Светодиодные семисегментные индикаторы справочник

Светодиодные индикаторы используются в различной электронной аппаратуре и в быту для сообщений различной сложности. Другие устройства позволяют оценивать информацию более подробно, например — шкалы. Наиболее продвинутые изделия сообщают человеку информацию в виде символов и даже картинок. В процессе технического прогресса, человек создал символьные устройства различного типа.

Поиск данных по Вашему запросу:

Светодиодные семисегментные индикаторы справочник

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:

• Конструктор Практическая электроника №4 Оптоэлектроника
• Светодиодные семисегментные индикаторы
• Семисегментный индикатор
• Электронный индикатор
• Щось пішло не так 🙁
• Газоразрядный индикатор
• Цифровые индикаторы

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Проектирование устройства. Изучаем дисплей. Своими руками

Конструктор Практическая электроника №4 Оптоэлектроника

Здесь указаны розничные цены. Обновлённый заказ будет выслан вам для принятия решения об оплате. Высота символа 7 мм. На складе: шт. На складе: 0 шт. Высота символа 14 мм. На складе: 47 шт. Высота символа 20 мм. Высота символа 6 мм. Высота символа 9 мм. У нас на складе значительно больше товаров, чем представлено в этом магазине.

Если вас что-то заинтересовало, напишите через форму обратной связи , указав артикулы. Большая часть представленных товаров требует определённой квалификации при монтаже. Если Вы сомневаетесь в своих силах, проконсультируйтесь с нашими специалистами. Основные способы:. Подробнее об этих и других способах доставки, а также, об оплате и гарантии, читайте в этом разделе.

Главная Доставка Гарантия Личный кабинет Контакты.

В текущей категории. Корзина пуста. Цифровые индикаторы Здесь указаны розничные цены. Количество разрядов 1 57 2 16 3 16 4 Высота символа 7мм 5 6мм 1 8мм 4 9мм 9 10мм 17 14мм 26 20мм 10 25мм 6 30мм 1 38мм 3 45мм 2 57мм 6 76мм 1 мм 7 мм 5. Коммутация кристаллов общий анод 70 общий катод Маска чёрная 37 серая Линза Матовая Матовая цветная 3. Вы смотрели. Почта России.

Деловые линии.

Светодиодные семисегментные индикаторы

Цифровые 7-сегментные индикаторы KEM — интегральные микросхемы из диодных полупроводниковых источников излучения светодиодов , предназначены для отображения цифровой и буквенной информации. Отличительными характеристиками семисегментных цифровых индикаторов KEM являются количество разрядов в одном корпусе одноразрядные , двухразрядные , трехразрядные и четырехразрядные , цвет отображаемой информации красный , зелёный и высота отображаемого знака от 7,62 мм до 45 мм. Кроме сегментов, синтезирующих цифры и буквы, разряд некоторых цифровых индикаторов может иметь одну или две децимальных точек , так называемый делитель дробных чисел. Изготавливаются цифровые индикаторы в пластмассовом корпусе , задняя часть которого залита эпоксидным компаундом.

Переделка семисегментного индикатора. используют в своих конструкциях семисегментные светодиодные индикаторы. Да, это.

Семисегментный индикатор

Добавить в избранное. Приемный тракт радиосигнализации кГц Реле времени для фотопечати Схема доп. Страницы: 1 2 3. Назад Вперед. Ру — Все права защищены. Публикации схем являются собственностью автора. Счетчики-дешифраторы КИЕ8. Категория: Микросхемы , Счетчики Для того, чтобы на выходе счетчика получить результат счета в десятичной системе нужно было собирать схему из двух микросхем — счетчика и дешифратора. Но кроме счетчиков и дешифраторов существует еще один тип микросхем — счетчики-дешифраторы, содержащие в одном корпусе и счетчик и дешифратор, подключенный на выходе счетчика.

Электронный индикатор

Добавить в избранное. Мощный лабораторный источник питания Схема радио-удлинителя для наушников Мелодичный квартирный звонок Автомобильная сигнализация Кодовый замок с дистанционным управлением Шестиразрядный частотомер 1Гц-1МГц Приемный тракт системы радиоуправления Простой Hi-Fi усилитель мощности. Ру — Все права защищены. Публикации схем являются собственностью автора. Схема светодиодного семисегментного индикатора.

Существуют такие параметры, для которых было бы удобнее выдавать объективную информацию, чем просто индикацию. Да, все это можно было бы сделать на светящихся лампочках или светодиодах.

Щось пішло не так 🙁

Светодиодные семисегментные индикаторы предназначены для отображения цифр и управляются с помощью контроллера. Данные индикаторы, как видно из названия, состоят из семи сегментов. Каждый сегмент может зажигаться и гаснуть по отдельности, что позволяет создавать изображение цифр. Светодиодные индикаторы также имеют восьмой сегмент, который изображен в виде точки или запятой, что послужило поводом называть их восьмисегментными индикаторами 8 сегментные. Индикаторы на светодиодах производятся одноциферные односимвольные ; двухциферные двухсимвольные ; трехциферные трехсимвольные и четырехциферные четырехсимвольные. Светодиодные цифровые индикаторы, у которых две и более цифры, могут быть со статической индикацией и с динамической индикацией.

Газоразрядный индикатор

Добавить в избранное. Защита телефонной линии Магнитная рамочная антенна Цифровой узел настройки радиоприемника Выходные каскады электронной авто сигнализации Цифровой индикатор уровня Счетчики — Микросхемы Схема доп. Ру — Все права защищены. Публикации схем являются собственностью автора. Схема светодиодного семисегментного индикатора. Категория: Индикаторы Широкодоступные цифровые семисегментные индикаторы имеют размеры не более 20 мм по высоте знаков. Если нужен индикатор больших размеров, его обычно набирают из светодиодов круглой формы, например, АЛ, используя на каждый сегмент не менее двух.

