บน 06/05/2025 26,381

พื้นฐานการแสดงผล 7 ส่วน, pinout, ประเภท, การควบคุมและการใช้งาน

คู่มือนี้เป็นเรื่องเกี่ยวกับวิธีการทำงานของ 7 ส่วนและวิธีการใช้งานในโครงการอิเล็กทรอนิกส์ของคุณมันอธิบายพินบนจอแสดงผลแต่ละเซ็กเมนต์สว่างขึ้นและสองประเภททั่วไป: แคโทดทั่วไปและขั้วบวกทั่วไปนอกจากนี้คุณยังจะได้เรียนรู้วิธีการเปิดกลุ่มในการใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์วิธีควบคุมความสว่างด้วยตัวต้านทานและวิธีการใช้ทรานซิสเตอร์เพื่อจัดการพลังงานอย่างปลอดภัยคู่มือรวมถึงตัวอย่างไดอะแกรมและแสดงให้เห็นว่าการแสดง 7 ส่วนที่ใช้ในอุปกรณ์จริงเช่นนาฬิกาเทอร์โมมิเตอร์และไมโครเวฟไม่ว่าคุณจะเพิ่งเริ่มต้นหรือสร้างโครงการนี้คู่มือนี้จะช่วยให้คุณเข้าใจและใช้ 7 ส่วนแสดงวิธีที่ถูกต้อง

แคตตาล็อก

การแสดงผล 7 ส่วน pinout

จอแสดงผลขนาด 7 หลักเดียวทั่วไปมี 10 พินแต่ละพินควบคุมส่วนที่เฉพาะเจาะจงยกเว้นสองพินที่ทำหน้าที่เป็นขั้วทั่วไปสำหรับพลังงานตัวอย่างเช่น PIN 1 เชื่อมต่อกับเซ็กเมนต์ ‘E’ (ด้านล่างซ้าย) ในขณะที่ PIN 2 ควบคุมเซ็กเมนต์ ‘D’ (ด้านล่าง)พิน 3 และ 8 เป็นเทอร์มินัลทั่วไปไม่ว่าจะเชื่อมต่อกับพื้นดิน (แคโทดทั่วไป) หรือพลังงาน (ขั้วบวกทั่วไป)ส่วนที่เหลือของหมุดสว่างขึ้นเซ็กเมนต์ ‘C’, ‘B’, ‘A’, ‘F’, ‘G’ และจุดทศนิยม

รูปที่ 2. การกำหนดค่าพินแสดงผล 7 เซ็กเมนต์

หมายเลขพิน	ชื่อพิน	คำอธิบาย
1	อี	ควบคุม LED ด้านล่างซ้ายของจอแสดงผล 7 ส่วน
2	d	ควบคุม LED ด้านล่างสุดของจอแสดงผล 7 ส่วน
3	com	เชื่อมต่อกับ Ground/VCC ตามประเภทของการแสดงผล
4	C	ควบคุม LED ด้านล่างขวาของจอแสดงผล 7 ส่วน
5	DP	ควบคุม LED จุดทศนิยมของจอแสดงผล 7 ส่วน
6	ข	ควบคุม LED ด้านบนขวาของจอแสดงผล 7 ส่วน
7	อัน	ควบคุม LED สุดยอดที่สุดของการแสดงผล 7 เซ็กเมนต์
8	com	เชื่อมต่อกับ Ground/VCC ตามประเภทของการแสดงผล
9	f	ควบคุม LED ซ้ายบนของจอแสดงผล 7 ส่วน
10	ก	ควบคุม LED กลางของจอแสดงผล 7 ส่วน

คุณสมบัติของจอแสดงผล 7 ส่วน

- โครงสร้างส่วน: จอแสดงผล 7 ส่วนรวมถึงเจ็ดแท่งที่มีแสงสว่างที่จัดเรียงเป็นรูปแบบรูปแบบคล้ายกับรูปร่างของ“ 8. ”เซ็กเมนต์เหล่านี้มีป้ายกำกับว่า 'A' ถึง 'G' ซึ่งมีส่วนที่แปดเป็นทางเลือกจุดทศนิยม (DP) มักจะอยู่ที่ด้านล่างขวาด้วยการรวมกลุ่มเหล่านี้ในรูปแบบที่แตกต่างกันจอแสดงผลสามารถแสดงตัวเลข 0–9 และตัวอักษรง่ายๆสองสามตัวเช่น A - Fเลย์เอาต์ที่ตรงไปตรงมานี้ทำให้เหมาะสำหรับการแสดงตัวเลขเนื่องจากใช้งานง่าย

- เทคโนโลยีแสดงผล: โดยทั่วไปการแสดงเหล่านี้จะใช้ LED โดยที่แต่ละเซ็กเมนต์จะสว่างขึ้นเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านโมเดลที่ใช้ LED นั้นมีความสว่างประหยัดพลังงานและมองเห็นได้ในสภาพแสงที่หลากหลายบางรุ่นใช้เทคโนโลยี LCD ซึ่งใช้พลังงานน้อยลงและเหมาะสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่แม้ว่าโดยทั่วไปแล้ว LCD จะหรี่ลงและมองเห็นได้น้อยลงในการตั้งค่าที่สดใส

- ประเภทการกำหนดค่า: มีวิธีการเดินสายหลักสองวิธี: แคโทดทั่วไป (CC) และขั้วบวกทั่วไป (CA)ในจอแสดงผล CC เทอร์มินัลเชิงลบทั้งหมดจะเชื่อมต่อเข้าด้วยกันและกลุ่มจะเปิดใช้งานโดยการจัดหาแรงดันไฟฟ้าบวกในจอแสดงผล CA เทอร์มินัลเชิงบวกทั้งหมดเชื่อมต่อกันและส่วนต่างๆจะถูกเปิดใช้งานโดยการต่อสายดินของแต่ละแคโทดตัวเลือกขึ้นอยู่กับการออกแบบวงจรและวิธีการขับเคลื่อนการแสดงผล

