Четырехразрядные семисегментные светодиодные индикаторы

В этой статье мы поговорим о цифровой индикации.
Семисегментные светодиодные индикаторы предназначены для отображения арабских цифр от 0 до 9 (рис.1).


Рис.1.

Такие индикаторы бывают одноразрядные, которые отображают только одно число, но семисегментных групп, объединенных в один корпус может быть и больше (многоразрядные). В этом случае цифры разделяются децимальной точкой (рис.2)


Рис.2.

Индикатор называется семисегментным из-за того, что отображаемый символ строится из отдельных семи сегментов. Внутри корпуса такого индикатора находятся светодиоды, каждый из которых засвечивает свой сегмент.
Буквы и другие символы на таких индикаторах отображать проблематично, поэтому для этих целей используются 16-сегментные индикаторы.

Светодиодные индикаторы бывают двух типов.
В первом из них все катоды, т.е. отрицательные выводы всех светодиодов, объединены вместе и для них выделен соответствующий вывод на корпусе.
Остальные выводы индикатора соединены к аноду каждого из светодиодов (рис.3, а). Такая схема называется «схема с общим катодом».
Также существуют индикаторы, у которых светодиоды каждого из сегментов подключены по схеме с общим анодом (рис.3, б).


Рис.3.

Каждый сегмент обозначен соответствующей буквой. На рисунке 4 представлено их расположение.

Рис.4.

В качестве примера рассмотрим двухразрядный семисегментный индикатор GND-5622As-21 красного свечения. Кстати существуют и другие цвета, в зависимости от модели.
С помощью трехвольтовой батарейки можно включать сегменты, а если объединить группу выводов в кучку и подать на них питание, то можно даже отображать цифры. Но такой метод является неудобным, поэтому для управления семисегментными индикаторами используют регистры сдвига и дешифраторы. Также, нередко, выводы индикатора подключаются напрямую к выходам микроконтроллера, но лишь в том случае когда используются индикаторы с низким потреблением тока. На рисунке 5 представлен фрагмент схемы с использованием PIC16F876A.


Рис.5.

Для управления семисегментным индикатором часто используется дешифратор К176ИД2.
Эта микросхема способна преобразовать двоичный код, состоящий из нулей и единиц в десятичные цифры от 0 до 9.

Чтобы понять, как все это работает, нужно собрать простую схему (рис.6). Дешифратор К176ИД2 выполнен в корпусе DIP16. Он имеет 7 выходных вывода (выводы 9 — 15), каждый из которых предназначен для определенного сегмента. Управление точкой здесь не предусмотрено. Также микросхема имеет 4 входа (выводы 2 — 5) для подачи двоичного кода. На 16-й и 8-ой вывод подается плюс и минус питания соответственно. Остальные три вывода являются вспомогательными, о них я расскажу чуть позже.

Читайте также:  Формирование помидоров в теплице видео


Рис.6.

DD1 — К176ИД2
R1 — R4 ( 10 — 100 кОм)
HG1 — GND-5622As-21

В схеме присутствует 4 тумблера (можно любые кнопки), при нажатии на них на входы дешифратора подается логическая единица от плюса питания. Кстати питается сама микросхема напряжением от 3 до 15 Вольт. В данном примере вся схема питается от 9-вольтовой "кроны".

Также в схеме присутствует 4 резистора. Это, так называемые, подтягивающие резисторы. Они нужны, чтобы гарантировать на логическом входе низкий уровень, при отсутствии сигнала. Без них показания на индикаторе могут отображаться некорректно. Рекомендуется использовать одинаковые сопротивления от 10 кОм до 100 кОм.

На схеме выводы 2 и 7 индикатора HG1 не подключены. Если подключить к минусу питания вывод DP, то будет светиться децимальная точка. А если подать минус на вывод Dig.2, то будет светиться и вторая группа сегментов (будет показывать тот же символ).

Входы дешифратора устроены так, что для отображения на индикаторе чисел 1, 2, 4 и 8 требуется нажатие лишь одной кнопки (на макете установлены тумблеры, соответствующие входам D0, D1, D2 и D3). При отсутствии сигнала отображается цифра ноль. При подаче сигнала на вход D0 отображается цифра 1. И так далее. Для отображения других цифр требуется нажатие комбинации тумблеров. А какие именно нужно нажимать нам подскажет таблица 1.


Таблица 1.

Чтобы отобразить цифру "3" необходимо логическую единицу подать на вход D0 и D1. Если подать сигнал на D0 и D2, то отобразится цифра "5" (рис.6).


Рис.6.

Здесь представлена расширенная таблица, в которой мы видим не только ожидаемую цифру, но и те сегменты (a — g), которые составят эту цифру.


Таблица 2.

Вспомогательными являются 1, 6 и 7-ой выводы микросхемы (S, M, К соответственно).

На схеме (рис.6) 6-ой вывод "М" заземлен (на минус питания) и на выходе микросхемы присутствует положительное напряжение для работы с индикатором с общим катодом. Если используется индикатор с общим анодом, то на 6-ой вывод следует подать единицу.

Если на 7-ой вывод "К" подать логическую единицу, то знак индикатора гасится, ноль разрешает индикацию. В схеме данный вывод заземлен (на минус питания).

