på 2025-05-06 26,388

7-segment display basics, pinout, typer, kontrol og anvendelser

Denne guide handler om, hvordan 7-segment viser sig, og hvordan du kan bruge dem i dine elektronikprojekter.Det forklarer stifterne på displayet, hvordan hvert segment lyser op, og de to almindelige typer: almindelig katode og almindelig anode.Du lærer også, hvordan du drejer segmenter til at bruge en mikrokontroller, hvordan man kontrollerer lysstyrke med modstande, og hvordan man bruger transistorer til sikkert at håndtere strøm.Guiden indeholder eksempler, diagrammer og viser, hvordan 7-segmentskærme bruges i ægte enheder som ure, termometre og mikrobølger.Uanset om du lige er begyndt eller allerede bygger projekter, vil denne guide hjælpe dig med at forstå og bruge 7-segment viser den rigtige måde.

Katalog

7-segment display pinout

En typisk enkeltcifret 7-segment-skærm har 10 stifter.Hver pin kontrollerer et specifikt segment bortset fra de to stifter, der fungerer som almindelige terminaler for strøm.For eksempel opretter pin 1 forbindelse til segmentet 'E' (nederst til venstre), mens pin 2 kontrollerer segmentet 'D' (bund).Pins 3 og 8 er de almindelige terminaler enten alle forbundet til jorden (almindelig katode) eller effekt (almindelig anode).Resten af ​​stifterne lyser op segmenter 'c', 'b', 'a', 'f', 'g' og decimalpunktet.

Figur 2. 7-Segment Display Pin-konfiguration

PIN -nummer	Pin -navn	Beskrivelse
1	e	Kontrollerer venstre bundled på 7-segmentskærmen
2	d	Kontrollerer den nederste LED på 7-segmentskærmen
3	Com	Forbundet til jord/VCC baseret på displaystype
4	c	Kontrollerer den højre bundled på 7-segmentskærmen
5	Dp	Kontrollerer decimalpunktet af 7-segment-displayet
6	b	Kontrollerer den øverste højre LED på 7-segmentskærmen
7	-en	Kontrollerer den øverste LED på 7-segmentskærmen
8	Com	Forbundet til jord/VCC baseret på displaystype
9	f	Kontrollerer den øverste venstre LED på 7-segmentskærmen
10	g	Kontrollerer den midterste LED på 7-segmentskærmen

Funktioner af 7-segmentskærme

• Segmentstruktur: En 7-segment-skærm inkluderer syv lysbare bjælker arrangeret til at danne numre, der ligner formen på en "8."Disse segmenter er mærket 'A' gennem 'G' med et valgfrit ottende segment, decimalpunktet (DP), normalt placeret nederst til højre.Ved at kombinere disse segmenter i forskellige mønstre kan displayet repræsentere cifre 0–9 og et par enkle bogstaver som A - F.Dette ligetil layout gør det ideelt til numeriske skærme på grund af dets brugervenlighed.

• Display -teknologi: Disse skærme bruger typisk LED'er, hvor hvert segment lyser op, når elektrisk strøm strømmer gennem det.LED-baserede modeller er lyse, energieffektive og synlige under forskellige lysforhold.Nogle versioner bruger LCD-teknologi, der bruger mindre strøm og er velegnet til batteridrevne enheder, skønt LCD'er generelt er dæmpere og mindre synlige i lyse omgivelser.

• Konfigurationstyper: Der er to primære ledningsmetoder: almindelig katode (CC) og almindelig anode (CA).I CC -skærme er alle de negative terminaler forbundet sammen, og segmenter aktiveres ved at levere en positiv spænding.I CA -skærme er alle positive terminaler forbundet, og segmenter tændes ved at jordforbinde de individuelle katoder.Valget afhænger af kredsløbsdesignet, og hvordan displayet køres.

• Karakterrepræsentation : Selvom disse skærme hovedsageligt er designet til tal, kan disse skærme også vise et begrænset interval af bogstaver, især A til F, hvilket er nyttigt til hexadecimale output.På grund af kun syv segmenter, kan de ikke nøjagtigt danne de fleste bogstaver eller komplekse symboler, men de er tilstrækkelige til grundlæggende alfanumeriske behov.

