Подключение семисегментного индикатора к микроконтроллеру

Иногда требуется подключить к микроконтроллеру несколько семисегментных индикаторов или светодиодную матрицу, при этом для отображения информации используется динамическая индикация. Суть динамической индикации заключается в поочередном выводе информации на индикаторы. Ниже на схеме представлен пример соединения нескольких семисегментных индикаторов для примера с общим катодом для реализации динамической индикации, вообще с учетом точки получается 8 сегментов, но по старинке их называют именно так. Все выводы аноды одноименных сегментов соединяют вместе, итого 8 линий которые через резисторы подключают к микроконтроллеру.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Подключение индикатора CA56-12/CC56-12 к микроконтроллеру AVR
• Динамическая индикация. Подключение светодиодной матрицы к микроконтроллеру
• Семисегментный индикатор
• Схема подключения 7-сегментных индикаторов к Arduino
• Микропроцессорная система индикации восьмиразрядным семисегментным индикатором
• Главное меню
• Управление семисегментным индикатором
• Подключение семисегментных индикаторов к AVR через транзисторные ключи
• Семисегментный индикатор и динамическая индикация на AVR микроконтроллере ATmega8

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Подключение 7 сегментного дисплея на TM74HC595 к Arduino

Подключение индикатора CA56-12/CC56-12 к микроконтроллеру AVR

В уроке узнаем о схемах подключения семисегментных светодиодных индикаторов к микроконтроллерам, о способах управления индикаторами. Светодиодные семисегментные индикаторы остаются одними из самых популярных элементов для отображения цифровой информации. Семисегментный светодиодный индикатор отображает символ с помощью семи светодиодов — сегментов цифры.

Восьмой светодиод засвечивает децимальную точку. Так что в семисегментном индикаторе 8 сегментов. Аноды или катоды каждого светодиода объединяются в индикаторе и образуют общий провод. Поэтому существуют индикаторы с общим анодом и общим катодом. Подключать светодиодные индикаторы к микроконтроллеру необходимо через резисторы, ограничивающие ток. Современные светодиодные индикаторы достаточно ярко светятся уже при токе 1 мА.

Для схемы с общим анодом засветятся сегменты, на управляющих выводах которых микроконтроллер сформирует низкий уровень. В схеме подключения индикатора с общим катодом меняется полярность питания и сигналов управления.

Мультиплексированный режим управления светодиодными LED индикаторами. Для подключения каждого семисегментного индикатора к микроконтроллеру требуется восемь выводов. Если индикаторов разрядов 3 — 4, то задача становится практически не выполнимой.

Просто не хватит выводов микроконтроллера. В этом случае индикаторы можно подключить в мультиплексированном режиме, в режиме динамической индикации.

Выводы одноименных сегментов каждого индикатора объединяются. Получается матрица светодиодов , подключенных между выводами сегментов и общими выводами индикаторов. Вот схема мультиплексированного управления трех разрядным индикатором с общим анодом.

Для подключения трех индикаторов потребовалось 11 выводов, а не 24, как при статическом режиме управления. При динамической индикации в каждый момент времени горит только одна цифра. На общий вывод одного из разрядов подается сигнал высокого уровня 5 В , а на выводы сегментов поступают сигналы низкого уровня для тех сегментов, какие должны светиться в этом разряде.

Через определенное время зажигается следующий разряд. На его общий вывод подается высокий уровень, а на выводы сегментов сигналы состояния для этого разряда.

И так для всех разрядов в бесконечном цикле. Время цикла называется временем регенерации индикаторов. Если время регенерации достаточно мало, то человеческий глаз не заметит переключения разрядов. Будет казаться, что все разряды светятся постоянно. Для исключения мерцания индикаторов считается, что частота цикла регенерации должно быть не менее 70 Гц. Я стараюсь использовать не менее Гц. Меняется полярность всех сигналов. Теперь на общий провод активного разряда подается низкий уровень, а на сегменты, которые должны светиться — высокий уровень.

Расчет элементов динамической индикации светодиодных LED индикаторов. Мы должны выбрать его исходя из параметров индикатора и требуемой яркости. Средний ток будет определять яркость свечения индикатора на уровне, соответствующем статическому управлению с таким же постоянным током.

Теперь рассчитаем импульсный ток сегмента. Чтобы обеспечить требуемый средний ток, импульсный ток должен быть в N раз больше. Где N число разрядов индикатора. Определяем импульсные токи общих выводов разрядов. Одновременно светиться могут 8 сегментов, значит надо импульсный ток одного сегмента умножить на 8. При таких значениях токов индикатор может быть подключен непосредственно к выводам платы Ардуино, без использования дополнительных ключей.

Для ярких индикаторов, таких токов вполне достаточно. Если индикаторы требуют больший ток, то необходимо использовать дополнительные ключи, особенно для сигналов выбора разрядов. Общий ток разряда в 8 раз больше тока одного сегмента. Схема подключения светодиодного индикатора с общим анодом в мультиплексированном режиме с транзисторными ключами выбора разрядов.

Для выбора разряда в этой схеме необходимо сформировать сигнал низкого уровня. Соответствующий ключ откроется и подаст питание на разряд индикатора. Схема подключения светодиодного индикатора с общим катодом в мультиплексированном режиме с транзисторными ключами выбора разрядов.