Продам светодиодные цифровые семисегментные индикаторы. В наличии 1 ,2,3 и 4-х циферные качественные LED — индикаторы. Опт и мелкий опт.

Цифровые индикаторы

Светодиодные семисегментные индикаторы справочник

Светодиодные семисегментные индикаторы предназначены для отображения цифр и управляются с помощью контроллера. Данные индикаторы, как видно из названия, состоят из семи сегментов.

Каждый сегмент может зажигаться и гаснуть по отдельности, что позволяет создавать изображение цифр.

Предко М. Справочник по PIC-микроконтроллерам — М. Скачать прямая ссылка : spravochnikpopicmicrokontroleram Светодиодный индикатор Light Emitting Diode зажигается в тех случаях, когда для использующегося в качестве выходного вывода микроконтроллера, соединенного с катодом светодиода, задан логический 0 потенциал «земли».

Набор для изучения множества оптоэлектронных компонентов.

Я думаю, что не ошибусь, когда скажу, что многие самодельщики используют в своих конструкциях семисегментные светодиодные индикаторы. Да, это очень удобная в применении штука, только вот беда — выбор цветов невелик, да и по яркости они порой оставляют желать лучшего. А крупные по размеру индикаторы не хотят светиться от низкого напряжения. Знакомая ситуация? Но всё, как говориться, в ваших руках.

Библиотека предназначена для работы с семисегментными индикаторами с разрядностью от 2 до 4. Выводить на индикатор цифры и разнообразные символы, которые можно отобразить на семисегментных матрицах. Если используется три или два разряда, то соответственно отключается 4 или 4 и 3 разряды.

Электронный индикатор — Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Индикатор.

Электрóнный индикáтор (лат. indicator — указатель) — прибор для наглядного отображения сигналов и информации. Может показывать наличие входного сигнала и/или его величину без указания погрешности.^[1][2][3] Воспроизведение информации индикатором происходит без её долговременной фиксации.^[4] Сигнал индикатора отображает процесс, состояние объекта. Индикаторы бывают визуальные, акустические, тактильные, изобразительные (экраны и табло).^[5] Визуальный индикатор преобразует электрические сигналы в пространственное распределение яркости и/или контраста.^[6]:4

Светодиодный индикатор из одного элемента (компьютерная модель)

Индикаторы информации могут быть выполнены в виде отдельных элементов для отображения данных в визуальном виде, либо в форме индикаторных устройств — табло, панелей, экранов, которые воспроизводят цифры, буквы, графики, рисунки и т. д.^[7] Например, дискретный светодиод может использоваться в качестве сигнального индикатора, многоэлементный (цифро-знаковые индикаторы, многоцветные панели) может использоваться в системе отображения информации.^[8]

Содержание

• 1 Назначение
• 2 Классификация
• 3 Типы электронных индикаторов
  • 3.1 Единичные индикаторы
  • 3.2 Матричные индикаторы
  • 3.3 Сегментные индикаторы
  • 3.4 Шкальные индикаторы
• 4 Электронно-механические индикаторы
• 5 См. также
• 6 Примечания
• 7 Литература

Электронный индикатор помогает человеку быстро и наглядно оценить необходимые параметры, особенно те, которые человек непосредственно не может определить с помощью своих органов чувств^[9]. Если требуется высокая точность такой оценки, устанавливаются многоразрядные цифровые индикаторы; в случаях, когда точность не требуется и необходимо увидеть лишь наличие или отсутствие сигнала, применяют единичные индикаторы.

Причисление тех или иных устройств к индикаторам определяется их применением. Так, например, обычная лампочка накаливания, созданная для освещения, при использовании в системах оповещения или пультах управления и контроля, может считаться индикатором. В то же время, электронное табло, изготовленное из матричных светодиодных индикаторов и используемое для рекламы, уже индикатором не считается. Таким образом, название «электронный индикатор» определяется зачастую не только конструкцией или физическими особенностями изделия, а способом его применения в конкретном устройстве или системе.

Понятие электронный индикатор объединяет множество различных устройств и классификация может быть выполнена по различным признакам — конструктивным особенностям, способам управления и по назначению. В литературе встречаются различные способы классификации индикаторов:

По назначению — в зависимости от размера и места установки:

• индивидуальные
• групповые
• коллективного пользования

По физическому принципу формирования изображения:

• Активные — полупроводниковые (светодиодные), газоразрядные, катодолюминесцентные, электролюминесцентные, накаливаемые — все те, которые в процессе работы излучают свет для формирования изображения.
• Пассивные — устройства, которые формируют изображение путём поляризации, отражения или пропускания света от внешнего источника. К пассивным относят жидкокристаллические, электрофорезные, электрохромные, а также сегнетокерамические индикаторы^[10].

По характеру отображаемой информации:

• Единичный — отдельный индикатор в виде точки или геометрической фигуры, не несущий своей формой никакой информации и передающий состояние наличием, цветом или яркостью.
• Шкальный — дискретный индикатор, предназначенный для отображения информации в виде уровней или значений величин, выполняется в виде нескольких единичных индикаторов, расположенных вдоль прямого отрезка (линейный шкальный индикатор) или криволинейной формы. Передает информацию количеством или положением элементов индикации на шкале.
• Мнемонический — отдельный индикатор в виде геометрической фигуры или изображения, форма которого имеет значение для интерпретации отображаемой информации.
• Цифровой — индикатор, отображающий значения числовой величины в цифровом виде.
• Буквенно-цифровой — предназначен для вывода цифр, букв и специальных знаков. Буквенно-цифровые индикаторы отображают либо заложенный при разработке устройства ограниченный перечень символов, либо дает возможность создавать изображения символов самостоятельно. Часто такой индикатор называют алфавитно-цифровым.
• Графический — наиболее сложный тип индикаторов, позволяющий передавать как символьную информацию, так и рисунки.
• Комбинированный — индикатор, сочетающий два или несколько вариантов отображаемой информации. Комбинированные индикаторы часто используются в бытовой или портативной технике массового производства, поскольку они зачастую уникальны и разрабатываются для каждого типа устройств отдельно.