На первый вывод дешифратора подана логическая единица (плюс питания), что позволяет отображать преобразованный код на индикатор. Но если подать на данный вывод (S) логический ноль, то входы перестанут принимать сигнал, а на индикаторе застынет текущий отображаемый знак.

Читайте также:  Сейфы из дерева своими руками

Стоит заметить одну интересную вещь: мы знаем, что тумблер D0 включает цифру "1", а тублер D1 цифру "2". Если нажать оба тумблера, то высветится цифра 3 (1+2=3). И в других случаях на индикатор выводится сумма цифр, составляющих эту комбинацию. Приходим к выводу, что входы дешифратора расположены продуманно и имеют очень логичные комбинации.

Также вы можете посмотреть видео к этой статье.

Цифровые 7-сегментные индикаторы KEM – интегральные микросхемы из диодных полупроводниковых источников излучения (светодиодов), предназначены для отображения цифровой и буквенной информации.

Отличительными характеристиками семисегментных цифровых индикаторов KEM являются количество разрядов в одном корпусе (одноразрядные, двухразрядные, трехразрядные и четырехразрядные), цвет отображаемой информации (красный, зелёный) и высота отображаемого знака (от 7,62 мм до 45 мм).

Кроме сегментов, синтезирующих цифры и буквы, разряд некоторых цифровых индикаторов может иметь одну или две децимальных точек, так называемый делитель дробных чисел.

Изготавливаются цифровые индикаторы в пластмассовом корпусе, задняя часть которого залита эпоксидным компаундом. Цвет дисплея черный или серый. Некоторые индикаторы дополнительно маркируются на корпусе с указанием серии и основных характеристик изделия.

Монтаж осуществляется по THT-технологии (выводы монтируются непосредственно в сквозные отверстия печатной платы) с помощью пайки. Повышенная рабочая температура среды составляет не более +85°С, пониженная рабочая температура – не ниже -35°С.

Семисегментные цифровые индикаторы имеют схему включения с общим катодом или с общим анодом: на вывод общего анода необходимо подавать"плюс", а на вывод общего катода – "минус" или заземление.

Для управления цифровыми индикаторами необходимы специальные интегральные микросхемы, преобразовывающие двоичный или двоично-десятичный код в соответствующий код индикатора.

Цифровые индикаторы применяются в качестве светоизлучающих источников в различной измерительной аппаратуре, устройствах автоматики и вычислительной техники, микрокалькуляторах, часах, приборах бытовой техники.

Более подробные характеристики, электрическая схема, расшифровка маркировки, габаритные размеры цифровых индикаторов указаны ниже.

Гарантийный срок работы поставляемых нашей компанией цифровых индикаторов составляет 2 года, что подкрепляется соответствующими документами по качеству.

Окончательная цена на цифровые индикаторы KEM зависит от количества, сроков поставки, производителя, страны происхождения и формы оплаты.

В статье разберемся с подключением 4-разрядного 7-сегментного индикатора 3641BS и рассмотрим практический пример его использования.

Читайте также:  Разрез траншеи на чертеже

http://ali.pub/8bugx 4-разрядный 7-сегментный индикатор ( 12 pin, red, с общим анодом)

Даташит на индикатор — datasheet-3641ax_bx.pdf (121 KB) .

Исходя из схемы, видим, что у нас индикатор с общим анодом ( в маркировке буква B — 3641BS):

Нумерация контактов стандартная — из нижнего левого угла против часовой стрелки:

По аналогии с матрицей 8×8 для отображения нужной информации необходимо по очереди подавать напряжение на аноды, а катодами формировать нужную информацию — и так для каждого разряда по очереди. Делать это нужно так быстро, чтобы человеческому глазу казалось, что одновременно непрерывно горят все 4 разряда. Собираем схему:

Модифицируем код для отображения цифр:

11 Arduino (C++)

Напишем функцию, которая будет отображать заданные числа:

13 Arduino (C++)

output.indexOf( "." )) digits += 1; if (output.length() // Формирум данные для показа: int dig = -1; for ( int i = 0; i String _char = output.substring(i, i + 1); if (_char != "." ) dig += 1; // Точка не занимает сегмент — увеличиваем на 1 int actualdigit = 11; // По умолчанию пустой символ if ((_char == "-" )) < actualdigit = 10; >else if (_char == " " || _char == "." ) < >else < actualdigit = _char.toInt(); >if (_char == "." ) < arr[dig][7] = 1; // Если нужно — ставим точку >else < for ( int n = 0; n void displayMessage( int dig[4][8]) < for ( int i = 0; i // Каждый разряд по очереди for ( int k = 0; k // Каждый сегмент по очереди — исходя из заданной карты digitalWrite (segmentsPins[k], ((dig[i][k] == 1) ? LOW : HIGH )); >digitalWrite (anodPins[i], HIGH ); delay (1); digitalWrite (anodPins[i], LOW ); > >

А теперь — к практической реализации. Подключим к нашей схеме датчик — ко входу платы Analog In , и будем передавать на дисплей значения, которые датчик будет передавать плате. Мы знаем, что плата интерпретирует входные данные от любого датчика в диапазон значений от 0 до 1024, поэтому их и будем передавать на наш индикатор.

Предположим, мы создаем устройство с фотодатчиком, но мы не знаем как настроить схему ( забудем, что у нас есть объект Serial ), потому что не знаем чувствительность датчика — здесь нам и поможет индикатор:

15 Arduino (C++)

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector