7 segmentų ekranas: PIN paskirstymas, veikimo principas ir duomenų lapas

Septynių segmentų ekranas, klasikinis ekrano prietaisų srityje, gali pasigirti tokiu intriguojančiu istorija, kaip ir jo struktūra.Jos išradimas žymi kertinį akmenį elektroniniuose ekranuose, kuriuos lemia paprastumas, aiškumas ir valdymo paprastumas.Šiame straipsnyje mes giliai giliai, išardydami septynių segmentų ekrano principus, istoriją, struktūrą ir PIN konfigūraciją.Mes tiriame jo funkcijų pasirinkimą, tipo klasifikaciją ir darbo principą.Mes iššifruojame jo kodavimo metodą ir nubraižome plačius jo taikymo laukus, analizuodami, kaip ši technologija prisitaiko ir vystosi nuolat kintančiame elektroniniame ekrano aplinkoje.

Šis įrenginys, pagrįstas LED technologija, yra inžinerinio paprastumo ir naudingumo stebuklas.Septyni LED vienetai, kurių kiekvienas yra „segmentas“, sudarytas iš aštuonių figūros, dažnai lydimos papildomo taško, skirto dešimtainėms dešimtainėms ar storosios žarnos.Kiekvienas segmentas, nepriklausomai kontroliuojamas, sujungia nuo 0 iki 9 skaičių, raidžių ir simbolių.Šis išradingas dizainas gali naudoti įvairius naudojimo būdus - nuo skaitmeninių laikrodžių iki skaičiuotuvų - nuo elektroninių plokščių iki šešioliktainių ekranų.

Techniškai kalbant, viskas susiję su dabartine kontrole.Šviesos diodai užsidega, kai elektronai ir skylės susilieja, skleidžiant fotonus.Valdykite elektrą ir kontroliuojate pranešimą.Istoriškai ši koncepcija kilo XX amžiaus pradžioje, susipynusi su „Telegraph“ technologijos evoliucija.Pionieriai, tokie kaip Carlas Kingsley, vaidino pagrindinius vaidmenis, sudarydami sceną septynių segmentų ekranų kilimui per „Dot-Matrix“ pirmtakus.

Palyginti, taškinės matricos simbolių ekranui priklauso nuo taškų masyvų, tuo tarpu septynių segmentų ekranuose naudojami segmentų deriniai-„Simpler“ ir labiau skaitomi.Technologiniai žingsniai pavertė ekraną iš mechaninių patefonų ir šviesos vamzdžių į šiandienos LED spindesį.Šiuolaikinės iteracijos gali pasigirti maža galia, ilgas tarnavimas ir didelis patikimumas, su tokiais vaizdiniais patobulinimais kaip spalvų variacija ir ryškumo reguliavimas.

Septynių segmentų ekrano kelionė atspindi platesnį ekrano technologijos pasakojimą-norą siekti efektyvumo, ekonomiškumo ir intuityvumo.Nors naujesnės technologijos, tokios kaip skystųjų kristalų ir OLED, turi savo nišas, septynių segmentų ekranas yra jo pagrindas, neprilygstamas pateikiant paprastą, intuityvią skaitmeninę informaciją.

Septynių segmentų ekraną, esantį jo šerdyje, susideda iš septynių šviesiai skleidžiamų diodų (šviesos diodų), sudarytų taip, kad sudarytų „8“ formą, kiekvienas LED veikia kaip atskiras segmentas (paprastai pažymėtas A iki G).Šie segmentai gali sudaryti skaičius nuo 0 iki 9 ir įvairias raides ir simbolius per įvairius derinius.Šviesos diodų efektyvumas, daugiausia skleidžiantis šviesą, o ne šilumą, yra ryškiai kontrastas su tradiciniais PN sankryžos diodais, todėl jie yra tinkamiausias pasirinkimas ekrano technologijoje.Skirtingai nuo skystųjų kristalų ekranų (LCD), LED rodo tiesiogiai emitą, tuo tarpu LCD sukuria vaizdus manipuliuodami foninį apšvietimą, kad apvažiuotų skystųjų kristalų sluoksnį.