• Kontrol og grænseflade: Hvert segment kan tændes eller slukkes individuelt, ofte kontrolleret af mikrokontroller GPIO -stifter.For at forenkle kontrollen kan dekoder/driver ICS som 7447 eller CD4511 konvertere binære input til de rigtige segmentkombinationer, hvilket reducerer antallet af nødvendige forbindelser.

• Fordele: Deres vigtigste styrker inkluderer lave omkostninger, let kontrol og læsbarhed.LED -typer er lyse og holdbare, mens LCD -varianter sparer strøm.Disse træk gør dem populære for mange elektroniske enheder, især hvor den enkle numeriske output er tilstrækkeligt.

• Begrænsninger: Den største ulempe er det begrænsede tegnsæt, de kan ikke vise fuld tekst eller indviklet grafik.LED -modeller kan have smalle visningsvinkler, mens LCD'er kan kæmpe med synlighed i skarpt lys.Disse begrænsninger skal overvejes, når du vælger en displaytype til et projekt.

Alternative displaymoduler

Vise Type	Beskrivelse	Fordele	Begrænsninger
7-segmentskærme	Syv LED -segmenter til cifre og et par tegn.	Meget let at bruge	Viser kun cifre og begrænsede tegn
Dot Matrix vises	Gitter af lysdioder (f.eks. 5x7 eller 8x8), der danner tilpasset Tegn og animationer.	Billig og bredt tilgængelig	Ikke egnet til tekst eller grafik
		Lavt strømforbrug	Mere kompliceret at programmere
		Brugt i skiltning, ure osv.
Alfanumeriske LCD'er	Forformaterede LCD'er (f.eks. 16x2, 20x4) viser rækker af Karakterer med fast størrelse (normalt 5x8 prikformat).	Enkel at interface (standardprotokoller)	Karakterer med fast størrelse
		Fantastisk til menuer/statusdisplay	Begrænsede grafikfunktioner
		Læsbar i forskellige belysninger	Langsommere opdatering end grafiske skærme
OLED -skærme	Selvudnyttende skærme med høj kontrast;Fås i Monokrom eller fuld farve.	Høj kontrast og brede visningsvinkler	Højere omkostninger
		Tynd og lys	Kortere levetid (især blå pixels)
		Lav effekt, når du viser mørkt indhold	Har brug for mere hukommelse og behandling
TFT -skærme	Fuldfarve, højopløsnings-LCD'er med aktiv matrix, Touch-aktiveret ofte.	Rig farve og detaljer	Højt strømforbrug
		Kan omfatte berøring	Kræver mere RAM/forarbejdning
		Ideel til videoer, GUI'er, dashboards	Dyrere og kompleks til at integrere

Hvordan en 7-segment display fungerer?

Betjeningen af ​​en 7-segment-skærm er baseret på fremadrettet forspænding af lysemitterende dioder (LED'er) inde i hvert segment.Når der påføres en spænding i den rigtige retning, fra anoden til katoden, lyser segmentet op.Hvert segment kan kontrolleres uafhængigt, normalt gennem en mikrokontrollers digitale output -stifter eller en specialiseret displaydriver IC.Disse controllere bestemmer, hvilke segmenter der er aktiveret på et givet tidspunkt baseret på den ønskede karakter.

For at forhindre skader på LED'erne i overdreven strøm, er en strømbegrænsende modstand forbundet i serie med hvert segment.Denne modstand sikrer, at strømmen, der flyder gennem hver LED, forbliver inden for et sikkert interval, som normalt er omkring 20 til 30 milliamper (MA).Imidlertid kan den nøjagtige værdi variere afhængigt af den anvendte LED og den krævede lysstyrke.Der er to vigtigste operationelle tilstande til 7-segmentskærme:

1. Statisk tilstand: I denne tilstand tændes hvert ciffer og dets tilsvarende segmenter kontinuerligt.Denne opsætning kræver en separat kontrollinje for hvert segment af hvert ciffer, som kan blive ineffektivt, hvis der anvendes mange cifre.Det giver dog enkelhed og konstant lysstyrke.