- การแสดงตัวละคร : แม้ว่าส่วนใหญ่จะออกแบบมาสำหรับตัวเลข แต่จอแสดงผลเหล่านี้ยังสามารถแสดงตัวอักษรที่ จำกัด โดยเฉพาะอย่างยิ่ง A ถึง F ซึ่งมีประโยชน์สำหรับเอาต์พุตเลขฐานสิบหกเนื่องจากมีเพียงเจ็ดส่วนพวกเขาไม่สามารถสร้างตัวอักษรหรือสัญลักษณ์ที่ซับซ้อนได้อย่างถูกต้อง แต่ก็พอเพียงสำหรับความต้องการตัวอักษรและตัวเลขพื้นฐาน

- การควบคุมและการเชื่อมต่อ: แต่ละเซ็กเมนต์สามารถเปิดหรือปิดเป็นรายบุคคลมักจะควบคุมโดยพิน GPIO ไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อลดความซับซ้อนของการควบคุมตัวถอดรหัส/ไดรเวอร์เช่น 7447 หรือ CD4511 สามารถแปลงอินพุตไบนารีให้เป็นชุดค่าผสมที่เหมาะสมลดจำนวนการเชื่อมต่อที่จำเป็น

- ข้อดี: จุดแข็งหลักของพวกเขารวมถึงต้นทุนต่ำความสะดวกในการควบคุมและความสามารถในการอ่านประเภท LED มีความสว่างและทนทานในขณะที่ตัวแปร LCD ประหยัดพลังงานลักษณะเหล่านี้ทำให้พวกเขาได้รับความนิยมสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เอาต์พุตตัวเลขง่าย ๆ เพียงพอ

- ข้อ จำกัด: ข้อเสียเปรียบที่ใหญ่ที่สุดคือชุดอักขระที่ จำกัด พวกเขาไม่สามารถแสดงข้อความเต็มหรือกราฟิกที่ซับซ้อนแบบจำลอง LED อาจมีมุมมองที่แคบในขณะที่ LCD สามารถต่อสู้กับทัศนวิสัยในแสงสว่างได้ข้อ จำกัด เหล่านี้ควรได้รับการพิจารณาเมื่อเลือกประเภทการแสดงผลสำหรับโครงการ

โมดูลการแสดงผลทางเลือก

แสดง พิมพ์	คำอธิบาย	ข้อดี	ข้อ จำกัด
การแสดง 7 ส่วน	เจ็ดกลุ่ม LED สำหรับตัวเลข และอักขระไม่กี่ตัว	ใช้งานง่ายมาก	แสดงเฉพาะตัวเลขและอักขระที่ จำกัด
DOT MATRIX แสดงผล	กริดของไฟ LED (เช่น 5x7 หรือ 8x8) การปรับแต่งได้ ตัวละครและภาพเคลื่อนไหว	ราคาไม่แพงและมีอยู่อย่างกว้างขวาง	ไม่เหมาะสำหรับข้อความหรือกราฟิก
		การใช้พลังงานต่ำ	ซับซ้อนมากขึ้นในการโปรแกรม
		ใช้ในป้ายนาฬิกา ฯลฯ
LCDS ตัวอักษรและตัวเลข	LCDS ที่มีรูปแบบ preformatted (เช่น 16x2, 20x4) แสดงแถวของ อักขระขนาดคงที่ (โดยปกติจะเป็นรูปแบบ 5x8 dot)	ง่ายต่อการเชื่อมต่อ (โปรโตคอลมาตรฐาน)	อักขระขนาดคงที่
		เหมาะสำหรับการแสดงเมนู/สถานะ	ความสามารถด้านกราฟิก จำกัด
		อ่านได้ในแสงต่างๆ	การรีเฟรชช้ากว่าการแสดงกราฟิก
หน้าจอ OLED	แสดงการแสดงตัวเองด้วยความคมชัดสูงมีอยู่ใน สีขาวดำหรือสีเต็ม	ความคมชัดสูงและมุมมองกว้าง	ต้นทุนที่สูงขึ้น
		บางและเบา	อายุการใช้งานที่สั้นลง (โดยเฉพาะพิกเซลสีน้ำเงิน)
		พลังงานต่ำเมื่อแสดงเนื้อหามืด	ต้องการหน่วยความจำและการประมวลผลมากขึ้น
หน้าจอ TFT	LCDs ความละเอียดสูงเต็มรูปแบบพร้อมเมทริกซ์ที่ใช้งานอยู่ มักเปิดใช้งานการสัมผัส	สีและรายละเอียดมากมาย	การใช้พลังงานสูง
		สามารถรวมถึงการสัมผัส	ต้องใช้ RAM/การประมวลผลมากขึ้น
		เหมาะสำหรับวิดีโอ, GUIS, แดชบอร์ด	Costlier & Complex เพื่อรวมเข้าด้วยกัน

การแสดงผล 7 ส่วนทำงานอย่างไร?

การทำงานของจอแสดงผล 7 ส่วนขึ้นอยู่กับการให้น้ำหนักแบบส่งต่อแสงเปล่งแสง (LED) ภายในแต่ละเซ็กเมนต์เมื่อแรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้ในทิศทางที่ถูกต้องจากขั้วบวกไปยังแคโทดเซ็กเมนต์จะสว่างขึ้นแต่ละเซ็กเมนต์สามารถควบคุมได้อย่างอิสระโดยปกติจะผ่านหมุดเอาต์พุตดิจิตอลของไมโครคอนโทรลเลอร์หรือ IC Display Display Driver ICคอนโทรลเลอร์เหล่านี้กำหนดว่าส่วนใดจะเปิดใช้งานในเวลาใดก็ตามตามอักขระที่ต้องการ