Kai išpjaustome struktūrą, septynių segmentų šaka rodo į dvi kategorijas: paprastą anodą ir įprastą katodą.Bendrosios anodo konfigūracijoje visų LED segmentų anodai yra sujungti;Priešingai, įprasto katodo tipo katodai yra vieningi.Pasirinkimas tarp šių tipų priklauso nuo grandinės dizaino ir pagrindinės valdymo logikos.

Kiekvieno LED segmento kontrolė kruopščiai vykdoma per konkrečius kaiščius.Apsvarstykite tipišką septynių segmentų šviesos diodų ekraną: už segtukų, reglamentuojančių septynis pagrindinius segmentus, dažnai yra papildomas kaištis, skirtas dešimtainei taškui (žymimas DP).Štai standartinio septynių segmentų LED ekrano iliustracinė PIN konfigūracija.Praktiniuose scenarijuose šių kaiščių valdymas paprastai apima mikrovaldiklį arba integruotą grandinę, pavyzdžiui, BCD iki septynių segmentų dekoderį.Šis dekoderis išverčia dvejetainius užkoduotus skaičius į atitinkamą septynių segmentų šviesos diodų ekraną.Pavyzdžiui, norėdamas parodyti skaičių „2“, dekoderis suaktyvina segmentus A, B, G, E ir D.

Pasidarydami supaprastinta struktūra, kuriai suteikta stipri funkcionalumas, septynių segmentų ekranas, naudodamas įvairias PIN konfigūracijas ir valdymo logiką, tinkamai demonstruoja numerius ir paprastus simbolius įvairiuose elektroninių prietaisų spektre.Palyginti su LCD, LED ekranai gali būti ryškesni ir aiškesni kai kuriose programose, ypač kai svarbu, kad mažos energijos suvartojimas ir didelis kontrastas yra svarbūs.

Septynių segmentų ekranai, pirmiausia naudojami demonstruojantiems skaičiams ir tam tikriems simboliams, sudaro iš septynių LED segmentų, išdėstytų „8“ formacijoje, papildytos aštuntuoju šviesos diodu, į dešimtainį tašką.Ši konfigūracija daro juos ypač įgudusiu dešimtainiais skaičiais, įskaitant tuos, kurie turi dešimtainius taškus.Sudėtinguose scenarijuose, pavyzdžiui, kelių skaitmenų ekranuose, tai pasiekiama suderinant kelis septynių segmentų ekranus lygiagrečiai.

Šių ekranų centre yra LED (šviesos diodas)-kietojo kūno optinis įtaisas, veikiantis PN sankryžos elektroliuminescencijos principe.Kai srovė teka per šviesos diodą, sužadinti elektronai ir skylės susilieja, išleisdami energiją kaip matomą šviesą.Šviesos diodų spalva priklauso nuo puslaidininkinės medžiagos ir specifinių priemaišų, naudojamų PN sankryžoje.Pavyzdžiui, raudonuose šviesos dioduose gali būti naudojamas aliuminio galio arsenidas (dumbliai), o žalios arba mėlynos spalvos šviesos diodai gali naudoti indio galio fosfidą (Ingan).

Pasirinkus šviesos diodus septynių segmentų ekranui, apima keletą kritinių svarstymų.

Ekonominis efektyvumas: Tarp LED tipų kainų, atrankos turėtų atitikti paraiškos reikalavimus ir biudžeto apribojimus.

Gyvenimo trukmė: Nors šviesos diodai garsėja ilgaamžiškumu, gyvenimo trukmė gali labai skirtis atsižvelgiant į tipą ir kokybę.

Dydis: LED dydis diktuoja ekrano dydį ir skiriamąją gebą;Mažesni šviesos diodai tinka kompaktiškiems dizainams, o didesnėms programoms reikia didesnių ekranų.

Spalvų pasirinkimas: LED spalva daro įtaką estetikai ir matomumui, o raudonos ir žalios šviesos diodai paprastai yra labiau pastebimi visoje aplinkoje, skirtingai nei kai kurios mažiau pastebimos spalvos, pavyzdžiui, mėlyna dienos šviesoje.