2. Multiplexet tilstand : For at reducere antallet af kontrollinjer og strømforbrug køres skærme ofte i multiplekset tilstand.I denne tilstand tændes kun et ciffer ad gangen, men systemet skifter hurtigt mellem cifre med en hastighed høj nok til at opfatter alle cifre som at være kontinuerligt oplyst.Denne switching håndteres ofte ved hjælp af mikrocontroller -timere eller skiftregistre, som tillader præcis timing og kontrol.

Figur 3. Segment Kortlægning i et 7-segment LED-display

Figuren ovenfor illustrerer strukturen og mærkningen af ​​en 7-segment-skærm.Det viser det rektangulære arrangement af de syv segmenter (A, B, C, D, E, F og G) på tværs af ti forskellige visninger af skærmen.I hvert billede er forskellige segmenter skygge for grønne for at repræsentere deres aktivering.Dette hjælper med at visualisere, hvordan hvert enkelt segment bidrager til dannelse af cifre.Figuren fremhæver systematisk forskellige kombinationer, der hjælper med forståelsen af, hvordan det at tænde for specifikke segmenter skaber genkendelige karakterer.

7-segment display binære koder

For at vise et ciffer sender mikrokontrolleren en binær kode, der tænder på den rigtige kombination af segmenter.For eksempel at vise "0" er segmenter A, B, C, D, E og F tændt, og G er slukket.For en fælles katodedisplay er dette binær 0B00111111 (eller 0x3f i hex).For en fælles anode er logikken omvendt 0B11000000 (0xC0).Koden skal matche displaytypen, eller de forkerte segmenter lyser op.Brug af binære opslagstabeller gemmer behandlingstiden og sikrer hurtige, nøjagtige opdateringer, især i dynamiske applikationer som tællere eller timere.

Nedenstående tabel illustrerer, hvordan numre vises på en 7-segment-skærm med en fælles anodekonfiguration:

Antal	G F E D C B A	Hex -kode
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

Nedenstående tabel viser cifrene, da de vises på en 7-segment-skærm ved hjælp af en fælles katodekonfiguration:

Antal	G F E D C B A	Hex -kode
0	0111111	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

I denne opsætning er hvert segment af en dobbeltcifret 7-segment-skærm forbundet til Arduino Uno gennem en strømbegrænsende modstand (typisk 220Ω til 330Ω).Segmenterne mærket A til G (og valgfri decimalpunkt DP) er kablet parallelt på tværs af både cifre og forbundet til digitale stifter D2 til D9 på Arduino.For eksempel er segmentet 'A' forbundet til D2, 'B' til D3, og så videre.Hvert ciffer har sin egen almindelige katodestift (CC), der kontrollerer, om dette ciffer er aktiveret.Disse almindelige stifter er forbundet til Arduino -stifter D10 og D11 og bruges til multiplexing: kun et ciffer aktiveres ad gangen, men skift mellem dem hurtigt nok (normalt> 50Hz) får begge cifre til at se tændt ud samtidig.Brug digitalWrite () til at kontrollere, hvilke segmenter der er på, og hvilket ciffer der er aktivt.En opslagstabel i dine skitskortnumre (0–9) til deres tilsvarende segmentkombinationer.For at håndtere flere cifre skal du bruge multiplexing i din kode eller et bibliotek, der understøtter den.Dette reducerer antallet af krævede Arduino I/O -stifter, mens du aktiverer dynamiske displayopdateringer.

Figur 3. 7-Segment Display Circuit med Arduino

Ved hjælp af en fælles katode 7-segmentskærm

I en almindelig katode (CC) 7-segment-skærm er alle katodeterminaler for de enkelte LED'er, der danner display-segmenterne internt, internt tilsluttet og dirigeret til en eller flere eksterne almindelige katodestifter.Disse almindelige katodestifter er typisk forbundet til jorden (GND) i kredsløbet.Hvert af de individuelle segmenter, mærket fra 'A' gennem 'G', såvel som det valgfrie decimalpunkt (DP), har sin egen anodestift, der kontrolleres uafhængigt.