เพื่อป้องกันความเสียหายต่อไฟ LED จากกระแสที่มากเกินไปตัวต้านทาน จำกัด ปัจจุบันเชื่อมต่อเป็นอนุกรมกับแต่ละเซ็กเมนต์ตัวต้านทานนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่ากระแสที่ไหลผ่าน LED แต่ละตัวจะอยู่ในช่วงที่ปลอดภัยซึ่งมักจะอยู่ที่ประมาณ 20 ถึง 30 มิลลิเมตร (MA)อย่างไรก็ตามค่าที่แน่นอนอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับประเภทของ LED ที่ใช้และความสว่างที่ต้องการมีสองโหมดการปฏิบัติงานหลักสำหรับการแสดง 7 เซ็กเมนต์:

1. โหมดคงที่: ในโหมดนี้แต่ละหลักและเซ็กเมนต์ที่สอดคล้องกันจะเปิดอย่างต่อเนื่องการตั้งค่านี้ต้องใช้สายควบคุมแยกต่างหากสำหรับแต่ละส่วนของแต่ละหลักซึ่งอาจไม่มีประสิทธิภาพหากมีการใช้ตัวเลขจำนวนมากอย่างไรก็ตามมันมีความเรียบง่ายและความสว่างคงที่

2. โหมดมัลติเพล็กซ์ : เพื่อลดจำนวนสายควบคุมและการใช้พลังงานจอแสดงผลมักจะทำงานในโหมดมัลติเพล็กซ์ในโหมดนี้มีเพียงหนึ่งหลักเท่านั้นที่มีแสงสว่าง แต่ระบบจะสลับระหว่างตัวเลขที่ความเร็วสูงพอที่จะรับรู้ตัวเลขทั้งหมดได้อย่างรวดเร็วการสลับนี้มักจะจัดการโดยใช้ตัวจับเวลาไมโครคอนโทรลเลอร์หรือการลงทะเบียน Shift ซึ่งอนุญาตให้กำหนดเวลาและการควบคุมที่แม่นยำ

รูปที่ 3. การแมปเซ็กเมนต์ในจอแสดงผล LED 7 ส่วน

รูปด้านบนแสดงโครงสร้างและการติดฉลากของจอแสดงผล 7 ส่วนมันแสดงให้เห็นถึงการจัดเรียงสี่เหลี่ยมของเจ็ดส่วน (a, b, c, d, e, f และ g) ในสิบมุมมองที่แตกต่างกันของจอแสดงผลในแต่ละภาพส่วนต่าง ๆ จะเป็นสีเขียวแรเงาเพื่อแสดงการเปิดใช้งานสิ่งนี้ช่วยให้เห็นภาพว่าแต่ละส่วนมีส่วนช่วยในการสร้างตัวเลขอย่างไรรูปเน้นการผสมผสานที่หลากหลายอย่างเป็นระบบช่วยในการทำความเข้าใจว่าการเปิดกลุ่มเฉพาะจะสร้างอักขระที่เป็นที่รู้จักได้อย่างไร

รหัสไบนารีแสดง 7 ส่วน

ในการแสดงหลักไมโครคอนโทรลเลอร์จะส่งรหัสไบนารีที่เปิดการรวมกันของเซ็กเมนต์ที่เหมาะสมตัวอย่างเช่นเพื่อแสดง“ 0,” เซ็กเมนต์ A, B, C, D, E และ F ถูกเปิดใช้งานและ G ปิดอยู่สำหรับการแสดงแคโทดทั่วไปนี่คือไบนารี 0B00111111 (หรือ 0x3F ในฐานสิบหก)สำหรับขั้วบวกทั่วไปตรรกะจะกลับด้าน 0B11000000 (0xC0)รหัสจะต้องตรงกับประเภทการแสดงผลหรือส่วนที่ไม่ถูกต้องจะสว่างขึ้นการใช้ตารางการค้นหาแบบไบนารีช่วยประหยัดเวลาในการประมวลผลและทำให้มั่นใจได้ว่าการอัปเดตที่รวดเร็วและแม่นยำโดยเฉพาะอย่างยิ่งในแอปพลิเคชันแบบไดนามิกเช่นตัวนับหรือตัวจับเวลา

ตารางด้านล่างแสดงให้เห็นว่าตัวเลขปรากฏบนจอแสดงผล 7 ส่วนด้วยการกำหนดค่าขั้วบวกทั่วไป:

ตัวเลข	G F E D C B A	รหัสหกเหลี่ยม
0	10,00000	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

ตารางด้านล่างแสดงตัวเลขตามที่ปรากฏบนจอแสดงผล 7 เซ็กเมนต์โดยใช้การกำหนดค่าแคโทดทั่วไป:

ตัวเลข	G F E D C B A	รหัสหกเหลี่ยม
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

ในการตั้งค่านี้แต่ละส่วนของจอแสดงผล 7 ส่วนสองหลักเชื่อมต่อกับ Arduino Uno ผ่านตัวต้านทาน จำกัด ปัจจุบัน (โดยทั่วไปคือ220Ωถึง330Ω)เซ็กเมนต์ที่มีป้ายกำกับ A ถึง G (และจุดทศนิยมที่เป็นตัวเลือก DP) มีสายแบบขนานกันทั้งสองหลักและเชื่อมต่อกับหมุดดิจิตอล D2 ถึง D9 บน Arduinoตัวอย่างเช่นเซ็กเมนต์ 'A' เชื่อมต่อกับ D2, 'B' ถึง D3 และอื่น ๆแต่ละหลักมีพินแคโทดทั่วไป (CC) ซึ่งควบคุมว่าตัวเลขนั้นเปิดใช้งานหรือไม่พินทั่วไปเหล่านี้เชื่อมต่อกับหมุด Arduino D10 และ D11 และใช้สำหรับมัลติเพล็กซ์: มีการเปิดใช้งานเพียงหนึ่งหลักในแต่ละครั้ง แต่สลับระหว่างพวกเขาเร็วพอ (ปกติ> 50Hz) ทำให้ทั้งสองตัวเลขปรากฏขึ้นพร้อมกันใช้ DigitalWrite () เพื่อควบคุมส่วนที่เปิดอยู่และตัวเลขใดที่ใช้งานอยู่ตารางการค้นหาในหมายเลขแผนที่ร่างของคุณ (0–9) ไปยังชุดค่าผสมที่สอดคล้องกันในการจัดการหลายหลักอย่างมีประสิทธิภาพให้ใช้มัลติเพล็กซ์ในรหัสของคุณหรือไลบรารีที่รองรับสิ่งนี้จะช่วยลดจำนวนหมุด Arduino I/O ที่ต้องการในขณะที่เปิดใช้งานการอัปเดตการแสดงผลแบบไดนามิก