Suderinamumas su elektroniniais komponentais: Šviesos diodų įtampa ir srovės specifikacijos turi būti suderinamos su kitais grandinės komponentais, kad būtų užtikrintas sistemos stabilumas ir efektyvumas.

Septynių segmentų ekranų veiksmingumas ir poveikis skaitmeninio ekrano arenoje daugiausia priklauso nuo LED pasirinkimo.Tinkamas šviesos diodų pasirinkimas padidina ekrano našumą, užtikrinant ekonomiškumą ir ilgalaikį patikimumą, glaustai, skaidriai supjaustydami techninio tikslumo derinį su praktiniais aspektais.

Septynių segmentų LED rodo dvikovą į dvi pagrindines kategorijas: įprastą anodą ir bendrą katodą, atskirtą jų LED jungtimis ir grandinės konfigūracijomis.

Bendras anodo ekranas: Visų LED segmentų anodai (teigiami gnybtai) susilieja bendrame taške, paprastai susiję su teigiamu maitinimo šaltinio terminalu.Kiekvienas LED segmento katodas (neigiamas elektrodas) valdomas per valdymo grandinę.Norint apšviesti konkretų segmentą, jo katodas turi būti įžemintas arba gauti neigiamą įtampą.Bendras anodo sąranka supaprastina grandinės dizainą;Visi anodai yra suvienyti, todėl reikia tik vieno ryšio, kad būtų galima energetuoti visus segmentus.

Bendras katodo ekranas: Šiame variante visų LED segmentų katodai yra sujungti, paprastai su neigiamu maitinimo šaltinio terminalu.Suaktyvinus segmentą, reikia pritaikyti teigiamą įtampą jo anodui.Šis modelis geriau tinka tam tikroms grandinės dizainams, ypač kai segmento valdymas priklauso nuo anodo.

Grandinės dizainas reikalauja atskiros kiekvieno tipo vairavimo logikos.Dėl įprastų anodo ekranų valdikliai turi pristatyti žemę arba neigiamą LED apšvietimo įtampą.Kita vertus, įprasti katodo ekranai reikalauja, kad valdikliai tiektų teigiamą įtampą.Praktiškai kalbant, bendro anodo ekranai dažnai įgyja pirmenybę.Jie sklandžiai suderina su teigiamomis logikos sistemomis (pvz., TTL grandinėmis), apšviečiant, kai išėjimas didėja.Be to, jie yra įgudę tvarkyti aukštesnes šaltinių sroves, todėl jos yra idealios didelės srovės ir paklausos programoms.

Sprendimas tarp ekrano tipų priklauso nuo konkretaus programos grandinės projektavimo ir valdymo logikos.Kartais „Common-Anode“ modifikuotas dizainas ir suderinamumas rodo laimėti.Kitu metu unikali bendrojo katodo ekranų privalumai tampa puikiais pasirinkimais.Bet kokiu atveju, norėdami pasiekti geriausią ekrano našumą ir grandinės efektyvumą, kad pasiektume techninio tikslumo ir praktinio pritaikymo suliejimą, turime pasirinkti tinkamą tipą.

Septynių segmentų ekrano esmė guli septyni LED vienetai, kruopščiai išdėstyti „8“ modeliu, lydimi papildomo LED už dešimtainį tašką.Šie šviesos diodai apšviečia savo puslaidininkių medžiagų vidines savybes.Pasinerkite į tai, kaip šie vienetai veikia, kiekvienas iš jų yra mažmeninis šviesos diodas, švytintis, kai nukreiptas į priekį.Šis šališkumas yra labai svarbus;Tai leidžia elektronų judėjimą tarp puslaidininkio p-regiono ir N-regiono.Kai elektronai pereina iš aukšto į mažą energijos lygį, jie skleidžia fotonus - matomą šviesą.Šis procesas, žinomas kaip elektroliuminescencija, yra pagrindinis šviesos diodų operacijos metu.