For at belyse et specifikt segment på denne type display skal en højspænding (typisk +5V eller +3,3V, afhængigt af systemet) påføres den tilsvarende anodestift.Fordi katoderne er jordet, vil strømmen flyde fra anoden til katoden, hvilket gør det muligt for LED -segmentet at lyse op.Brugen af ​​en fælles katode forenkler grænseflade med mikrokontrollere, da controlleren aktivt kan købe strøm til de enkelte segmentstifter i stedet for at synke den.

Denne konfiguration er populær inden for begyndere elektronikprojekter på grund af dens ligetil ledninger og programmeringslogik.Det giver mulighed for at skabe numeriske eller begrænsede alfabetiske tegn ved at kombinere forskellige segmenter.For eksempel at vise tallet "2", er segmenterne A, B, D, E og G tændt.Mikrokontrolleren aktiverer hvert segment ved at indstille sin respektive pin høj.

Imidlertid opstår der vederlag, når man forsøger at vise tegn som “8”, som kræver, at alle syv segmenter skal være på samtidig.Hvert LED-segment trækker en vis mængde strøm (normalt ca. 10-20 Ma), og belysning af alle segmenter kan tilføje op til 140 Ma eller mere.De fleste mikrokontroller I/O -stifter er ikke designet til at købe en så stor total strøm på tværs af flere stifter samtidig.Hvis der tegnes for meget strøm, kan det skade mikrokontrolleren eller få den til at fungere.For at afbøde dette bruger mange eksterne driver-IC'er (som ULN2003A), transistor-arrays eller strømbegrænsende modstande til sikkert at håndtere belastningen uden overbelastning af mikrokontrolleren.

Figur 5. Common Cathode 7-Segment Display Circuit Diagram

Figuren viser den interne og eksterne ledning af en fælles katodevægt 7-segmentskærm.Displayet er mærket med segmenter A til G og et decimalpunkt (DP).Hvert segment er forbundet til et diodesymbol (D1 til D8), der repræsenterer de individuelle LED -segmenter.Alle katoder er forbundet sammen og knyttet til jorden, hvilket indikerer den almindelige katodekonfiguration.Anvendelse af et højt signal til ethvert segments anode gør det muligt at strømme gennem segmentet og belyse det.

Brug af en fælles anode 7-segmentskærm

I en fælles anode (CA) 7-segment-skærm er alle anodeterminalerne i LED-segmenterne internt forbundet sammen og bringes ud til en fælles pin, der er mærket som den almindelige anode (CA).Denne almindelige pin er forbundet til en positiv spændingsforsyning, ofte +5V.Hvert individuelt segment af displayet, mærket A til G (med en valgfri decimalpunkt mærket DP), har sin katode udsat for ekstern forbindelse og kontrol.

For at belyse et specifikt segment skal dens katode tilsluttes til jorden (lav), mens den almindelige anode forbliver ved +5V (høj).Dette indebærer, at logikken til at kontrollere segmenterne er omvendt i modsætning til i en fælles katodedisplay, hvor segmenter tændes med et højt signal, i en fælles anodedisplay, tændes de med et lavt signal.Som et resultat skal din kontrolkode invertere det binære mønster, der bruges til en fælles katodedisplay.For eksempel kan et mønster, der lyser op for tallet “0” i en fælles katodedisplay, bruge en hexadecimal værdi som 0x3f;Det samme mønster for en almindelig anodedisplay ville være 0xc0, som er den bitvise inverse.

Mikrokontrollere, der er i stand til at synke strømmen (dvs. trække outputstiften til jorden) er bedre egnet til at køre CA -skærme, da de effektivt kan fuldføre kredsløbet for ethvert segment, der skal tændes.Disse skærme er også fordelagtige i systemer, hvor andre komponenter fungerer med aktiv lav logik, såsom når man bruger NPN-transistorer eller visse typer logiske porte.Du skal dog sikre dig, at firmware- eller driverlogikken er korrekt konfigureret til at redegøre for denne omvendte opførsel for at undgå visningsfejl.