รูปที่ 4. วงจรแสดงผล 7 ส่วนพร้อม Arduino

การใช้การแสดงผล Cathode 7 ส่วนทั่วไป

ในจอแสดงผล 7 ส่วนของแคโทด (CC) 7 ส่วนขั้วแคโทดทั้งหมดของ LED แต่ละตัวที่สร้างส่วนการแสดงผลมีการเชื่อมต่อภายในและกำหนดเส้นทางไปยังหนึ่งหรือมากกว่าหนึ่งหรือมากกว่านั้นโดยทั่วไปแล้วหมุดแคโทดทั่วไปเหล่านี้จะเชื่อมต่อกับกราวด์ (GND) ในวงจรแต่ละเซ็กเมนต์แต่ละกลุ่มที่มีป้ายกำกับจาก ‘A’ ถึง ‘G’ รวมถึงจุดทศนิยมเสริม (DP) มีพินขั้วบวกของตัวเองซึ่งควบคุมได้อย่างอิสระ

ในการส่องสว่างเซ็กเมนต์เฉพาะบนจอแสดงผลประเภทนี้แรงดันสูง (โดยทั่วไปจะเป็น +5V หรือ +3.3V ขึ้นอยู่กับระบบ) จะต้องใช้กับพินขั้วบวกที่สอดคล้องกันเนื่องจากแคโทดมีสายดินกระแสจะไหลจากขั้วบวกไปยังแคโทดทำให้ส่วน LED สว่างขึ้นการใช้แคโทดทั่วไปช่วยลดความซับซ้อนของการเชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์เนื่องจากคอนโทรลเลอร์สามารถจัดหากระแสไฟฟ้าให้กับหมุดเซ็กเมนต์แต่ละตัวแทนที่จะจมลง

การกำหนดค่านี้เป็นที่นิยมในโครงการอิเล็กทรอนิกส์เริ่มต้นเนื่องจากการเดินสายตรงไปตรงมาและตรรกะการเขียนโปรแกรมช่วยให้สามารถสร้างอักขระตัวอักษรที่เป็นตัวเลขหรือ จำกัด โดยการรวมกลุ่มที่แตกต่างกันตัวอย่างเช่นเพื่อแสดงหมายเลข“ 2” ส่วน A, B, D, E และ G ถูกเปิดใช้งานไมโครคอนโทรลเลอร์เปิดใช้งานแต่ละเซ็กเมนต์โดยการตั้งค่าพินสูงตามลำดับ

อย่างไรก็ตามการพิจารณาเกิดขึ้นเมื่อพยายามแสดงตัวละครเช่น“ 8” ซึ่งต้องการให้ทั้งเจ็ดกลุ่มอยู่พร้อมกันแต่ละกลุ่ม LED จะดึงกระแสจำนวนหนึ่ง (โดยปกติจะอยู่ที่ประมาณ 10-20 Ma) และการให้แสงสว่างทุกส่วนสามารถเพิ่มได้สูงสุด 140 Ma หรือมากกว่าMicrocontroller I/O ส่วนใหญ่ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อจัดหากระแสไฟฟ้ารวมขนาดใหญ่ในหลาย ๆ พินพร้อมกันหากมีการดึงกระแสมากเกินไปอาจทำให้ไมโครคอนโทรลเลอร์เสียหายหรือทำให้เกิดความผิดปกติเพื่อลดสิ่งนี้ให้ใช้ ICS ของไดรเวอร์ภายนอก (เช่น ULN2003A), อาร์เรย์ทรานซิสเตอร์หรือตัวต้านทานที่ จำกัด ปัจจุบันเพื่อจัดการกับโหลดอย่างปลอดภัยโดยไม่ทำให้ไมโครคอนโทรลเลอร์มากเกินไป

รูปที่ 5. แผนภาพวงจรจอแสดงผล 7 ส่วนทั่วไป

รูปแสดงการเดินสายภายในและภายนอกของการแสดงผลแคโทด 7 ส่วนทั่วไปจอแสดงผลมีป้ายกำกับด้วยเซ็กเมนต์ A ถึง G และจุดทศนิยม (DP)แต่ละเซ็กเมนต์เชื่อมต่อกับสัญลักษณ์ไดโอด (D1 ถึง D8) ซึ่งเป็นตัวแทนของกลุ่ม LED แต่ละตัวแคโทดทั้งหมดเชื่อมต่อเข้าด้วยกันและเชื่อมโยงกับกราวด์ซึ่งบ่งบอกถึงการกำหนดค่าแคโทดทั่วไปการใช้สัญญาณสูงกับขั้วบวกของเซ็กเมนต์ใด ๆ ช่วยให้กระแสไหลผ่านเซ็กเมนต์โดยให้แสงสว่าง

การใช้จอแสดงผลแบบ 3 ส่วนทั่วไป

ในจอแสดงผล 7 ส่วนที่พบได้ทั่วไป (CA) 7 ส่วนขั้วขั้วบวกทั้งหมดของส่วน LED นั้นเชื่อมต่อกันภายในและถูกนำออกไปยังพินทั่วไปที่ระบุว่าเป็นขั้วบวกทั่วไป (CA)พินทั่วไปนี้เชื่อมต่อกับการจ่ายแรงดันไฟฟ้าบวกบ่อยครั้ง +5Vแต่ละส่วนของจอแสดงผลมีป้ายกำกับผ่าน G (พร้อมจุดทศนิยมเสริมที่มีป้ายกำกับ DP) มีแคโทดที่เปิดรับการเชื่อมต่อและการควบคุมภายนอก