Для выбора разряда в этой схеме необходимо сформировать сигнал высокого уровня. Соответствующий ключ откроется и замкнет общий вывод разряда на землю. Могут быть схемы, в которых необходимо использовать транзисторные ключи и для сегментов, и для общих выводов разрядов.

Такие схемы легко синтезируются из двух предыдущих. Все показанные схемы используются при питании индикатора напряжением равным питанию микроконтроллера.

Бывают индикаторы больших размеров, в которых каждый сегмент состоит из нескольких светодиодов, соединенных последовательно. Ключи должны обеспечивать коммутацию повышенного напряжения с управлением от сигналов уровней микроконтроллера обычно 5 В. Схема ключей, замыкающих сигналы индикатора на землю, остается неизмененной.

А ключи питания должны строиться по другой схеме, например, такой. Это время необходимо на завершение переходных процессов коммутации ключей. Конструктивно выводы разрядов могут быть объединены как в одном корпусе многоразрядного индикатора, а может быть собран многоразрядный индикатор из отдельных одноразрядных.

Более того, можете собрать индикатор из отдельных светодиодов, объединенных в сегменты.

Так обычно поступают, когда необходимо собрать индикатор очень больших размеров. Все приведенные выше схемы будут справедливы и для таких вариантов. В следующем уроке подключим семисегментный светодиодный индикатор к плате Ардуино, напишем библиотеку для управления им.

Поддержать проект. Добрый день. Мне требуется подключить к нему большой индикатор, изготовленный из отдельных 5-мм светодиодов. Буду очень вам признателен за помощь.

Не все так просто. У вас сегменты большого индикатора состоят из нескольких дискретных светодиодов. Как эти светодиоды соединены? Обычно они подключаются в группы из нескольких последовательно соединенных светодиодов. Может лучше вы откроете тему на форуме сайта в главном меню есть ссылка.

Приведите схему соединения светодиодов или хотя бы напишите сколько светодиодов в сегменте. Я отвечу. В комментариях тяжело обсуждать объемные вопросы, нет возможности привести схемы. Тема на форуме создана. Старался ясно изложить суть вопроса. В коллектор ВС надо подключать нагрузку 1 ком на землю,для надежного открытия ключей! Использую это решение для построения табло на единичных белых светодиодах.

Паразитной подсветки нет! В данный момент являюсь чайником в сфере радиотехнике. Есть одна задача: Нужно подключить матрицу с 12 пинами на 7 пиновую. Это возможно? Поэтому не 5 Вольт, а 3,3 Вольта. Это предельные значения. Автор верно написал, что через общую ножку разряда потечёт ток, в 8 раз больший если все сегменты горят. Однако это верно, если у нас только один разряд.

А если мы будем переключать разряды, то суммарный ток, который должен течь через общую ножку упадет в N раз, где N — число разрядов. Проверено экспериментально. И понятно почему. По аналогии с тем, как ток усредняется для сегментов показано в параграфе расчета динамической индикации , аналогичным же образом он будет усреднятся и для разрядов, о чем автор не сказал.

А что означают мои слова: Теперь рассчитаем импульсный ток сегмента. I сегм. У меня четырех разрядный сегментный индикатор с общим анодом. Произведя расчет по приведенным вами формулам получил сопротивления 0,8 кОм на каждый сегмент и максимальный импульсный ток на линни питающей разряд индикатора 32 мА.

В одном из Ваших первых уроков была приведена таблица в которой максимальный ток дискретного выхода указывался равным 20 мА. Максимальный ток одного вывода 25 мА. Есть ограничение на суммарный ток порта. Уменьшите ток сегментов, а значит и анодов.

Динамическая индикация. Подключение светодиодной матрицы к микроконтроллеру

Глаз человека по природе является биологическим приёмником световой информации. Однако, в отличие от животных, человекспособен не только фиксировать наличие или отсутствие свечения, но и осмысливать наблюдаемые данные, к примеру, символы на экране семисегментного индикатора. Первые светодиодные семисегментные индикаторы были сделаны на фирмах Monsanto и Hewlett-Packard в г. Маркируются сегменты большими или малыми буквами латинского алфавита A…J в строго определённом порядке. Электрическое соединение сегментов внутри индикатора производится по двум схемам: с общим анодом и с общим катодом. Каждый сегмент — это отдельный единичный светодиод со стандартными электрическими параметрами, зависящими от его цвета и материала изготовления.

Подключение к микроконтроллеру семисегментного индикатора. Урок AVR 3 . В предыдущем уроке мы научились мигать светодиодом.

Семисегментный индикатор

Устройство Статическая индикация Динамическая индикация Пример программы. В настоящее время для отображения информации всё чаще используются графические дисплеи, однако, семисегментные индикаторы также не утратили своего значения. Если требуется лишь отображение чисел, то они могут стать более предпочтительным вариантом, так как просты в управлении и могут использоваться совместно с любым микроконтроллером с достаточным количеством выводов. Жидкокристаллические семисегментные индикаторы обладают сверхнизким энергопотреблением например, в электронных часах, вместе со схемой управления работают от одной батарейки в течении нескольких лет. На этой странице будем вести речь о светодиодных семисегментных индикаторах. Они имеют предельно простую конструкцию, дёшевы, надёжны. Обеспечивают высокую яркость и контрастность отображаемой информации. Существует большое разнообразие индикаторов: с разным цветом свечения сегментов, разного размера, отличающиеся схемой подключения светодиодов с общим катодом или общим анодом.