По конструкции информационного поля:

• Знакомоделирующий^[10] — индикатор, который содержит несколько заложенных в конструкцию символов или знаков. Выбор того или иного изображения производится соответствующими схемами управления. По такому принципу работают вакуумные накальные или газоразрядные индикаторы.
• Знакосинтезирующий — индикатор, в котором информация, предназначенная для зрительного восприятия, отображается с помощью одного или совокупности дискретных элементов. К знакосинтезирующим относятся, например, все сегментные индикаторы, в том числе семисегментные, и матричные индикаторы.

По информационной ёмкости:

• Одноразрядные — предназначенные для одной цифры или символа.
• Многоразрядные с фиксированными знакоместами — предназначенные для отображения нескольких цифр или символов.
• Многоразрядные без фиксированных знакомест — обычно матричные графические индикаторы, предназначенные для индикации символов в любом месте информационного поля.

По способу формирования изображения:

• Статические — устройства, в которых каждый элемент отображения имеет собственную схему управления. Состояние каждого элемента однозначно в каждый момент времени и адекватно соответствует воспринимаемому человеком изображению. При этом, способ передачи информации к элементу схемы, определяющей состояние, не имеет значения и может быть в том числе мультиплексным.
• Мультиплексные, или динамические^[10] — индикаторы, в которых изображение в каждый момент времени содержит только часть целостной информации, а результирующая картинка воспринимается человеческим глазом в полном виде за счет инерционности зрения или за счет инерционности элементов индикации. Такая схема используется например в матричных индикаторах и в многоразрядных семисегментных индикаторах, когда выводы элементов индикации объединяются между собой для упрощения схемы управления.

По цвету:

• Одноцветные — цвет которых определяется конструкцией.
• Многоцветные — индикаторы, имеющие возможность передавать информацию различным цветом или оттенками цвета. Обычно имеют ограниченное количество передаваемых цветов. Характерным примером могут быть индикаторы опасности, имеющие в обычном состоянии зелёный цвет, а в случае, требующем внимания —- жёлтый или красный цвет.
• Полноцветные — индикаторы, имеющие возможность передавать все оттенки воспринимаемого человеческим глазом цвета.

По способу передачи информации:

• аналоговые — передают информацию яркостью или оттенком цвета.
• дискретные — передают информацию количеством и совокупностью элементов.

Кроме перечисленных классификационных признаков, электронные индикаторы различают:

• По высоте и ширине знака
• По углу обзора и диаграмме направленности
• По яркости элементов отображения и по средней яркости — яркости поверхности
• По неравномерности яркости элементов индикации
• По яркости собственного фона (контрастности)
• По ширине и особенностям спектра излучения
• По длине волны в максимуме излучения
• По времени реакции элементов индикации (времени включения)
• По времени релаксации элементов индикации (времени выключения)

Кроме того — по напряжению, времени готовности, критической частоте, времени жизни и другим специфическим особенностям.

Типы электронных индикаторовПравить

Промышленность выпускает большое разнообразие индикаторов — универсальных, а также разработанных и предназначенных для установки в конкретное изделие. Среди большого количества типов индикаторов, можно выделить несколько наиболее употребимых:

 

Светодиодный единичный индикатор

Единичные индикаторыПравить

Единичные индикаторы встречаются очень часто. Светодиодные индикаторы или неоновые лампочки встраиваются в выключатели освещения, бытовые приборы, различную аппаратуру. Основное назначение таких устройств — индикация состояния или привлечение внимания. Единичный индикатор можно считать самым надежным из всех видов индикаторов за счет наименьшего количества элементов и простоты схемы управления.

 

Формирование изображения (сканирование) на простом мультиплексном матричном индикаторе

Матричные индикаторыПравить

Мáтричный индикáтор — разновидность знакосинтезирующего индикатора, в котором элементы индикации сгруппированы по строкам и столбцам. Матричный индикатор предназначен для отображения символов, специальных знаков и графических изображений в различных устройствах. В отличие от экрана или дисплея, индикатор имеет ограниченное количество элементов индикации, либо предназначен для отображения одного или небольшого количества символов. Наименьший элемент изображения матричного индикатора называется пиксел. Каждый пиксел может состоять из одного или нескольких единичных элементов индикации, работающих одновременно.

Матричные индикаторы выпускаются различных видов:

• Полупроводниковые (светодиодные)
• Жидкокристаллические
• Люминесцентные

Различного формата. Наиболее употребимые:

• 5 х 7 пиксел
• 5 * 8 пиксел
• 8 * 8 пиксел
• 16 * 16 пиксел

По способу формирования изображения матричные индикаторы бывают двух видов: статические и мультиплексные (динамические). Наиболее часто используется мультиплексный способ управления, когда одноимённые выводы каждого элемента изображения объединяются в строках индикатора, а противоположные выводы — в столбцах (или наоборот). Например, в светодиодном индикаторе при таком способе управления, на столбцы (или на строки) по очереди подаётся питающее напряжение, а на строки (или соответственно — столбцы) — код, определяющий состояние всех её элементов. Таким же образом, формируется изображение на остальных частях индикатора. Для того, чтобы глаз человека воспринимал информацию без мерцания, весь цикл обновления информации должен быть меньше времени реакции глаза (10-20 миллисекунд)^[11].

