´K´ rappresenta il catodo comune):

Dovresti anche avere trovato che è non è difficile formare tutte e dieci le cifre utilizzando il display a 7 segmenti. Cifra 2, ad esempio, richiede segmenti a, b, d, e e g. cifra 3 rimuove il segmento e da quella lista e aggiunge il segmento c. Le due cifre 6 e 9 hanno due possibilità per ogni. Cifra 6 possa essere realizzato con o senza segmento a, e la cifra 9 possa essere realizzato con o senza segmento d. È possibile scegliere uno dei due metodi, ma per motivi di coerenza si dovrebbero trattare sia cifre allo stesso modo. Ad eccezione di quella variazione possibile, il tuo dieci cifre dovuto guardare come questo:

Al termine di questo esperimento, assicurarsi che il vostro circuito sperimentale è spento. Rimuovere tutti i ponticelli arancioni dalla tua presa di breadboard e metterli da parte per un uso successivo. Lasciare il display a LED 7 segmenti e relativo ponticello nero per il prossimo esperimento.

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