Схема подключения 7-сегментных индикаторов к Arduino

Мы же рассмотрим решение, которое можно применить при разработке отдельного дисплейного модуля на светодиодных индикаторах, например, для битного частотомера. Благодаря такому решению можно получить дешевый дисплейный модуль, с низким потреблением энергии и с применением малого количества компонентов. Применение единственного и доступного микроконтроллера позволяет значительно упростить и удешевить конечную конструкцию отдельного дисплейного модуля. Микроконтроллер работает от внутреннего осциллятора 4 МГц. Алгоритм работы микроконтроллера реализует технику двойного мультиплексирования: управление сегментами одного разряда в отдельный момент времени, то есть посегментная индикация.

Семисегментный светодиодный индикатор Схема подключения одноразрядного семисегментного индикатора Схема подключения многоразрядного семисегментного индикатора. Семисегментный светодиодный индикатор — устройство отображения цифровой информации.

Микропроцессорная система индикации восьмиразрядным семисегментным индикатором

Барграф это такая линейная шкала, размер которой соответствует значению какого-либо настраиваемого параметра. Использование барграфов в меню упрощает визуальную настройку — мы сразу можем определить значение настраиваемого параметра. Да и выглядит приятней и по взрослому. Сверху приведен пример того как это может выглядеть. В статье опишу метод создания барграфов для знакосинтезирующих дисплеев 16х2 с контроллером HD

Главное меню

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны. На тему: Микропроцессорная система индикации восьмиразрядным семисегментным индикатором. Для отображения цифровой информации в системах на базе микроконтроллеров используются светодиодные семисегментные индикаторы. Они просты в управлении, имеет высокую яркость, широкий диапазон рабочих температур и низкую стоимость. К недостаткам светодиодных индикаторов относятся — высокое энергопотребление, отсутствие управляющего контроллера и скудные возможности по выводу буквенной информации. Светодиодный семисегментный индикатор представляет собой группу светодиодов расположенных в определенном порядке и объединенных конструктивно.

Теперь рассмотрим, как подключить семисегментный индикатор к микроконтроллеру ATmega8. Подключим его к порту D. Данные порт.

Управление семисегментным индикатором

Продолжаем работать с программированием микроконтроллеров PIC. Так как на одном индикаторе мы не сможем увидеть достаточное количество нужной информации и очень редко используется в схемах всего один индикатор. Справиться с данной ситуацией нам поможет метод динамической индикации.

Подключение семисегментных индикаторов к AVR через транзисторные ключи

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Подключение газоразрядных индикаторов к Arduino (часть 1)

В этой статье описывается схема подключения пары светодиодных семисегментных индикаторов к Arduino Uno с помощью микросхем-драйверов CD При таком подходе, для вывода числа с любым количеством разрядов используется всего 2 цифровых выхода Arduino. Семисегментный индикатор — это просто набор обычных светодиодов в одном корпусе. Просто они выложены восьмёркой и имеют форму палочки-сегмента.

Мы уже подключали ЖК-дисплей к микроконтроллеру здесь , однако установка LCD не всегда целесообразна, так как он дорог, и к тому же его показания не всегда бывают удобочитаемы.

Семисегментный индикатор и динамическая индикация на AVR микроконтроллере ATmega8

В продолжение темы о 7-ми сегментных индикаторах — время разобраться с динамической индикацией. Статическую индикацию смысла особого нет разбирать, так как более используемая все же динамическая. Итак, что же из себя представляет динамическая индикация. Представим ситуацию что нам необходимо в нашем устройстве сделать вывод данных на 7-ми сегментный индикатор. Хорошо если у микроконтроллера много ног свободных, то можно себе позволить подключить и статический индикатор, а вот если ног мало да и используется не один такой индикатор, то тут нас спасает динамическая индикация. Конечно для уменьшения количества занимаемых выводов можно использовать и сдвиговые регистры, но это уже отдельная тема разговора. Индикаторы есть как с общим анодом, так и с общим катодом.

Семисегментные индикаторы состоят из светодиодов, подключенных катодами или анодами к общей шине. Для индикаторов с общим катодом на общей шине должен быть 0, для индикаторов с общим анодом на общую шину необходимо подавать плюс. Это очень дешевый вариант взаимодействия с пользователем. Каждый светодиод-сегмент , необходимо подключать через токоограничительный резистор, чтобы не спалить светодиод или порт микроконтроллера при длительной работе.

Семисегментный индикатор arduino, подключение, принцип работы

Содержание:

Семисегментный индикатор – прибор для показа определенной информации в цифровом виде. Для букв применяются более сложные устройства, например матричные или многосегментные. Семисегментный тип состоит из семи отдельных элементов, которые называются сегментами. Регулируя их включение и выключение составляется изображение цифры. Цифры могут быть наклонены, что нужно для показа точки.

Такие сегменты просты по своей конструкции и принципу работы. Это снижает их стоимость и позволяет использовать в самых различных сферах, в том числе и в домашней бытовой. В статье будет рассказано подробным образом о том, как они работают, как устроены и для чего они нужны. Бонусом к статье прилагаются два видеоролика и скачиваемый файл с практикой применения семисегментных индикаторов.