Šviesos diodų švytėjimo intensyvumas priklauso nuo priekinės srovės dydžio.Aukštesnės srovės padidina elektroninius perėjimus ir atitinkamai šviesos išėjimą.Tačiau jie taip pat sustiprina LED šiluminę apkrovą, potencialiai sumažindami jo gyvenimo trukmę.Todėl būtina tiksliai valdyti dabartinę kontrolę.Paprastai tai pasiekiama naudojant srovę ribojantį rezistorių arba nuolatinės srovės pavaros grandinę, integruotą tarp LED ir maitinimo šaltinio.

Norėdami parodyti skaičius ar simbolius, septynių segmentų ekrano grandinė selektyviai suaktyvina arba išjungia konkrečius LED segmentus.Pavyzdžiui, norint parodyti „1“, reikia apšviesti tik viršutinius ir apatinius dešinius segmentus (B ir C).Šių segmentų kontrolė, dažnai valdoma per mikrovaldiklį, yra esminė septynių segmentų dekoderis arba paprastos loginės grandinės.Pagrindinis grandinės vaidmuo yra tiekti tinkamą priekinę srovę kiekvienam LED, organizuojant jos apšvietimą pagal rodymo reikalavimus.

Šių ekranų grandinės projektavimui reikia atidžiai atsižvelgti į LED srovę ir įtampos specifikacijas, ekrano tipą (bendrą anodą arba įprastą katodą) ir efektyvias srovės valdymo ir paskirstymo strategijas.Pagrindinis septynių segmentų ekrano principas yra sudėtingos elektroninės inžinerijos gobelenas.Tai audžia LED elektroliuminescenciją, ryškumo valdymo metodus ir sudėtingą grandinės dizainą, kad būtų užtikrintas aiškus, patikimas skaitmeninis ir simbolių ekranas.

Septynių segmentų ekranų srityje įvairių skaičių ir simbolių rodymo esmė yra konkrečiu kodavimo metodu.Šie metodai kruopščiai diktatai, kurie vadovavo segmentams, turėtų būti apšviesti, kad būtų galima sukurti norimą skaičių ar charakterį.Kiekviena ekrano dalis paprastai yra pažymėta a, b, c, d, e, f, g, su papildomu dp dešimtainiu taškui.Ekrano tipas, nesvarbu, ar tai būtų įprastas anodas, ar bendras katodas, iš esmės daro įtaką kodavimo metodui.

Pasinaudojant įprastais anodo rodikliais, mechanizmas yra paprastas, tačiau tikslus.Čia užsidega segmentas, kai jo kaištis jungiasi prie žemės, todėl reikia „žemo“ nustatymo, kad būtų rodomas tam tikras skaičius.Paimkite, pavyzdžiui, „0“.Norėdami tai pavaizduoti, aktyvuojami segmentai A, B, C, D, E ir F, o G išlieka neveikiantys.Taigi, „0“ išverčia kodavimą „0111111“, o jo šešioliktainis atitikmuo yra 3F.

Priešingai, įprastas katodas parodo šią logiką.Gavus teigiamą įtampą, segmentas apšviečia, todėl kiekvienam norimam segmentui reikia „aukšto“ nustatymo.Taikant tai „0“, jo kodavimas yra pakeistas į „1000000“, atspindėtą šešioliktainiu kaip 40. Šios kodavimo, neatsiejamos nuo praktinių programų, dažnai apima mikrovaldiklius arba specialius dekoderio lustus.Tipiškas pavyzdys yra BCD (dvejetainis dešimtainis)-septynių segmentų dekoderis, kuris autonomiškai pasirenka teisingus segmentus, pagrįstus įvestimi, palengvindama rankinio kodavimo naštą.

Šioje kodavimo matricoje kiekvieno skaitmens GFEDCBA konfigūracija atitinka septynis šviesos diodus.Pavyzdžiui, „0111111“ reiškia visus, išskyrus G segmentą, parodo „0“.Įdiegus šiuos kodus realioje grandinėje, reikia tiesioginio programavimo į mikrovaldiklį ar dekoderį - tai lemiamas etapas kontroliuojant ekraną.