Figur 6. Almindelig anode 7-segment Display Circuit Diagram

Figuren består af to dele.Til venstre er der et diagram over en fælles anode 7-segmentskærm, der viser de interne segmentetiketter (A til G og DP), og hvordan de er arrangeret til dannelse af tal.En enkelt almindelig anodestift vises forbundet øverst.Til højre illustrerer et forenklet kredsløbsskematisk, hvordan hvert segment (A til G, DP) er forbundet til dets tilsvarende diode (D1 til D8), med alle anoder bundet til en fælles højspænding (CA).Hver katode kan kontrolleres individuelt ved jordforbindelse for at tænde for det tilsvarende segment.

7-segment Dip Display Oversigt

Figur 7. 7-Segment Dip Display Oversigt

Diagrammet ovenfor illustrerer standarddimensionerne for en 7-segment-skærm i en dobbelt in-line-pakke (DIP) -format, der ofte bruges til gennemgående hul-PCB-installationer.Displayet står 19,00 mm høj fra base til toppen, med cifre, der måler 14,20 mm (0,56 tommer) i højden, en meget anvendt størrelse, der sikrer god synlighed i både indendørs og udendørs indstillinger.Segmenterne er vinklet indad ved 8 °, hvilket forbedrer læsbarheden fra et overheadperspektiv.

Displayet er ca. 12,60 mm bredt og har en tykkelse optimeret til standard PCB -layouts.Pinafstand følger den konventionelle 2,54 mm tonehøjde, hvor hver række indeholder fire stifter og måler 10,16 mm i total længde.Rækkerne er placeret 15,24 mm fra hinanden på tværs af pakken.Hver stift har en diameter på 0,51 mm, kompatibel med standard DIP-stikkontakter eller gennem huldimensioner.Standoffet mellem PCB -overfladen og displaybasen varierer fra 6,3 mm til 8,0 mm, hvilket giver tilstrækkelig clearance til lodning og luftstrøm.

Hvordan vælger man det rigtige 7-segment display?

For at vælge den rigtige 7-segment-skærm skal du starte med at beslutte den rigtige størrelse.Mindre fungerer godt til håndholdte enheder, mens større forbedrer læsbarheden i meter eller offentlige skærme.Tænk derefter på farve.Røde LED'er er almindelige, fordi de er energieffektive og har brug for lavere spænding.Andre farver som grøn eller blå bruger mere kraft og kræver højere spænding.

Du skal også matche displayets type (almindelig anode eller almindelig katode) til dit kredsløb.For eksempel, hvis din mikrokontroller kan levere strøm (kilde), er en almindelig katodedisplay en bedre pasform.Hvis det kun kan synke strømmen, skal du gå med en fælles anode.Kontroller altid databladet for aktuelle ratings, lysstyrke og pin -opgaver.Dette sikrer, at dit display fungerer som forventet og undgår skader fra forkerte spændinger eller strømme.

Anvendelser af 7-segmentskærme

Digitale ure og ure

En af de mest almindelige anvendelser af 7-segmentskærme er i digitale ure og armbåndsure.Disse skærme er ideelle til at vise tid i timer, minutter og sekunder på grund af deres klarhed og enkelhed.Uanset om det er et vækkeur på et natbord eller et vægmonteret kontorur, giver 7-segmentskærme en hurtig og nem måde at læse tiden på afstand.Deres lyse belysning gør dem også synlige i lavt lys eller mørke miljøer.

Digitale termometre

I både hjemme- og medicinske miljøer bruger digitale termometre ofte 7-segmentskærme til at vise temperaturaflæsninger.De bruges i indendørs/udendørs vejrtermometre, kropstermometre og HVAC -systemer.Fordi de kun behøver at vise numre, som regel to eller tre cifre, er 7-segmentskærme en perfekt pasform, der tilbyder hurtige, letlæsede output uden at kræve en fuld grafisk skærm.

Voltmetre og multimeter

7-segmentskærme er en standardfunktion i digitale voltmetre og multimetre, som er værktøjer, der bruges til at måle spænding, strøm og modstand.Disse skærme giver mulighed for øjeblikkeligt at se nøjagtige numeriske aflæsninger.Deres hurtige responstid og læsbarhed gør dem velegnet til elektronisk test og fejlfinding.