Простой семисегментный индикатор

История изобретения

В 1910 году американским изобретателем Фрэнком Вудом из Ньюпорт-Ньюс, штат Вирджиния, был запатентован индикатор сегментного типа. Его индикатор был восьмисегментным, с дополнительным косым сегментом для отображения цифры “четыре”. Однако, до 1970-х годов семисегментные индикаторы не получили распространение и для отображения цифр применялись вакуумные индикаторы тлеющего разряда.

Наконец, в 1970 году американской компанией RCA был выпущен семисегментный индикатор «Нумитрон» в вакуумном исполнении с сегментами из нитей накаливания. Вслед за распространением семисегментного индикатора, для отображения символов появились четырнадцати и шестнадцати- сегментные индикаторы, но теперь их практически везде заменили матричные знакосинтезирующие индикаторы. Но там, где требуется отображать только цифры, семисегментные индикаторы активно применяются — из-за простоты, низкой стоимости и узнаваемости.

Семисегментный светодиодный индикатор — устройство отображения цифровой информации. Это — наиболее простая реализация индикатора, который может отображать арабские цифры. Для отображения букв используются более сложные многосегментные и матричные индикаторы.

Подключение индикатора на панеле

Современные реализации семисегментного индикатора

В настоящее время, большинство одноразрядных семисегментных индикаторов сделаны на светодиодах. В обычном одноразрядном светодиодном индикаторе девять контактов: один общий и восемь – от каждого из сегментов. Есть схемы с общим анодом и с общим катодом. Многоразрядные семисегментные индикаторы чаще выпускаются либо по светодиодной технологии, либо на жидких кристаллах. Выводы всех одноимённых сегментов всех разрядов таких индикаторах соединены вместе, а общие выводы каждого разряда выведены отдельно.

[stextbox id=’info’]Для управления таким индикатором, управляющая микросхема циклически подает напряжение на общие выводы всех разрядов, одновременно на выводы сегментов выставляется код из семи нулей и единиц. Таким образом, например, восьмиразрядный индикатор, имеет всего шестнадцать выводов вместо шестидесяти четырех.[/stextbox]

Устройство

В настоящее время для отображения информации всё чаще используются графические дисплеи, однако, семисегментные индикаторы также не утратили своего значения. Если требуется лишь отображение чисел, то они могут стать более предпочтительным вариантом, т.к. просты в управлении и могут использоваться совместно с любым микроконтроллером с достаточным количеством выводов. Жидкокристаллические семисегментные индикаторы обладают сверхнизким энергопотреблением (например, в электронных часах, вместе со схемой управления работают от одной батарейки в течении нескольких лет).

Рассмотрим пример разработки схемы дешифратора из двоичного кода в десятичный. Десятичный код обычно отображается одним битом на одну десятичную цифру. В десятичном коде десять цифр, поэтому для отображения одного десятичного разряда требуется десять выходов дешифратора. Сигнал с этих выводов можно подать на десятичный индикатор. В простейшем случае над светодиодом можно просто подписать индицируемую цифру.Таблица истинности десятичного дешифратора приведена ниже.

На этой странице будем вести речь о светодиодных семисегментных индикаторах. Они имеют предельно простую конструкцию, дёшевы, надёжны. Обеспечивают высокую яркость и контрастность отображаемой информации. Существует большое разнообразие индикаторов: с разным цветом свечения сегментов, разного размера, отличающиеся схемой подключения светодиодов (с общим катодом или общим анодом). При необходимости отображения нескольких разрядов можно установить несколько одноразрядных индикаторов рядом на печатной плате либо выбрать нужный вариант многоразрядного индикатора.

Своё название семисегментные индикаторы получили в связи с тем, что изображение символа формируется с помощью семи отдельно управляемых (подсвечиваемых светодиодом) элементов – сегментов. Эти элементы позволяют отобразить любую цифру 0..9, а также некоторые другие символы, например: ‘-‘, ‘A’, ‘b’, ‘C’, ‘d’, ‘E’, ‘F’ и другие.

Это даёт возможность использовать индикатор для вывода положительных и отрицательных десятичных и шестнадцатеричных чисел и даже текстовых сообщений. Обычно индикатор имеет также восьмой элемент – точку, используемую при отображении чисел с десятичной точкой. Сегменты индикатора обозначают буквами a, b, …, g (a – верхний элемент, далее буквы присваиваются сегментам по часовой стрелке; g – центральный сегмент; dp – точка). 8 независимых элементов, каждый из которых может находиться в одном из двух состояний – горит или не горит, дают всего 2**8=256 возможных комбинаций. Или 128 комбинаций, каждая из которых может быть с горящей точкой или без неё.

Семисегментный индикатор из четырех элементов

Что такое семисегментный светодиодный индикатор

Семисегментный светодиодный индикатор, как говорит его название, состоит из семи элементов индикации (сегментов), включающихся и выключающихся по отдельности. Включая их в разных комбинациях, из них можно составить упрощённые изображения арабских цифр. Сегменты обозначаются буквами от A до G; восьмой сегмент — десятичная точка (decimal point, DP), предназначенная для отображения дробных чисел. Изредка на семисегментном индикаторе отображают буквы.