 

Семисегментный светодиодный индикатор с десятичной запятой

Сегментные индикаторыПравить

Сегментный индикатор — это индикатор, элементы отображения которого являются сегментами, сгруппированными в одно или несколько знакомест. Сегментом называется элемент отображения информации знакосинтезирующего индикатора, контур которого представляет собой прямые и (или) кривые линии. В отличие от матричного индикатора, в котором все элементы изображения одинаковы по форме, в сегментном индикаторе каждый сегмент уникален. Форма и положение сегментов на индикаторе разрабатывается специально для передачи определённого набора символов или знаков. Символы на таких индикаторах формируются совокупностью нескольких сегментов. Основное отличие сегментного индикатора от матричного — это сравнительно небольшое количество элементов индикации и соответственно упрощённая схема управления.

Наиболее часто используются два типа сегментных индикаторов:

• Цифровые семисегментные индикаторы, имеющие семь элементов—сегментов для отображения цифры и возможно дополнительно еще один — для индикации точки.
• Буквенно-цифровые индикаторы, имеющие девять, четырнадцать или шестнадцать сегментов. Такие индикаторы имеют возможность показать большинство символов латинского и русского алфавита, не считая цифр и специальных знаков.

 

Светодиодный десятиразрядный шкальный индикатор

Шкальные индикаторыПравить

Шкáльный индикатор — это знакосинтезирующий показывающий прибор, предназначенный для визуального отображения уровней или значений величин в виде количества или положения элементов индикации на дискретной шкале. Шкальные индикаторы активно используются в бытовой технике и электронике для индикации уровня заряда батареи, температуры нагревательного элемента, мощности сотового сигнала и везде, где не требуется высокая точность показаний. Шкальный индикатор получил большое распространение, так как очень хорошо и наглядно позволяет оценить величину нужного параметра. Для дополнительной информативности, разные участки шкального индикатора могут быть выполнены в различном цвете.

Управление шкальным индикатором выполняется чаще всего статическим способом, в случае использования совокупности нескольких шкальных индикаторов, например в музыкальной аппаратуре, управление производится мультиплексным способом.

Шкальные индикаторы различаются способом передачи информации:

• С заполнением — когда уровень сигнала показывается совокупностью последовательно включённых элементов от первого до значимого.
• Без заполнения — когда уровень сигнала показывается положением одного или нескольких рядом расположенных элементов индикации.
• Пиковые — когда средний уровень сигнала показывается шкалой с заполнением, а пиковое (максимальное) значение — одним элементом, зачастую другого цвета^[12].

Электронно-механические индикаторыПравить

Несколько отдельно от электронных индикаторов позиционируются электромеханические устройства индикации — блинкерные и электромеханические бистабильные табло. По способам формирования изображения и применению, такие изделия напоминают перечисленные выше индикаторы. Они относятся к знакосинтезирующим цифровым или буквенно-цифровым устройствам с пассивным принципом формирования изображения (отражение падающего света), но содержат механические элементы, положение и способ переключения которых зависит от конструкции изделия. Блинкерные табло имеют одну существенную особенность — они потребляют энергию только в момент переключения (изменения состояния).

Поскольку физический принцип формирования изображения основан на отражении света от специального отражающего покрытия и следовательно это изображение — не результат электронного эффекта, электронно-механические индикаторы не относятся к электронным индикаторам.

• Одометр

1. ↑ Индикатор//Корнеева Т.В. Толковый словарь по метрологии, измерительной технике и управлению качеством. Основные термины: около 7000 терминов —М.:Рус.яз., 1990
2. ↑ I.046 indicator индикатор//Толковый словарь по вычислительным системам —М.: Машиностроение, 1990
3. ↑ Индикаторы информации//Энциклопедия кибернетики. Том первый. Абс — Мир —Киев: Главная редакция УСЭ, 1974
4. ↑ D.246 display 1. отображение (информации) 2. дисплей, индикатор//Толковый словарь по вычислительным системам —М.: Машиностроение, 1990
5. ↑ Индикатор//Ишлинский А.Ю. (гл. ред.) Новый политехнический словарь —М.: Большая Российская энциклопедия, 2000
6. ↑ Смирнов В.М. Устройства отображения информации —СПб: ГУАП, 2007
7. ↑ Индикаторы информации//Словарь по кибернетике. Под ред. В.С. Михалевича. — К.: Гл. ред. УСЭ им. М.П.Бажана, 1989.
8. ↑ Светодиод//Словарь по кибернетике. Под ред. В.С. Михалевича. — К.: Гл. ред. УСЭ им. М.П.Бажана, 1989.
9. ↑ Индикатор // Казахстан. Национальная энциклопедия (рус.). — Алматы: Қазақ энциклопедиясы, 2005. — Т. II. — ISBN 9965-9746-3-2. (CC BY-SA 3.0)
10. ↑ ^{1 2 3} В.Л. Савчук. Электронные средства сбора, обработки и отображения информации: Учебное пособие. Федеральное агентство по образованию, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, кафедра промышленной электроники. — Томск: ТУСУР, 2007. — 174 с.
11. ↑ А.И.Солдатов. Расчет схем управления дискретными индикаторами: Учебное пособие. — Томск: ТПУ, 2009. — 105 с.
12. ↑ Пиковые индикаторы уровня