Gaspumper og brændstofdispensere

På tankstationer bruger brændstofdispensere store, robuste 7-segmentskærme for at vise mængden af ​​brændstofudleveret, omkostningerne pr. Gallon/liter og de samlede omkostninger.Deres evne til at forblive læsbar i sollys og barske udendørs forhold gør dem ideelle til dette miljø.De er også robuste og langvarige, hvilket reducerer vedligeholdelsesbehov.

Mikrobølger og køkkenapparater

Mange køkkenapparater, især mikrobølger, bruger 7-segmentskærme til at vise tilberedningstid, nedtællinger eller strømindstillinger.Displayet er intuitivt og let at fortolke, selv er du ikke teknologisk tilbøjelig.Fordi de kræver minimal strøm og plads, er de omkostningseffektive løsninger til apparatproducenter.

Vejningsskalaer (personlig og industriel)

Begge badeværelsesvægte og industriklasse vejningssystemer bruger 7-segmentskærme til at præsentere vægtværdier.Disse skærme vælges ofte for deres pålidelighed og læsbarhed.I industrielle sammenhænge kan skærmene være store nok til at blive set på afstand i lagre eller produktionsgulve.

Industrielt og laboratorieudstyr

I professionelle omgivelser findes 7-segmentskærme ofte på måleinstrumenter, strømforsyninger og overvågningssystemer.De bruges til at vise nøgle numeriske data som frekvens, tryk, spænding eller driftstid.Disse skærme giver holdbarhed, nøjagtighed og let integration i panelmonterede systemer.

Lavprisindlejrede systemer

I mange indlejrede applikationer, hvor der kun kræves tal, såsom tællere, timere, resultattavler eller grundlæggende diagnostiske værktøjer, tilbyder 7-segmentskærme et billigt alternativ til mere komplekse grafiske grænseflader.De forbruger lidt strøm og er lette at programmere, hvilket gør dem egnede til batteridrevne eller ressourcebegrænsede systemer.

Hvordan bruger man modstande med en 7-segment-skærm?

En nem måde at kontrollere en 7-segment-skærm er at sætte en modstand foran hvert segment.Dette hjælper med at beskytte de små lys inde i skærmen, kaldet LED'er, mod at få for meget elektricitet.For meget strøm kan gøre lysdioderne overophedning eller stoppe med at arbejde.Disse modstande hjælper også med at holde lysniveauet selv på tværs af alle segmenter.Værdien af ​​hver modstand er normalt mellem 220 ohm (ω) og 470 ohm (Ω).Det nøjagtige antal afhænger af to ting: strømforsyningsspændingen og hvor lys du vil have displayet.For eksempel, hvis du bruger en 5-volt strømforsyning og hvert segment bruger ca. 2 volt, vil en 150-OHM-modstand lader ca. 20 milliamps (MA) strøm gennem.Dette er en god mængde strøm til at gøre displayet lys nok, men stadig sikkert for lysdioderne.

Hvis du bruger større modstande, vil mindre strøm flyde, og displayet vil se lysere ud.Men dette kan hjælpe lysdioderne med at vare længere og bruge mindre strøm.Hvis du bruger mindre modstande, flyder mere strøm, og displayet ser lysere ud, men det kan slides hurtigere og blive varmere.I mere avancerede opsætninger, som når en modstand deles mellem flere segmenter (kaldet multiplexing), kan lysstyrken se ujævn ud.Det skyldes, at forskellige segmenter kan trække forskellige mængder af strøm.I disse tilfælde er det bedre at bruge en modstand til hvert segment eller bruge specielle chips, der kontrollerer det aktuelle automatisk.Disse metoder får displayet til at se bedre ud og fungerer mere pålideligt.