Семисегментные светодиодные индикаторы бывают разных цветов, обычно это белый, красный, зеленый, желтый и голубой цвета. Кроме того, они могут быть разных размеров. Также, светодиодный индикатор может быть одноразрядным (как на рисунке выше) и многоразрядным. В основном в практике используются одно-, двух-, трех- и четырехразрядные светодиодные индикаторы:

Отображение букв на семисегментном индикатореКроме десяти цифр, семисегментные индикаторы способны отображать буквы. Но лишь немногие из букв имеют интуитивно понятное семисегментное представление.

В латинице: заглавные A, B, C, E, F, G, H, I, J, L, N, O, P, S, U, Y, Z, строчные a, b, c, d, e, g, h, i, n, o, q, r, t, u.

В кириллице: А, Б, В, Г, г, Е, и, Н, О, о, П, п, Р, С, с, У, Ч, Ы (два разряда), Ь, Э/З.

Поэтому семисегментные индикаторы используют только для отображения простейших сообщений.

Всего семисегментный светодиодный индикатор может отобразить 128 символов:

Схема подключения

Как работают

В обычном светодиодном индикаторе девять выводов: один идёт к катодам всех сегментов, а остальные восемь — к аноду каждого из сегментов. Эта схема называется «схема с общим катодом», существуют также схемы с общим анодом (тогда все наоборот). Часто делают не один, а два общих вывода на разных концах цоколя — это упрощает разводку, не увеличивая габаритов. Есть еще, так называемые «универсальные», но я лично с такими не сталкивался. Кроме того существуют индикаторы со встроенным сдвиговым регистром, благодаря чему намного уменьшается количество задействованных выводов портов микроконтроллера, но они намного дороже и в практике применяются редко. А так как необъятное не объять, то такие индикаторы мы пока рассматривать не будем (а ведь есть еще индикаторы с гораздо большим количеством сегментов, матричные).

Многоразрядные светодиодные индикаторы часто работают по динамическому принципу: выводы одноимённых сегментов всех разрядов соединены вместе. Чтобы выводить информацию на такой индикатор, управляющая микросхема должна циклически подавать ток на общие выводы всех разрядов, в то время как на выводы сегментов ток подаётся в зависимости от того, зажжён ли данный сегмент в данном разряде.

[stextbox id=’info’]При этом следует учитывать, что если индикатор с общим катодом, то его общий вывод подключается к «земле», а зажигание сегментов происходит подачей логической единицы на вывод порта.[/stextbox]

Материал по теме: Как подключить конденсатор

Если индикатор с общим анодом, то на его общий провод подают «плюс» напряжения, а зажигание сегментов происходит переводом вывода порта в состояние логического нуля. Подключение семисегментного индикатора к микроконтроллеру. Осуществление индикации в одноразрядном светодиодном индикаторе осуществляется подачей на выводы порта микроконтроллера двоичного кода соответствующей цифры соответствующего логического уровня (для индикаторов с ОК — логические единицы, для индикаторов с ОА — логические нули).

Токоограничительные резисторы могут присутствовать в схеме, а могут и не присутствовать. Все зависит от напряжения питания, которое подается на индикатор и технических характеристик индикаторов. Если, к примеру, напряжение подаваемое на сегменты равно 5 вольтам, а они рассчитаны на рабочее напряжение 2 вольта, то токоограничительные резисторы ставить необходимо (чтобы ограничить ток через них для повышенного напряжении питания и не сжечь не только индикатор, но и порт микроконтроллера). Рассчитать номинал токоограничительных резисторов очень легко, по формуле дедушки Ома. К примеру, характеристики индикатора следующие (берем из даташита):

• рабочее напряжение — 2 вольта
• рабочий ток — 10 мА (=0,01 А)
• напряжение питания 5 вольт

Подключение на практике

Подключение многоразрядного семисегментного индикатора к микроконтроллеру

Схема подключения многоразрядного семисегментного светодиодного индикатора в основном та-же, что и при подключении одноразрядного индикатора. Единственное, добавляются управляющие транзисторы в катодах (анодах) индикаторов. Осуществление индикации разрядами осуществляется динамическим путем:

• выставляется двоичный код соответствующей цифры на выходах порта РВ для 1 разряда, затем подается логический уровень на управляющий транзистор первого разряда
• выставляется двоичный код соответствующей цифры на выходах порта РВ для 2 разряда, затем подается логический уровень на управляющий транзистор второго разряда
• выставляется двоичный код соответствующей цифры на выходах порта РВ для 3 разряда, затем подается логический уровень на управляющий транзистор третьего разряда
• итак по кругу

При этом надо учитывать:

• для индикаторов с ОК применяется управляющий транзистор структуры NPN (управляется логической единицей)
• для индикатора с ОА — транзистор структуры PNP (управляется логическим нулем)

При низковольтном питании микроконтроллера и маломощных светодиодных индикаторах, в принципе, можно отказаться от использования в схеме и токоограничительных резисторов, и управляющих транзисторах — подключать выводы индикатора непосредственно к выводам портов микроконтроллера, так как при динамической индикации ток потребления сегментами уменьшается. При этом следует учитывать, что разряды при применении индикаторов с ОК управляются логическим нулем, а индикаторы с ОА — логической единицей.