• Б.Л. Лисицын. Низковольтные индикаторы: Справочник. — М.: Радио и связь, 1985. — 136 с.
• Н.И. Вуколов, А.Н. Михайлов. Знакосинтезирующие индикаторы / под ред. В.П. Балашова. — М.: Радио и связь, 1987. — 592 с.
• ГОСТ 25066–91 «Индикаторы знакосинтезирующие. Термины, определения и буквенные обозначения»
• О.Н. Ермаков, В.П. Сушков. Полупроводниковые знакосинтезирующие индикаторы. — М.: Радио и связь, 1990. — 240 с.
• Н.В. Пароль, С.А. Кайдалов. Знакосинтезирующие индикаторы и их применение: Справочник. — М.: Радио и связь, 1988. — 128 с.
• ГОСТ 25024.3-83 «Индикаторы знакосинтезирующие. Методы измерения тока и напряжения»
• Б.Ф. Лаврентьев. Аналоговая и цифровая электроника: Учебное пособие. — Йошкар-Ола: МарГТУ, 2000. — 155 с.
• Ю.С. Забродин. Промышленная электроника. Учебник для вузов. — М.: Высшая школа, 1982. — 496 с.

В статье есть список источников, но не хватает сносок. Без сносок сложно определить, из какого источника взято каждое отдельное утверждение. Вы можете улучшить статью, проставив сноски на источники, подтверждающие информацию. Сведения без сносок могут быть удалены.

Светодиоды

по-прежнему популярны (и совершенствуются) af

TUTORIALS 1883

Резюме: В этой статье рассматривается технология светодиодных дисплеев, которая быстро изменилась за 35 лет своего существования. Обсуждаются происхождение светодиодов и их традиционные применения. Представлены некоторые новые приложения для усовершенствованной технологии.

Введение

В последние годы бесчисленное количество статей было посвящено новым технологиям отображения. Были рассмотрены типичные темы: переход цветных ЖК-панелей TFT с постоянно увеличивающимися размерами в ноутбуки и мониторы с плоским экраном; PDP (плазменные панели) для замены ЭЛТ телевизоров высокой четкости; полимерные светодиодные (PLED) или органические светодиодные (OLED) дисплеи для небольших цветных дисплеев в играх, мобильных телефонах и КПК.

В этой статье обсуждается 35-летняя технология отображения, которая сама по себе быстро изменилась — светодиод. В этом обзоре рассказывается о происхождении светодиодов, их традиционном применении и о том, как усовершенствование технологии стимулировало появление новых приложений.

Краткая история светодиодов

Коммерческие исследования светодиодных технологий начались в 1962 году, в частности, в Bell Labs, Hewlett-Packard® (HP®), IBM®, Monsanto® и RCA®. Работа над фосфидом арсенида галлия (GaAsP) привела к тому, что HP и Monsanto представили первые коммерческие красные светодиоды с длиной волны 655 нм в 1919 году.68. В 1971 году HP выпустила портативный счетчик частоты 5300A 500 МГц, использующий светодиодный дисплей GaAsP. Светодиодные дисплеи процветали в начале 1970-х годов как числовые дисплеи в карманных калькуляторах. На короткое время в цифровых часах появились светодиоды, но вскоре их заменили ЖК-дисплеи. Между тем, светодиоды заменили лампы накаливания и неоновые лампы в качестве индикаторов состояния и стали стандартным числовым и буквенно-цифровым дисплеем для приборов.

В 1970-х и 1980-х годах самую горячую конкуренцию светодиодам среди потребительских товаров составляли вакуумные флуоресцентные дисплеи (VFD), чей яркий сине-зеленый дисплей обеспечивал высокую яркость и контрастность при просмотре через зеленый или синий фильтр. ЧРП были впервые разработаны ISE Electronic Corporation в 1967. ISE, часто известная под названием подразделения Noritake®, вместе с Futaba® и NEC® предлагала дисплеи с конца 1960-х и начала 1970-х годов, начиная с простых одноразрядных дисплеев, используемых на быстрорастущем рынке настольных калькуляторов. Вскоре после этого появились многоразрядные индикаторные трубки, что снизило стоимость производства. Эти трубки, возможно, лучше всего запомнились по их появлению в популярных карманных калькуляторах Casio®. Позже компания Samsung™ начала производить трубки для собственного потребления для использования в потребительских товарах. В 1993, NEC продала свою производственную линию компании ZEC в Китае. Сегодня NEC, Futaba, ISE, Samsung и ZEC производят около 95% мирового производства ламп VFD.

В 1980-х годах монохромные ЖК-дисплеи сильно конкурировали со светодиодами и частотно-регулируемыми приводами для потребительских устройств, контрольно-измерительных приборов и автомобильных панелей. Благодаря низкому энергопотреблению и простоте настройки ЖК-дисплеи стали очевидным выбором для приложений с батарейным питанием. Хотя ЖК-дисплеи не излучают свет, во многих случаях окружающий свет может быть гарантирован. В качестве альтернативы свет от пары зеленых, оранжевых или желтых светодиодов может рассеиваться и распространяться за небольшим (10 квадратных сантиметров) ЖК-дисплеем с непрозрачным пластиковым молдингом, чтобы обеспечить недорогую и приятную подсветку.

Кто производит светодиоды?

Мировое производство светодиодов в настоящее время составляет около 4 миллиардов единиц в месяц. Десять лет назад Япония была основным производителем светодиодов, а продукция Тайваня составляла немногим более 10% мирового спроса. По данным ITIS (Информационной службы промышленных технологий) Тайваня, Тайвань в настоящее время обеспечивает около половины мирового спроса за счет более чем 30 производителей светодиодов; Япония и США считаются следующими по производительности производителями светодиодов. Большинство производителей светодиодов на самом деле являются сборщиками и упаковщиками, покупая пластины или кристаллы на литейных заводах в Японии, США и (в последнее время) на Тайване.