ในการส่องสว่างเซ็กเมนต์เฉพาะแคโทดของมันจะต้องเชื่อมต่อกับพื้นดิน (ต่ำ) ในขณะที่ขั้วบวกทั่วไปยังคงอยู่ที่ +5V (สูง)นี่ก็หมายความว่าตรรกะในการควบคุมเซ็กเมนต์นั้นกลับด้านซึ่งแตกต่างจากการแสดงแคโทดทั่วไปซึ่งส่วนจะเปิดขึ้นด้วยสัญญาณสูงในจอแสดงผลขั้วบวกทั่วไปพวกเขาจะเปิดด้วยสัญญาณต่ำเป็นผลให้รหัสควบคุมของคุณต้องกลับรูปแบบไบนารีที่ใช้สำหรับการแสดงแคโทดทั่วไปตัวอย่างเช่นรูปแบบที่ทำให้ตัวเลข“ 0” เพิ่มขึ้นในจอแสดงผลแคโทดทั่วไปอาจใช้ค่าเลขฐานสิบหกเช่น 0x3F;รูปแบบเดียวกันสำหรับจอแสดงผลขั้วบวกทั่วไปจะเป็น 0xc0 ซึ่งเป็น bitwise iderse

ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่มีความสามารถในการจมกระแส (เช่นการดึงพินเอาท์พุทไปยังพื้น) เหมาะสำหรับการขับขี่จอแสดงผล CA เนื่องจากพวกเขาสามารถทำให้วงจรเสร็จสมบูรณ์สำหรับทุกกลุ่มที่ต้องเปิดจอแสดงผลเหล่านี้ยังเป็นประโยชน์ในระบบที่ส่วนประกอบอื่น ๆ ทำงานด้วยตรรกะที่ใช้งานอยู่ต่ำเช่นเมื่อใช้ทรานซิสเตอร์ NPN หรือประตูตรรกะบางประเภทอย่างไรก็ตามคุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าเฟิร์มแวร์หรือตรรกะของไดรเวอร์ได้รับการกำหนดค่าอย่างเหมาะสมเพื่อบัญชีสำหรับพฤติกรรมคว่ำนี้เพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการแสดงผล

รูปที่ 6. ไดอะแกรมวงจรจอแสดงผล 3 ส่วนทั่วไป

รูปประกอบด้วยสองส่วนทางด้านซ้ายมีไดอะแกรมของจอแสดงผลขั้วบวก 7 ส่วนร่วมแสดงฉลากเซ็กเมนต์ภายใน (A ถึง G และ DP) และวิธีการจัดเรียงให้เป็นตัวเลขหมุดขั้วบวกทั่วไปเดียวจะแสดงเชื่อมต่อที่ด้านบนทางด้านขวาแผนผังวงจรที่เรียบง่ายแสดงให้เห็นว่าแต่ละเซ็กเมนต์ (A ถึง G, DP) เชื่อมต่อกับไดโอดที่สอดคล้องกัน (D1 ถึง D8) โดยมีขั้วบวกทั้งหมดเชื่อมโยงกับแรงดันไฟฟ้าสูงทั่วไป (CA)แต่ละแคโทดสามารถควบคุมเป็นรายบุคคลได้โดยการต่อสายดินเพื่อเปิดส่วนที่สอดคล้องกัน

โครงร่างการแสดงผลแบบจุ่ม 7s

รูปที่ 7. 7-segment DIP DISPLAY โครงร่าง

แผนภาพด้านบนแสดงขนาดมาตรฐานสำหรับการแสดงผล 7 เซ็กเมนต์ในรูปแบบแพคเกจแบบอินไลน์คู่ (DIP) ซึ่งใช้กันทั่วไปสำหรับการติดตั้ง PCB ผ่านหลุมจอแสดงผลมีความสูง 19.00 มม. จากฐานถึงด้านบนโดยมีตัวเลขวัดความสูง 14.20 มม. (0.56 นิ้ว) ขนาดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าทัศนวิสัยที่ดีทั้งในร่มและกลางแจ้งเซ็กเมนต์จะทำมุมเข้าที่ 8 °เพิ่มความสามารถในการอ่านจากมุมมองเหนือศีรษะ

ตัวจอแสดงผลมีความกว้างประมาณ 12.60 มม. และมีความหนาที่เหมาะสมที่สุดสำหรับเค้าโครง PCB มาตรฐานระยะห่างพินตามระยะห่าง 2.54 มม. ธรรมดาโดยแต่ละแถวมีสี่พินและวัดความยาวทั้งหมด 10.16 มม.แถวห่างกัน 15.24 มม. ข้ามแพ็คเกจแต่ละพินมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.51 มม. เข้ากันได้กับซ็อกเก็ตจุ่มมาตรฐานหรือมิติผ่านรูความขัดแย้งระหว่างพื้นผิว PCB และฐานการแสดงผลมีช่วงตั้งแต่ 6.3 มม. ถึง 8.0 มม. ให้ระยะห่างที่เพียงพอสำหรับการบัดกรีและการไหลเวียนของอากาศ

วิธีเลือกจอแสดงผล 7 ส่วนที่เหมาะสม?