Статическая индикация

В том случае, если светодиоды в индикаторе имеют соединённые вместе аноды (схема с общим анодом), общий анод подключается к источнику напряжения +V_DD, а катоды светодиодов – сегментов подключаются к схеме управления (например, микроконтроллеру), которая отвечает за формирование изображения на индикаторе. Зажигаются сегменты низким уровнем (логический 0) на выводе схемы управления.

По отношению к схеме управления ток светодиодов является втекающим, так что могут использоваться интегральные схемы, которые имеют выходы с открытым стоком. Изменяя величину питающего индикатор напряжения V_DD, можно регулировать яркость свечения.

Если в индикаторе соединены вместе катоды (схема с общим катодом), то общий катод подключается к общему проводу схемы, а аноды светодиодов подключаются к схеме управления.

В этом случае сегмент зажигается высоким уровнем на выходе схемы управления, для которой ток светодиода является вытекающим, что не позволяет использовать выходы с открытым стоком, необходим выход, выполненный по двухтактной схеме.

Регулировать яркость можно, подключив общий вывод индикатора к источнику смещающего напряжения 0..V_DD, рассчитанного на втекающий ток, например к эмиттерному повторителю на транзисторе структуры p-n-p. Увеличивая смещение, будем уменьшать яркость свечения.

Интересно по теме: Как проверить стабилитрон.

В спецификации на индикатор указывается потребляемый одним сегментом ток. Обычно это величина порядка нескольких мА и нагрузочной способности выводов большинства микроконтроллеров достаточно для управления индикатором. Если используется микроконтроллер с малым выходным током выходов или если используется индикатор с большим током (например, большого размера или рассчитанный на работу при ярком внешнем освещении), то подключение осуществляется через драйвер – интегральную микросхему, содержащую набор повторителей или инверторов с мощными выходами.

[stextbox id=’info’]Также можно использовать транзисторы в качестве ключей для управления индикатором.[/stextbox]

Как и любой светодиод (также это относится и к обычным диодам), светодиоды сегментов имеют очень резкую зависимость тока от напряжения на светодиоде. Поэтому требуется стабилизация тока через эти светодиоды для обеспечения работы в номинальном режиме. Обычно используется простейший способ – последовательное включение задающих ток резисторов.

При выборе номинала резисторов следует учитывать падение напряжения на светодиоде в выбранном режиме работы. Эту величину можно уточнить в спецификации на индикатор. Падение напряжения на светодиоде существенно больше, чем на обычном диоде.

Например, для индикаторов FYQ-3641Ax/Bx падение напряжения на светодиоде в зависимости от материала, цвета свечения составляет от 1.6 до 2 В при токе 5 мА и от 1.8 до 2.4 В при токе 30 мА (30 мА – максимально допустимый ток через светодиод для данного индикатора в непрерывном режиме).

Так как возможен разброс значений для разных устройств даже одного типа (в меньшей степени, но есть разброс между характеристиками светодиодов и в пределах одного индикатора), а кроме того, падение напряжения зависит от температуры, поэтому параметры схемы должны обеспечивать достаточную стабильность тока при изменении падения напряжения на светодиоде.

Для случая, когда ток задаётся с помощью резистора это означает, что падение напряжения на резисторе должно быть много больше возможных отклонений напряжения на светодиоде от среднего значения. Предположим, что требуется обеспечить ток через светодиод 5 мА, при этом напряжение на светодиоде составляет в среднем 1.8 В.

При напряжении источника 3.3 В падение напряжения на резисторе составит 3. 3-1.8=1.5 В; значит сопротивление резистора R1=1.5 В/5 мА=300 Ом. Если в результате разброса параметров или в результате изменения температуры, или по иным причинам, возможно отклонение напряжения на светодиоде в пределах 1.6..2.0 В (±0.2 В от расчётного значения 1.8 В), это вызовет отклонение тока от расчётного значения не более ±0.7 мА или не более 14%. В большинстве практических случаев это достаточная точность для питания цепей светодиодных индикаторов, хотя ещё следует учесть нестабильность питающего напряжения, неидеальность цифровых ключей, допуск резистора.

При напряжении источника 5 В падение напряжения на резисторе составит 5-1.8=3.2 В; значит сопротивление резистора R2=3.2 В/5 мА=640 Ом, выбираем 620 Ом – ближайшее значение из ряда E24. В этом случае отклонение напряжения на светодиоде ±0.2 В вызовет отклонение тока от расчётной величины порядка ±0.3 мА или не более чем ±7%. Получили точность заданного тока лучшую, чем в первом случае. Это вполне ожидаемый результат – увеличивая напряжение источника и его сопротивление, мы делаем его более близким к идеальному источнику тока.

семисегментный индикатор

Если задаться предельно допустимой точностью тока ±20%, можем получить, что минимальное питающее напряжение составляет 2.8 В, при этом сопротивление ограничивающего ток резистора равно 200 Ом. Для формирования изображения символа на индикаторе используют таблицу, которая ставит в соответствие коду символа набор отображаемых сегментов.

Набор сегментов, формирующих символ, рассматривается как двоичное число, сегменту A соответствует младший бит числа. Если бит числа равен 0, то соответствующий сегмент не зажигается при отображении символа, а если равен 1, то зажигается. В таблице также приводится запись числа, определяющего набор зажигаемых сегментов, в шестнадцатеричной форме.

Заключение

Рейтинг автора

Написано статей

Принцип работы семисегментных индикаторов можно более подробно изучить из статьи Устройство семисегментного индикатора. Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте.