CIE, люмены и кандела

Это небольшое отступление по радиометрической и фотометрической теории является полезным фоном для основного обсуждения. Радиометрия измеряет лучистую энергию на всех длинах волн (видимых и невидимых). Фотометрия измеряет видимую яркость для человеческого глаза. Человеческий глаз «видит» диапазон длин волн света от 380 нм до 740 нм как знакомый цветовой спектр ( Рисунок 1 ).

Рисунок 1. Длина волны цвета.

Международная комиссия по освещению (CIE) формализовала стандарты измерения света и реакции человеческого глаза, или «стандартного наблюдателя», в 1930 с. Эти стандарты характеризовали изменение реакции глаз во всем видимом диапазоне при различных условиях освещения, например, днем ​​и ночью. CIE также определил основные цвета ( Таблица 1 ). Эти стандарты и определения были противоречивыми, и существуют другие стандарты.

Таблица 1. Определение цветов CIE

Название цвета	Длина волны
Красный	700 нм
Зеленый	546,1 нм
Синий	435,8 нм

При обсуждении светодиодов и дисплеев важно отметить, что пик реакции человеческого глаза примерно соответствует зеленому цвету на длине волны 555 нм, он чувствителен к желтому цвету и резко падает в сторону синего цвета на длине волны 400 нм и в сторону красного цвета на длине волны 700 нм. Это можно увидеть на фотопической (дневной) диаграмме цветности 1931 года, показанной в упрощенном виде на рис. 2 . Кривая для скотопного (адаптированного к ночи) совсем другая, с пиком около 512 морских миль.

Рис. 2. Цветовая чувствительность человеческого глаза при дневном свете.

Интенсивность излучения (всех длин волн) измеряется в люменах. Определение люмена гласит, что 683 люмена света обеспечивается 1 ваттом монохроматического излучения на длине волны 555 нм. Сила света в канделах (кд) является результатом применения цветового отклика CIE к потоку излучения и обеспечивает измерение видимой части источника света. Поэтому яркость дисплея описывается в кд или мкд, чтобы указать световой поток, полезный для наблюдателя.

Что такое светодиоды?

Светоизлучающий диод (LED) представляет собой полупроводниковый диод с PN-переходом, который излучает фотоны при прямом смещении. Светоизлучающий эффект называется инжекционной электролюминесценцией и возникает, когда неосновные носители рекомбинируют с носителями противоположного типа в запрещенной зоне диода. Длина волны излучаемого света зависит главным образом от используемых полупроводниковых материалов, поскольку ширина запрещенной зоны зависит от полупроводника. Не все инжектированные неосновные носители рекомбинируют излучаемым образом даже в идеальном кристалле; безызлучательная рекомбинация, происходящая на дефектах и ​​дислокациях в, казалось бы, идентичных диодах, может приводить к большим вариациям полезного излучения. На практике это означает, что произведенные партии светодиодов сортируются и классифицируются для согласования интенсивности.

Светодиоды обрабатываются в виде пластин, аналогичных кремниевым интегральным схемам, и разбиваются на кубики. Размер кристалла для светодиодов видимого диапазона обычно находится в диапазоне от 0,18 до 0,36 мм (, рис. 3, ). Инфракрасные (ИК) светодиоды могут быть больше, чтобы выдерживать пиковую мощность, а мощные светодиоды для освещения еще больше.

Рис. 3. Типовой кристалл GaP-светодиода.

Простейшим комплектным светодиодным продуктом является лампа или индикатор. Базовая структура светодиодного индикатора состоит из кристалла, выводной рамки, в которой фактически размещен кристалл, и герметизирующей эпоксидной смолы, которая окружает и защищает кристалл и рассеивает свет (9). 0027 Рисунок 4 ). Матрица приклеена проводящей эпоксидной смолой к углублению в одной половине выводной рамки, которое из-за своей формы называется наковальней. Углубление в наковальне имеет форму, позволяющую проецировать излучаемый свет вперед. Верхний контакт матрицы соединен проволокой с другой клеммой выводной рамы, стойкой.

Рис. 4. Типовой светодиодный индикатор и разрез, показывающий конструкцию.

Механическая конструкция светодиодной лампы определяет дисперсию или форму излучаемого света. Узкий излучаемый узор ( Рисунок 5 ) будет казаться очень ярким при просмотре по оси, но угол обзора не будет очень широким. Тот же светодиодный кристалл может быть установлен, чтобы обеспечить более широкий угол обзора, но интенсивность на оси будет уменьшена. Этот компромисс присущ всем светодиодным индикаторам, и его можно легко игнорировать. Светодиоды высокой яркости с углом обзора от 15° до 30° — хороший выбор для информационного табло непосредственно перед оператором; для широкого указателя поворота или автомобильной приборной панели может потребоваться угол до 120°.

Рисунок 5. Диаграмма направленности узкого светодиодного индикатора.

Конструкция светодиодного цифрового и буквенно-цифрового дисплея

Знакомая 7-сегментная цифра на цифровом дисплее на самом деле страдает от неправильного названия, поскольку почти всегда есть 8-й сегмент для десятичной точки (DP). Менее знакомые буквенно-цифровые дисплеи «звездообразные» аналогично называются 14-сегментными и 16-сегментными цифрами, опять же, игнорируя DP. Дисплеи Starburst обеспечивают экономичный способ отображения полного 26-символьного латинского алфавита в верхнем регистре, а также цифр от 0 до 9.. Разница между 14-сегментным и 16-сегментным типами цифр заключается в том, что верхняя и нижняя полоса разделены на 16-сегментную цифру, что улучшает внешний вид некоторых символов ( Рисунок 6 ).