ในการเลือกจอแสดงผล 7 ส่วนที่ถูกต้องเริ่มต้นด้วยการตัดสินใจขนาดที่เหมาะสมอุปกรณ์ขนาดเล็กทำงานได้ดีสำหรับอุปกรณ์พกพาในขณะที่อุปกรณ์ขนาดใหญ่ปรับปรุงความสามารถในการอ่านในเมตรหรือจอแสดงผลสาธารณะถัดไปคิดเกี่ยวกับสีไฟ LED สีแดงเป็นเรื่องปกติเนื่องจากประหยัดพลังงานและต้องการแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าสีอื่น ๆ เช่นสีเขียวหรือสีน้ำเงินใช้พลังงานมากขึ้นและต้องการแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น

คุณจะต้องจับคู่ประเภทของจอแสดงผล (ขั้วบวกทั่วไปหรือแคโทดทั่วไป) กับวงจรของคุณตัวอย่างเช่นหากไมโครคอนโทรลเลอร์ของคุณสามารถจัดหาปัจจุบัน (แหล่งที่มา) การแสดงผลแคโทดทั่วไปจะเหมาะสมกว่าถ้ามันสามารถจมในปัจจุบันให้ไปกับขั้วบวกทั่วไปตรวจสอบแผ่นข้อมูลสำหรับการให้คะแนนปัจจุบันความสว่างและการกำหนด PINสิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าการแสดงผลของคุณทำงานได้ตามที่คาดไว้และหลีกเลี่ยงความเสียหายจากแรงดันไฟฟ้าหรือกระแสที่ไม่ถูกต้อง

แอปพลิเคชันของการแสดง 7 ส่วน

นาฬิกาดิจิตอลและนาฬิกา

หนึ่งในการใช้งานที่พบบ่อยที่สุดของจอแสดงผล 7 ส่วนคือในนาฬิกาดิจิตอลและนาฬิกาข้อมือจอแสดงผลเหล่านี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการแสดงเวลาในชั่วโมงนาทีและวินาทีเนื่องจากความชัดเจนและความเรียบง่ายไม่ว่าจะเป็นนาฬิกาปลุกบนโต๊ะข้างเตียงหรือนาฬิกาสำนักงานที่ติดผนังจอแสดงผล 7 ส่วนให้วิธีที่ง่ายและรวดเร็วในการอ่านเวลาจากระยะไกลการส่องสว่างที่สดใสของพวกเขายังทำให้พวกเขามองเห็นได้ในสภาพแวดล้อมที่มีแสงน้อยหรือมืด

เครื่องวัดอุณหภูมิดิจิตอล

ในสภาพแวดล้อมที่บ้านและการแพทย์เครื่องวัดอุณหภูมิดิจิตอลมักใช้จอแสดงผล 7 ส่วนเพื่อแสดงการอ่านอุณหภูมิพวกเขาใช้ในเครื่องวัดอุณหภูมิอากาศในร่ม/กลางแจ้ง, เครื่องวัดอุณหภูมิร่างกายและระบบ HVACเนื่องจากพวกเขาจำเป็นต้องแสดงหมายเลขโดยปกติแล้วสองหรือสามหลักจอแสดงผล 7 ส่วนจึงเป็นแบบที่สมบูรณ์แบบเสนอผลลัพธ์ที่รวดเร็วและอ่านง่ายโดยไม่ต้องมีการแสดงผลกราฟิกเต็มรูปแบบ

โวลต์มิเตอร์และมัลติมิเตอร์

จอแสดงผล 7 ส่วนเป็นคุณสมบัติมาตรฐานในโวลต์มิเตอร์ดิจิตอลและมัลติมิเตอร์ซึ่งเป็นเครื่องมือที่ใช้ในการวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสและความต้านทานจอแสดงผลเหล่านี้อนุญาตให้เห็นการอ่านค่าตัวเลขที่แม่นยำได้ทันทีเวลาตอบสนองที่รวดเร็วและความชัดเจนของพวกเขาทำให้พวกเขาเหมาะสมสำหรับการทดสอบอิเล็กทรอนิกส์และการแก้ไขปัญหา

ปั๊มก๊าซและเครื่องจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิง

ที่สถานีบริการก๊าซเครื่องจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงใช้จอแสดงผลขนาดใหญ่ 7 ส่วนที่แข็งแกร่งเพื่อแสดงปริมาณการจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงค่าใช้จ่ายต่อแกลลอน/ลิตรและค่าใช้จ่ายทั้งหมดความสามารถในการอ่านได้ในแสงแดดและสภาพกลางแจ้งที่รุนแรงทำให้พวกเขาเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมนี้พวกเขายังทนทานและยาวนานซึ่งช่วยลดความต้องการการบำรุงรักษา

ไมโครเวฟและเครื่องใช้ในครัว

เครื่องใช้ในครัวจำนวนมากโดยเฉพาะไมโครเวฟใช้จอแสดงผล 7 ส่วนเพื่อแสดงเวลาทำอาหารการนับถอยหลังหรือการตั้งค่าพลังงานจอแสดงผลนั้นใช้งานง่ายและตีความได้ง่ายแม้คุณจะไม่ชอบเทคโนโลยีเนื่องจากพวกเขาต้องการพลังงานและพื้นที่น้อยที่สุดจึงเป็นโซลูชั่นที่คุ้มค่าสำหรับผู้ผลิตเครื่องใช้ไฟฟ้า

เครื่องชั่งน้ำหนัก (ส่วนตัวและอุตสาหกรรม)

ทั้งเครื่องชั่งห้องน้ำในบ้านและระบบชั่งน้ำหนักเกรดอุตสาหกรรมใช้จอแสดงผล 7 ส่วนเพื่อนำเสนอค่าน้ำหนักจอแสดงผลเหล่านี้มักจะถูกเลือกเพื่อความน่าเชื่อถือและความสามารถในการอ่านในบริบทของอุตสาหกรรมการแสดงอาจมีขนาดใหญ่พอที่จะมองเห็นได้จากระยะไกลในคลังสินค้าหรือชั้นผลิต