Figur 8. Grundlæggende modstandsbaseret 7-segment displaydiagram

Figuren illustrerer et grundlæggende kredsløbsdiagram til kørsel af en enkelt 7-segment LED-skærm ved hjælp af individuelle modstande for hvert segment.Hver af displayets segmenter (mærket A, B, C, D, E, F, G og DP (decimalpunkt)) er forbundet i serie med en 220Ω -modstand, som begrænser strømmen til sikre niveauer.Disse modstande kontrolleres gennem switches, der skifter indgangen mellem logik "høj" og logik "lav", hvilket gør det muligt at tænde eller slukke for hvert segment eller slukke uafhængigt.Den almindelige pin på 7-segmentskærmen er forbundet til en delt spændingskilde, der muliggør drift af de enkelte LED'er inden for displayet baseret på inputlogiksignalerne.Denne konfiguration eksemplificerer den enkleste og mest direkte måde at teste og betjene en 7-segment-skærm manuelt.

Hvordan bruger man transistorer med en 7-segment-skærm?

Transistorer er som små elektroniske switches, der hjælper med at kontrollere, hvilke dele af en 7-segment display lyser op.I en "almindelig katode" -opsætning er alle de negative ender (katoder) af lysdioderne sammen og forbundet til jorden.For at lyse op et segment sender mikrokontrolleren et signal til den positive ende (anode).Da jorden skal tændes og slukkes for at kontrollere hvert ciffer, bruges NPN -transistorer.Mikrokontrolleren sender et lille signal til basis (midterste ben) af transistoren, og dette gør det muligt for strøm at strømme gennem det og belyse segmentet.

I en "almindelig anode" -opsætning er alle de positive ender (anoder) forbundet sammen og tilsluttet til strøm (normalt 5V).Her kan du bruge PNP-transistorer eller specielle switches som N-kanal MOSFETs til at kontrollere de negative ender (katoder).Displayet lyser op, når mikrokontrolleren sender et signal til at trække katoden lavt (tæt på 0V).Til skærme med mere end et ciffer bruges multiplexering.Dette betyder, at mikrokontrolleren tænder på et ciffer ad gangen meget hurtigt, så hurtigt, at det ser ud til, at alle cifre er på én gang.Hver ciffer bruger sin egen transistor, som mikrokontrolleren tænder og slukker for i orden, mens de rigtige signaler til segmenterne.

For at beskytte mikrokontrolleren og sørge for, at transistorerne fungerer korrekt, placeres en lille modstand (normalt omkring 1.000 ohm) mellem mikrokontrolleren og transistorens base.Dette begrænser, hvor meget strøm flyder ind. Det er også vigtigt at vælge transistorer, der kan håndtere den mængde strøm, der er nødvendig af LED'erne.Hvis transistorerne er for svage, kan de overophedes eller stoppe med at arbejde, og displayet ser muligvis ikke rigtigt ud.Valg af de rigtige dele og styring af varme hjælper displayet med at fungere godt og vare længere.

Figur 9. Transistorbaseret kontrol af et 7-segment displaydiagram

Diagrammet illustrerer en enkel metode til at køre en enkeltcifret syv-segmentskærm ved hjælp af otte switches (SW1 til SW8), der hver er forbundet gennem en 220Ω modstand til de individuelle segmenter på displayet.Segmentkontrollinjerne dirigeres til displayindgange, der drives via en transistorkontakt (Q1).En 1 kΩ modstand (R9) forbinder transistorbasen til 5V -kontrollinjen, hvilket gør det muligt at aktivere displayet, når transistoren er tændt.Denne opsætning sikrer korrekt aktuel kontrol og effektiv drift af displayet.

Konklusion

En 7-segmentskærme er en enkel og nyttig måde at vise tal på elektroniske enheder.Hvert segment er som et lille lys, og ved at tænde for de rigtige kan du vise ethvert ciffer fra 0 til 9. Du kan bruge enten en fælles katode eller fælles anodedisplay, afhængigt af dit kredsløb.For at beskytte displayet og din mikrokontroller skal du bruge modstande eller transistorer.Hvis du har mere end et ciffer, kan du bruge en metode kaldet multiplexing til at tænde dem op ad gangen virkelig hurtigt, så de ser alle sammen ud.Disse skærme bruges i mange ting som digitale ure, skalaer, meter og køkkenapparater, fordi de er billige, lette at bruge og klare at læse.Med tipene fra denne guide kan du sikkert og nemt tilføje 7-segmentskærme til dine egne projekter.