Рис. 6. 7-сегментный, 14-сегментный, 16-сегментный и матричный типы цифр 5 x 7.

Матрица 5 x 7 еще более универсальна, она способна отображать латинский алфавит как в верхнем, так и в нижнем регистре, а также широкий спектр символов. Разница в качестве отображения показана на Рисунок 7 , на котором сравниваются символы, отображаемые с использованием матричной карты шрифтов 5 x 7 драйвера дисплея Maxim MAX6952/MAX6953, с символами, отображаемыми с использованием идентичной карты шрифтов драйвера дисплея Maxim MAX6954/MAX6955 starburst. Матрица 5 x 7 не подходит для символов CJK (китайско-японско-корейский), а размер шрифта 12 x 12 часто указывается как минимальное разрешение.

Рис. 7. Сравнение символов матрицы 5 x 7 и звездообразования.

Большинство светодиодных цифровых и буквенно-цифровых дисплеев на самом деле представляют собой гибриды, устанавливающие несколько светодиодных чипов в корпусе. Некоторые очень маленькие цифры дисплея (например, дисплеи калькулятора с «пузырьком», популярные в 1970-х годах) являются монолитными. Будь то числовой или буквенно-цифровой дисплей, форма каждого сегмента определяется отражателем и световодом, установленным вокруг кристалла светодиода, а не самим кристаллом. В небольших дисплеях используется один кристалл на сегмент дисплея, в то время как в больших дисплеях может использоваться два или более кубика на сегмент для эффективного распределения света и отображения достаточно равномерной интенсивности по всему сегменту.

В процессе производства микросхемы монтируются либо на выводной рамке, либо на печатной плате и соединяются проволокой по схеме межсоединений. Кристаллы монтируются с помощью токопроводящей пасты, поскольку подложка кристалла образует одно из двух диодных соединений (, рис. 8, ). Схема соединения обычно соединяет соединения анода или катода со светодиодным чипом вместе, чтобы уменьшить количество контактов, необходимых для цифры. В результате дисплеи относятся к типам CA (общий анод) или CC (общий катод), а драйверы дисплеев на интегральных схемах определяют тот или иной тип ( Рисунок 9 ).

Рис. 8. Монтаж кристалла светодиода для формирования цифрового сегмента.

Рис. 9. Типы светодиодов с общим анодом и общим катодом.

Метод изготовления выводной рамки аналогичен тому, который используется для изготовления интегральных схем. Каркас обычно представляет собой протравленную посеребренную сталь, обеспечивающую хорошую теплопроводность и отражение света. Канал рефлектора, образующий световод для каждого сегмента, заполняется эпоксидной смолой во время строительства, и эпоксидная смола обеспечивает механическую прочность и защиту дисплея от окружающей среды.

В менее затратном методе строительства вместо выводной рамки используется подложка типа печатной платы. Дисплеи, построенные таким образом, часто называют «стержневыми», потому что этот метод обычно используется для создания многоразрядных дисплеев, например, 4-разрядных светодиодов часов. Каркасная конструкция позволяет изготавливать дисплей без заливки эпоксидной смолой, что снижает затраты, но делает дисплей восприимчивым к порче из-за загрязнения.

Электрические и оптические характеристики светодиодов

Электрические характеристики светодиодов аналогичны другим полупроводниковым диодам. Прямое напряжение выше и различается для разных материалов, используемых для разных цветов ( Рисунок 10 ). Прямое напряжение увеличивается с током и падает с температурой примерно на 2 мВ/°C. Более того, как и все полупроводники, светодиоды должны иметь пониженные характеристики при более высоких рабочих температурах.

Рис. 10. Прямое напряжение светодиода зависит от цвета и силы тока.

Оптические характеристики светодиода существенно зависят от температуры. Во-первых, количество света, излучаемого светодиодной лампой, падает по мере повышения температуры перехода. Это происходит из-за увеличения рекомбинации дырок и электронов, которые не вносят никакого вклада в излучение света. Кроме того, излучаемая длина волны изменяется с температурой, главным образом потому, что ширина запрещенной зоны полупроводника изменяется с температурой.

Ведущие светодиоды — статический привод и мультиплексный привод

Самый простой способ управлять несколькими светодиодами, например сегментами цифр дисплея, — это управлять каждым светодиодом отдельно с помощью резистора или источника тока, устанавливающего прямой ток. Этот метод называется статическим приводом, потому что ток светодиода непрерывен. Статическое управление полезно, когда управляется относительно небольшое количество светодиодов, с разумным ограничением около двух 7-сегментных цифр. Высокоэффективные светодиоды можно довести до высокой яркости при токе 2 мА, который доступен на выходных портах большинства микроконтроллеров.

При управлении большим количеством сегментов статический привод требует большего количества выходов привода, по 1 на светодиод. Мультиплексный или импульсный привод сокращает количество подключений привода, стробируя только небольшое количество сегментов (обычно целую цифру) за раз. Стробирование выполняется с достаточно высокой частотой повторения, чтобы глаз воспринимал непрерывное освещение. Однако светодиодам требуется более высокий ток, чтобы компенсировать уменьшенный рабочий цикл.

Преимущество импульсного привода состоит в том, что человеческий глаз ведет себя как частично интегрирующий и частично пиковый фотометр. В результате глаз воспринимает быстро пульсирующий свет где-то между пиковой и средней яркостью. Это означает, что импульс света высокой интенсивности с низким рабочим циклом выглядит ярче, чем сигнал постоянного тока, равный среднему значению импульсного сигнала. Таким образом, преимуществом мультиплексной работы является улучшение интенсивности отображения при заданном среднем энергопотреблении.