Grandinės projektavimas ir programavimo vyriai giliai supranta šiuos kodus.Skirtingos kodavimo schemos ne tik daro įtaką grandinės projektavimui, bet ir valdymo logikos sudėtingumui.Bet kuriame projekte, kuriame dalyvavo septynių segmentų ekranas, būtina įsisavinti šiuos kodus.Tikslus kodavimas atveria būdą, kaip pasiekti norimą ekrano funkciją, susimaišant su technine žiniomis su praktiniu pritaikymu.

Septynių segmentų ekranai, garsėjantys jų paprastumu ir lengvumu, yra plačiai naudojami įvairiuose elektroninių prietaisų spektre.Tai svyruoja nuo pradinių skaitmeninių ekranų iki sudėtingesnių informacijos pristatymų.Taikymo metodas lanksčiai prisitaiko prie šio projekto painiavos ir funkcinių reikalavimų.Pagrindinėse programose septynių segmentų ekrano naudingumas išryškėja, kai jis gali būti nukreiptas tiesiogiai 7 segmentų skaitiklio integruota grandine (IC), pavyzdžiui, CD4026.Šis konkretus IC, skaitiklis/dekoderis, yra sukurtas taip, kad būtų galima tiesiogiai valdyti septynių segmentų ekraną, išvertus įvesties skaičiavimo impulsus į matomus skaičius.

Šis metodas apima sudėtingo mikrovaldiklio ar mikroprocesoriaus palaikymo poreikį.Jos naudingumas išryškėja paprastuose skaitmeninio ekrano projektuose, tokiuose kaip skaitmeniniai skaitikliai ir laikrodžiai.Priešingai, sudėtingesni siekiai, pavyzdžiui, demonstruoti įvairius simbolius ar dinaminius efektus, reikia susieti septynių segmentų ekranus su mikrovaldikliu (MCU) arba mikroprocesoriumi (MPU).Čia kiekvieno LED segmento kaiščiai sujungia su MCU/MPU įvesties ir išvesties (I/O) kaiščiais, o bendras anodas arba katodo kaiščio jungtys su galia ar žeme, atsižvelgiant į ekrano tipą.

Ši sąranka leidžia mikrovaldikliui tiksliai diktuoti I/O kaiščių būseną, taip kontroliuojant ekraną.Pavyzdžiui, norint parodyti „0“ bendrame katodo ekrane, reikia apšviesti visus segmentus, išskyrus „g“, pasiektus nustatant I/O kaiščius iki 11000000 (dvejetainis).Bendro anodo ekrano logika yra ryškiai kontrastas.

Nesvarbu, ar tai skaitiklis IC, ar mikrovaldiklis prie vairo, norint surengti septynių segmentų ekraną, reikia kruopščiai programuoti grandinės būseną.Naudojant mikrovaldiklius, tai paprastai apima konkretaus kodo kūrimą.Šis kodas diktuoja I/O kaiščių aktyvacijos seką ir kaip ekrano morfai reaguojant į gaunamus duomenis.Septynių segmentų ekranų universalumas, apimantis nesudėtingą skaičiavimą iki sudėtingo charakterio ir grafinių vaizdų, priklauso nuo tinkamo vairavimo metodikos ir valdymo strategijos pasirinkimo.Dizaineriams ir inžinieriams svarbu įsisavinti skirtingų kontrolės technologijų ir kodavimo niuansus.Tai yra raktas į efektyvų ir įspūdingą ekrano sprendimą.

Septynių segmentų ekranai, gerbiami dėl savo unikalių funkcijų ir pranašumų, yra plačiai naudojami daugybėje laukų.Jie apima paprastą pagrindinės informacijos rodymo užduotį iki reiklios sudėtingos duomenų pateikimo srities.Jų kreipimasis yra paprastumo, ekonominio efektyvumo ir puikaus skaitomumo mišinys.Viešosios informacijos ekrano ir valdymo skydelių srityje šie ekranai yra ypač vertinami.Didelių šriftų matomumas čia yra labai svarbus, pavyzdžiui, ant viešojo transporto informacijos lentų, lifto grindų indikatorių ir nesuskaičiuojamų valdymo plokščių.Šiais atvejais septynių segmentų ekranų šriftas ir aiškumas yra būtinas aiškioms viešosioms direktyvoms ir pranešimams.