อุปกรณ์อุตสาหกรรมและห้องปฏิบัติการ

ในการตั้งค่าระดับมืออาชีพการแสดงผล 7 ส่วนมักพบได้ในเครื่องมือวัดแหล่งจ่ายไฟและระบบการตรวจสอบพวกเขาจะใช้เพื่อแสดงข้อมูลตัวเลขที่สำคัญเช่นความถี่แรงดันแรงดันไฟฟ้าหรือเวลาในการทำงานจอแสดงผลเหล่านี้นำเสนอความทนทานความแม่นยำและความสะดวกในการรวมเข้ากับระบบที่ติดตั้งแผง

ระบบฝังตัวที่มีต้นทุนต่ำ

ในแอปพลิเคชันที่ฝังตัวจำนวนมากซึ่งจำเป็นต้องใช้ตัวเลขเพียงตัวนับตัวจับเวลากระดานคะแนนหรือเครื่องมือการวินิจฉัยขั้นพื้นฐานการแสดงผล 7 เซ็กเมนต์เสนอทางเลือกที่มีราคาต่ำสำหรับอินเทอร์เฟซกราฟิกที่ซับซ้อนมากขึ้นพวกเขาใช้พลังงานเพียงเล็กน้อยและง่ายต่อการตั้งโปรแกรมทำให้เหมาะสำหรับระบบที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่หรือทรัพยากร จำกัด

วิธีใช้ตัวต้านทานด้วยการแสดงผล 7 ส่วน?

วิธีที่ง่ายอย่างหนึ่งในการควบคุมการแสดงผล 7 ส่วนคือการใส่ตัวต้านทานไว้ด้านหน้าของแต่ละเซ็กเมนต์สิ่งนี้จะช่วยปกป้องแสงเล็ก ๆ ภายในจอแสดงผลที่เรียกว่า LED จากการรับกระแสไฟฟ้ามากเกินไปกระแสมากเกินไปสามารถทำให้ไฟ LED ร้อนเกินไปหรือหยุดทำงานตัวต้านทานเหล่านี้ยังช่วยรักษาระดับแสงแม้ในทุกส่วนค่าของตัวต้านทานแต่ละตัวมักจะอยู่ระหว่าง 220 โอห์ม (Ω) และ 470 โอห์ม (Ω)จำนวนที่แน่นอนขึ้นอยู่กับสองสิ่ง: แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟและความสว่างที่คุณต้องการให้จอแสดงผลเป็นอย่างไรตัวอย่างเช่นหากคุณใช้แหล่งจ่ายไฟ 5 โวลต์และแต่ละเซ็กเมนต์จะใช้ประมาณ 2 โวลต์ตัวต้านทาน 150 โอห์มจะปล่อยให้ประมาณ 20 มิลลิเมตร (MA) ของกระแสผ่านนี่เป็นกระแสที่ดีที่จะทำให้จอแสดงผลสว่างพอ แต่ก็ยังปลอดภัยสำหรับไฟ LED

หากคุณใช้ตัวต้านทานที่ใหญ่กว่ากระแสไฟฟ้าจะไหลน้อยลงและจอแสดงผลจะดูหรี่ลงแต่สิ่งนี้สามารถช่วยให้ไฟ LED อยู่ได้นานขึ้นและใช้พลังงานน้อยลงหากคุณใช้ตัวต้านทานขนาดเล็กกระแสไฟฟ้ามากขึ้นและจอแสดงผลจะดูสว่างขึ้น แต่สามารถสึกหรอได้เร็วขึ้นและร้อนขึ้นในการตั้งค่าขั้นสูงมากขึ้นเช่นเมื่อมีการแชร์ตัวต้านทานระหว่างหลายส่วน (เรียกว่ามัลติเพล็กซิ่ง) ความสว่างอาจดูไม่สม่ำเสมอนั่นเป็นเพราะกลุ่มที่แตกต่างกันอาจดึงกระแสที่แตกต่างกันในกรณีเหล่านั้นจะเป็นการดีกว่าที่จะใช้ตัวต้านทานหนึ่งตัวสำหรับแต่ละเซ็กเมนต์หรือใช้ชิปพิเศษที่ควบคุมปัจจุบันโดยอัตโนมัติวิธีการเหล่านี้ทำให้การแสดงผลดูดีขึ้นและทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือมากขึ้น

รูปที่ 8. ไดอะแกรมการแสดงผล 7 เซ็กเมนต์แบบตัวต้านทานพื้นฐานพื้นฐาน

รูปแสดงแผนภาพวงจรพื้นฐานสำหรับการขับขี่จอแสดงผล LED 7 เซ็กเมนต์เดียวโดยใช้ตัวต้านทานแต่ละตัวสำหรับแต่ละเซ็กเมนต์แต่ละส่วนของจอแสดงผล (ติดป้าย A, B, C, D, E, F, G, G และ DP (จุดทศนิยม)) เชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมด้วยตัวต้านทาน220Ωซึ่ง จำกัด ระดับกระแสไฟฟ้าที่ปลอดภัยตัวต้านทานเหล่านี้จะถูกควบคุมผ่านสวิตช์ที่สลับอินพุตระหว่างตรรกะ "สูง" และตรรกะ "ต่ำ" ทำให้แต่ละส่วนสามารถเปิดหรือปิดได้อย่างอิสระพินทั่วไปของจอแสดงผล 7 ส่วนเชื่อมต่อกับแหล่งแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ร่วมกันทำให้การทำงานของ LED แต่ละตัวภายในจอแสดงผลตามสัญญาณลอจิกอินพุตการกำหนดค่านี้เป็นตัวอย่างที่ง่ายที่สุดและตรงที่สุดในการทดสอบและใช้งานการแสดงผล 7 ส่วนด้วยตนเอง

วิธีการใช้ทรานซิสเตอร์กับจอแสดงผล 7 ส่วน?