Также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов. Для этого приглашаем читателей подписаться и вступить в группу. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию во время подготовки материала:

www.microkontroller.ru

www.led-displays.ru

www.rotr.info

www.rfanat.qrz.ru

Следующая

ИндикаторыЧто такое газоразрядные индикаторы

7-сегментный дисплей, взаимодействующий с микроконтроллером pic

Перейти к содержимому

В этой главе описывается, как разрабатывается 7-сегментный дисплей, взаимодействующий с микроконтроллером pic. Модули семисегментного дисплея не являются недавним изобретением, так как его первые применения были датированы еще раньше, в 1910 году. из семи светодиодных сегментов. Светодиоды представляют собой диоды с PN-переходом, которые излучают энергию в процессе, называемом электролюминесценцией. Из-за небольшого размера светодиодов их очень легко соединить вместе, чтобы получить устройство, подобное семисегментному дисплею. Энергия света излучается в виде «фотонов», когда она смещена в прямом направлении за счет напряжения, приложенного к ее соединениям. В семисегментном модуле дисплея семь светодиодов расположены в виде прямоугольника. Иногда в семисегментном индикаторном блоке можно увидеть дополнительный светодиод, предназначенный для отображения десятичной точки.

Один из контактов каждого светодиодного сегмента выведен из прямоугольного корпуса. Другие контакты соединены вместе с общей клеммой.
Семисегментные дисплеи могут отображать только цифры от 0 до 9. Эти семь светодиодов отображают семь сегментов чисел и точку. Из многих доступных типов сегментных дисплеев это наиболее распространенная форма.

Ранее упоминалось, что светодиоды излучают свет только при прямом смещении, а количество излучаемого света пропорционально прямому току. Поскольку излучение света прямо пропорционально прямому току, необходимо контролировать прямой ток в соответствии с требованием излучения света. Для ограничения прямого тока к источнику напряжения подключается последовательное сопротивление. Чтобы преодолеть прямое падение напряжения, подаваемое напряжение должно быть больше фактического значения прямого напряжения.

Семисегментные дисплеи связаны с большим количеством устройств, таких как часы, цифровая бытовая техника, сигнальные табло на дорогах и т. д. с двумя разными конфигурациями. Это общий анод и общий катод. По одному штырьку из каждого сегмента подключается к общей клемме. Согласно контактам, которые подключены к общей клемме, семисегментный дисплей классифицируется как общий анод и общий катод.

Общий анод 7-сегментный индикатор

В этом типе анод общий. Он должен быть подключен к высокому напряжению (к питанию через резистор для ограничения тока). Для включения определенного сегмента на соответствующий контакт подается напряжение уровня земли. Поскольку логические схемы могут потреблять больше тока, чем они могут отдавать, наиболее широко используется соединение с общим анодом.

Общий катод 7-сегментный индикатор

Как видно из названия, его катод подключен к общему выводу. Ниже приведена схематическая диаграмма, показывающая его общую катодную структуру. Он должен быть подключен к земле во время работы с дисплеем. Если на анод подать высокое напряжение, то он включит соответствующий сегмент.

 

Коды дисплея

Коды дисплея — это напряжения, подаваемые на сегменты для отображения числа. Это порядок сегментов ABCDEFG(DP), всего 8 бит. Например, ниже приведен общий код отображения катода «0» с выключенной десятичной точкой.

Ниже приведена таблица с кодами отображения всех цифр с отключенной десятичной точкой.

Если должен отображаться номер 0, то включаются сегменты от A до F. Для включения сегментов в режиме с общим катодом на выводы анода подается высокое напряжение, а в режиме с общим анодом на выводы катода подается низкое напряжение.

7-сегментный дисплей. Взаимодействие с микроконтроллером PIC. В приведенной выше таблице показано подключение каждого сегмента к контакту порта.

Чтобы отобразить 0, нам сначала нужно установить порт B в качестве выхода. Затем отправьте код дисплея для 0 в порт B. Здесь мы используем дисплей с общим катодом.

 ТРИСБ = 0X00; // Установить порт B в качестве выхода
ПОРТБ = 0b00111110; // Отображаемый код для Zero с DP OFF 

Усовершенствованные схемы

Используемая нами конструкция имеет недостаток. Он получает ток напрямую от порта микроконтроллера. Максимальный выходной ток, подаваемый на любой вывод ввода-вывода, составляет 25 мА, а максимальный ток, подаваемый всеми портами, составляет 200 мА в случае PIC18F4550 (эти максимальные значения можно получить из электрических характеристик в разделе спецификаций). Если мы используем много устройств для прямого взаимодействия без цепей драйверов, есть вероятность, что вы превысите этот предел.

Чтобы избежать этого состояния, мы можем использовать транзисторный драйвер в каждой из линий сегментов. Мы можем использовать транзисторы PNP или NPN. В случае PNP коды дисплея должны быть инвертированы, потому что транзисторы PNP включаются при подаче сигнала LOW (т. е. для общего катода используйте коды дисплея общего анода). Транзистор действует как сильноточный переключатель, когда уровни напряжения и тока находятся в правильном диапазоне, при этом переключатель управляется цифровым логическим сигналом с меньшим током. В большинстве случаев используется биполярный транзистор, особенно в случае низковольтных цепей.