Mažos elektronikos kompanijos taip pat labai naudos iš šių ekranų.Dėl jų ekonominio efektyvumo ir programuojamo kontrolės paprastumo jie yra pasirinkimas tokiems produktams kaip ekonominiai skaitmeniniai laikmačiai, termometrai ir skaitikliai.Vis dėlto tai susiję ne tik su pagrindiniais ekranais.Kai situacija reikalauja pavaizduoti sudėtingesnes skaitmenines vertes ar jutiklio duomenis, septynių segmentų ekranas dažnai sujungia jėgas su keturių segmentų variantu.Šis kombinacija suteikia papildomų funkcijų, naudingų rodant matavimus ir būsenos rodiklius laboratoriniuose prietaisuose ar pramoninės valdymo sistemose.

Tada yra jų tinkamumas žemo apšvietimo scenarijams.Nemokančioje aplinkoje jų ryškumas ir įskaitomumas yra neprilygstami, todėl jie yra idealūs naktinei įrangai lauke, apsaugos sistemos ekranai ir avarinės situacijos rodikliai.Septynių segmentų ekranų universalumas padidina daugybę projektų.Elektroniniai laikrodžiai, vandens lygis, įvairūs matavimo įrankiai ir eksperimentiniai aparatai yra naudingi jų integracijai.Jų visur esančios vartotojos elektronikos srityje atspindi plačiai paplitęs pritaikymas pramonės, medicinos ir mokslinių tyrimų srityse.

Šie ekranai, turintys „Hallmark“ lengvai skaitomą didelį šriftą, ekonomiškumą ir plačią naudojimo spektrą, sustiprino save kaip pagrindinį elektroninės ekrano technologijos elementą.Jų buvimas, pradedant nuo buitinių prietaisų iki sudėtingų pramonės sistemų, yra visur paplitusi.Laikui bėgant, septynių segmentų rodiklių svarba tik toliau didėja, pabrėžiant jų ilgalaikį aktualumą nuolat besikeičiančioje technologinėje aplinkoje.

Septynių segmentų ekranas, elektroninės inžinerijos istorijos emblema, yra ne tik kaip technologinių naujovių švyturys, bet ir kaip technologijos pritaikomumo kasdienėje ir pramoninėse srityse.Jo kelionė iš kylančios idėjos iki kertinio akmens daugybėje įrenginių šiandien pabrėžia jos ilgalaikį patikimumą ir praktinį efektyvumą.Šis ekranas, visur esantis tiek namų ūkio, tiek sudėtingose ​​pramoninėse sistemose, sujungia lengvai skaitomumo, ekonomiškumo ir plataus naudojimo naudingumą į esminį elektroninės ekrano technologijos komponentą.

Jo dizainas, elegantiškas paprastumo ir veiksmingumo mišinys, pasinaudoja septyniais LED segmentais į skaičiaus vaizdus ir kai kurias raides.Šis dizainas atlieka aiškų ryšį ir sumažina gamybos ir priežiūros išlaidas.Dėl septynių segmentų ekrano patvarumo ir energijos taupumo jis idealiai tinka naudoti tolimojo naudojimo būdus, pavyzdžiui, viešosios informacijos lentas ir buities prietaisų plokštės.

Vis dėlto, atsirandant naujiems pretendentams, tokiems kaip LCDS ir OLED, septynių segmentų ekrano karalystė vystosi.Jos unikalūs nuopelnai, ypač sąnaudų ir energijos vartojimo efektyvumo, tvirtina jo svarbą specializuotose nišose.Žvelgiant į ateitį, kai elektroninės technologijos žygiuoja į priekį, septynių segmentų ekranas yra pasirengęs tęsti savo skirtingą palikimą.Tai žada prisidėti prie intelektualesnio, integruoto vaizdo technologinės pažangos, pakartodamas pasakojimo susipynimą apie paprastą ir kompleksą.