ทรานซิสเตอร์เป็นเหมือนสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กที่ช่วยควบคุมส่วนใดของแสงจอแสดงผล 7 ส่วนในการตั้งค่า“ แคโทดทั่วไป” ปลายลบทั้งหมด (แคโทด) ของ LED จะถูกรวมเข้าด้วยกันและเชื่อมต่อกับพื้นดินเพื่อให้แสงสว่างแก่กลุ่มไมโครคอนโทรลเลอร์จะส่งสัญญาณไปยังปลายบวก (ขั้วบวก)เนื่องจากพื้นดินจำเป็นต้องเปิดและปิดเพื่อควบคุมแต่ละหลักจึงใช้ทรานซิสเตอร์ NPNไมโครคอนโทรลเลอร์ส่งสัญญาณเล็ก ๆ ไปยังฐาน (ขากลาง) ของทรานซิสเตอร์และสิ่งนี้จะช่วยให้กระแสไหลผ่านมันส่องสว่างเซ็กเมนต์

ในการตั้งค่า "ขั้วบวกทั่วไป" ปลายบวกทั้งหมด (ขั้วบวก) เชื่อมต่อเข้าด้วยกันและเชื่อมต่อกับพลังงาน (ปกติ 5V)ที่นี่คุณสามารถใช้ทรานซิสเตอร์ PNP หรือสวิตช์พิเศษเช่น N-channel Mosfets เพื่อควบคุมปลายลบ (แคโทด)จอแสดงผลจะสว่างขึ้นเมื่อไมโครคอนโทรลเลอร์ส่งสัญญาณเพื่อดึงแคโทดต่ำ (ใกล้กับ 0V)สำหรับจอแสดงผลที่มีมากกว่าหนึ่งหลักจะใช้มัลติเพล็กซ์ซึ่งหมายความว่าไมโครคอนโทรลเลอร์เปิดหนึ่งหลักในแต่ละครั้งอย่างรวดเร็วเร็วมากจนดูเหมือนว่าตัวเลขทั้งหมดจะเปิดในครั้งเดียวแต่ละหลักใช้ทรานซิสเตอร์ของตัวเองซึ่งไมโครคอนโทรลเลอร์เปิดและปิดตามลำดับในขณะที่ส่งสัญญาณที่ถูกต้องไปยังเซ็กเมนต์

เพื่อป้องกันไมโครคอนโทรลเลอร์และตรวจสอบให้แน่ใจว่าทรานซิสเตอร์ทำงานอย่างถูกต้องตัวต้านทานขนาดเล็ก (โดยปกติจะอยู่ที่ประมาณ 1,000 โอห์ม) ระหว่างไมโครคอนโทรลเลอร์และฐานของทรานซิสเตอร์สิ่งนี้จะ จำกัด จำนวนการไหลของกระแสในปัจจุบันนอกจากนี้ยังเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องเลือกทรานซิสเตอร์ที่สามารถจัดการกับปริมาณของกระแสไฟที่ต้องการโดย LEDหากทรานซิสเตอร์อ่อนแอเกินไปพวกเขาสามารถร้อนเกินไปหรือหยุดทำงานและจอแสดงผลอาจดูไม่ถูกต้องการเลือกชิ้นส่วนที่เหมาะสมและการจัดการความร้อนช่วยให้การแสดงผลทำงานได้ดีและมีอายุการใช้งานนานขึ้น

รูปที่ 9. การควบคุมแบบอิงทรานซิสเตอร์ของไดอะแกรมการแสดงผล 7 ส่วน

แผนภาพแสดงวิธีการง่าย ๆ ในการขับขี่จอแสดงผลเจ็ดส่วนเดียวโดยใช้สวิตช์แปดตัว (SW1 ถึง SW8) แต่ละตัวเชื่อมต่อผ่านตัวต้านทาน220Ωไปยังแต่ละส่วนของจอแสดงผลสายควบคุมเซ็กเมนต์จะถูกกำหนดเส้นทางไปยังอินพุตแสดงผลซึ่งขับเคลื่อนผ่านสวิตช์ทรานซิสเตอร์ (Q1)ตัวต้านทาน1KΩ (R9) เชื่อมต่อฐานทรานซิสเตอร์กับสายควบคุม 5V ทำให้สามารถเปิดใช้งานการแสดงผลเมื่อเปิดตัวทรานซิสเตอร์การตั้งค่านี้ช่วยให้มั่นใจว่าการควบคุมปัจจุบันที่เหมาะสมและการทำงานที่มีประสิทธิภาพของจอแสดงผล

บทสรุป

จอแสดงผล 7 ส่วนเป็นวิธีที่ง่ายและมีประโยชน์ในการแสดงตัวเลขในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แต่ละเซ็กเมนต์เป็นเหมือนแสงเล็ก ๆ และโดยการเปิดส่วนที่ถูกต้องคุณสามารถแสดงตัวเลขใด ๆ จาก 0 ถึง 9 คุณสามารถใช้แคโทดทั่วไปหรือจอแสดงผลขั้วบวกทั่วไปขึ้นอยู่กับวงจรของคุณเพื่อป้องกันการแสดงผลและไมโครคอนโทรลเลอร์ของคุณคุณต้องใช้ตัวต้านทานหรือทรานซิสเตอร์หากคุณมีตัวเลขมากกว่าหนึ่งหลักคุณสามารถใช้วิธีการที่เรียกว่ามัลติเพล็กซ์เพื่อให้แสงสว่างแก่พวกเขาทีละครั้งเร็วจริงๆดังนั้นพวกเขาจึงดูสว่างจอแสดงผลเหล่านี้ใช้ในหลายสิ่งหลายอย่างเช่นนาฬิกาดิจิตอลเครื่องชั่งเครื่องชั่งเมตรและเครื่องใช้ในครัวเพราะราคาถูกใช้งานง่ายและชัดเจนในการอ่านด้วยเคล็ดลับจากคู่มือนี้คุณสามารถเพิ่มจอแสดงผล 7 ส่วนในโครงการของคุณเองได้อย่างปลอดภัยและง่ายดาย