Здесь мы можем включить сегмент, подав высокий уровень базы транзистора. В случае транзистора PNP нам нужно подать низкое напряжение для включения.

Мультиплексированный 7-сегментный дисплей

Рассмотрим случай, когда необходимо использовать два или более семисегментных дисплея, а блок микроконтроллера не имеет достаточного количества портов ввода/вывода для размещения всех входных контактов семисегментных дисплеев. Лучшим методом, который можно было бы принять в таких случаях, было бы использование мультиплексора. При мультиплексировании количество мультиплексированных семи сегментных блоков будет использовать только семь выходных портов и включать контакты, равные количеству блоков отображения для отображения вывода.
Теперь, как стало возможным использовать только семь выходных портов для одновременного отображения вывода из семи сегментных дисплеев? В основе этого лежит постоянство видения. Одновременно работает только один блок, а переключение между семисегментными блоками дисплея выполняется быстрее, так что зритель не может распознать переключение.

ИС драйвера 7-сегментного дисплея

Схема драйвера включена между схемой декодера и блоками семисегментного дисплея. Это необходимо, когда для управления дисплеем требуется большой ток. В обычных случаях декодер работает как драйвер, но когда мультиплексируется несколько семисегментных блоков, возникает потребность в большом токе. В таких случаях между декодером и семисегментным дисплеем вводится схема драйвера. Кроме того, схема драйвера помогает упростить всю схему, так как уменьшает количество компонентов, таких как транзисторы.

Одним из примеров микросхем этого типа является MAX7219, драйвер последовательного ввода-вывода с общим катодом. Он может одновременно подключать до восьми 7-сегментных дисплеев. Связь с MAX7219 осуществляется через 4-проводной последовательный интерфейс. Внешние компоненты можно минимизировать, используя этот тип драйверов, в этом случае нам понадобится только один внешний резистор.

 

Делитесь любовью, делитесь этим0

1

Подключение 7-сегментного дисплея к микроконтроллеру 89c51 | CF EKWEBENE

EKWEBENE Chima Franklin

2017364084

ECE

ECE

. как мы можем связать сегмент 7 с 89c51, а затем мы можем немного программировать.

Существуют различные типы 7-сегментных дисплеев, но в этой статье мы сосредоточимся только на ОБЩЕМ АНОДЕ, ОБЩЕМ КАТОДЕ И 7-СЕГМЕНТНОМ ДИСПЛЕЕ BCD. Из этих трех общий анод и катод трудно различить. Но с помощью следующих шагов мы можем облегчить вам задачу…

Если у вас есть 7-сегментный дисплей, но вы не уверены, является ли он общим анодом или общим катодом, вам необходимо проверить полярность дисплея. Это легко сделать при низком напряжении питания (9В или меньше) от батареи.

Прежде всего, подключите резистор 1K между общим контактом и батареей. Это позволит избежать потенциального повреждения светодиодов на дисплее. Затем подключите резистор к положительной клемме (аккумуляторной или питающей), а затем подключите любой из сегментов A-G к 0V или GND. Если светодиод горит, это общий АНОД.

Если ни один сегмент не загорается, необходимо поменять местами проводку. Так что поменяйте местами два провода на аккумуляторе или питании, если теперь загорается светодиод, это общий КАТОД.

Если светодиод не загорелся ни в одном из примеров, возможно, он неисправен. Вы можете проверить, работают ли все сегменты, используя одну и ту же технику, просто подключившись к каждому из контактов A-G по очереди (конечно, соблюдая правильную полярность).

Если ваш дисплей с общим АНОДОМ, то вам придется поменять логику при записи на него, так как ВЫСОКИЙ логический уровень будет ВЫКЛЮЧЕН, а НИЗКИЙ логический уровень будет ВКЛЮЧЕН.

Теперь, когда мы знаем тип 7-го сегмента, который у нас есть, мы можем перейти к интерфейсу с 89-м сегментом.Микроконтроллер c51

Не забудьте также подключить кварцевый генератор и другие необходимые соединения к микроконтроллеру, чтобы добиться лучших результатов с 7-сегментным дисплеем.

соединяет 7-сегментный интерфейс с 89c51 с помощью симулятора proteus

На изображении выше 7-сегментные контакты были подключены к порту 2 микроконтроллера 89c51. 7-сегментный дисплей имеет только 7 рабочих контактов, но порты в микроконтроллере 89c51 имеют ширину 8 бит, поэтому пустой контакт остается неподключенным, заземленным или подключенным к порту, который запрограммирован на постоянно низкий уровень.

Теперь поговорим о том, как числа и символы отображаются на 7-сегментном дисплее. Напомним, что ранее мы тестировали наш 7-сегментный дисплей, чтобы узнать, был ли он общим анодом или катодом… Разница между двумя дисплеями заключается в том, что общий катод имеет все катоды 7-сегментного дисплея, соединенные непосредственно вместе, а общий анод имеет все аноды. из 7 сегментов, соединенных вместе. Ниже показан семисегментный сегмент с общим анодом.

Как показано выше, все сегменты анода соединены вместе. При работе с семисегментным дисплеем CA питание должно подаваться извне на анодное соединение, общее для всех сегментов. Затем, подключив заземление к определенному соединению сегмента (a-g), соответствующий сегмент загорится.