КПД светодиода обычно повышается при прямом токе, при постоянной температуре перехода. Тем не менее, это не всегда так. Спецификации светодиодов следует тщательно изучить (и сравнить) при выборе оптимального пикового тока (, рис. 11, ). Умножение часто может обеспечить в 1,5 раза больший световой поток от среднего тока возбуждения цикла по сравнению с эквивалентным уровнем постоянного тока.

Рис. 11. Световой поток светодиода в зависимости от силы тока.

По мере увеличения тока возбуждения светодиода для мультиплексирования внутренняя температура внутри светодиода также увеличивается. Существует точка, в которой повышение температуры вызывает падение эффективности преобразования фотонов, что, в свою очередь, сводит на нет эффект повышенной плотности тока через переход. В этот момент увеличение управляющих токов может привести к небольшому увеличению, отсутствию изменений или даже уменьшению светоотдачи светодиодного чипа.

В стандартном соединении для мультиплексирования светодиодных цифр используется отдельный контакт для соединения с общим катодом каждой цифры, в то время как аноды соединены вместе для всех цифр ( Рисунок 12 ). Необходимое количество соединений — одно для каждой используемой цифры плюс одно для каждого сегмента внутри цифры. Более эффективная по выводам схема основана на том факте, что во время операции мультиплексирования фактически используется только один выход цифрового привода. Заставив управляющие штифты светодиода работать попеременно между цифрами и сегментами, можно использовать n штифтов для управления n цифрами, каждая из которых содержит n-1 сегментов. Драйвер светодиодов Maxim MAX6951 использует эту технику для управления восемью цифрами всего с девятью контактами (9).0027 Рисунок 13 ).

Более подробное изображение
Рисунок 12. Стандартные подключения для мультиплексирования.

Более подробное изображение
Рис. 13. Мультиплексирование с уменьшенным количеством выводов, соединения MAX6951.

Срок службы светодиодов

Светодиоды имеют MTBF (среднее время наработки на отказ), как правило, в диапазоне от 100 000 до более 1 000 000 часов. Это большое время для непрерывной работы, учитывая, что год равен 8760 или 8784 часам. На практике полезной мерой срока службы светодиода является его период полураспада; считается, что срок службы светодиода истек, когда светоотдача падает до половины исходной.

Когда ток протекает через переход светодиода, он протекает неравномерно, что приводит к небольшой разнице температур внутри чипа. Эти перепады температур оказывают давление на решетку, вызывая появление мельчайших трещин. Эти дефекты решетки накапливаются по мере использования и снижают эффективность преобразования фотонов чипа, тем самым снижая светоотдачу. Скорость износа зависит от материала светодиода, температуры, влажности и прямого тока.

Синие и белые светодиоды

По сути, существует две технологии получения белого света светодиодами. Один из способов состоит в том, чтобы установить красный, зеленый и синий кристалл очень близко друг к другу внутри корпуса и смешать выходные световые потоки в правильных пропорциях, чтобы получить то, что человеческий глаз воспринимает как белый свет. Игнорируя технические проблемы установки правильных уровней привода светодиодов, проблема с этим подходом заключается в стоимости трех кубиков. Тем не менее, трехцветные светодиоды популярны для подсветки ЖК-дисплеев в потребительских приложениях, поскольку пользователь может установить цвет подсветки на любой желаемый оттенок.

Самый экономичный подход, впервые предложенный Nichia®, включает использование люминофора с синим светодиодом, который поглощает часть синего света и флуоресцирует вторым цветом для достижения почти белого света. Некоторые ранние белые светодиоды, использующие эту технику, имели заметный синий оттенок, но самые последние разработки превосходны и их можно увидеть в полноцветных КПК и сотовых телефонах.

Еще в 2000 году белые светодиоды обычно имели прямое падение напряжения от 4 до 4,2 В. Это потребовало от разработчиков сотовых телефонов включения повышающего стабилизатора постоянного тока для увеличения напряжения Li+ батареи (обычно 3,6 В) для управления светодиодами. В настоящее время белые светодиоды производятся с прямым падением напряжения всего от 3 до 3,1 В. Это позволяет разработчикам сотовых телефонов управлять светодиодами непосредственно от аккумулятора для подсветки.

Последние применения светодиодов

Процессы производства светодиодов быстро изменились в 1980-х годах с появлением высокоэффективных GaAlAs и сверхэффективных светодиодов InGaAlP (, таблица 2, ). Квантовая эффективность светодиодов значительно увеличилась. Стали доступны все основные цвета (RGB) с такой же или лучшей надежностью, как и у других технологий отображения. Светодиоды для поверхностного монтажа теперь доступны в одноцветном (включая белый), двухцветном (обычно красный и зеленый) и трехцветном форматах ( Рисунок 15 ). Эти высокоэффективные и сверхъяркие светодиоды разрабатываются для подсветки ЖК-панелей, панелей оборудования и внутренних досок объявлений. Светодиоды также разрабатываются в качестве источника света для вспышек камер мобильных телефонов.

Светодиоды все чаще используются для уличных информационных досок вместо ламп накаливания с фильтрами. Они группируются достаточно близко друг к другу, так что световые потоки сливаются, образуя квадратный пиксель размером обычно 25 мм ( рис. 14 ). Эти доски объявлений или таблички с переменными сообщениями используются для рекламных дисплеев и дорожных знаков. Такие компании, как Daktronics? внедряют светодиоды в дисплеи стадионов и рекламные вывески. Кроме того, светодиоды разрабатываются для создания выдвижных/прокручивающихся знаков сообщений, «топперов» для игровых автоматов и знаков с прогрессивным дисплеем для игровых казино.

Еще одним быстрорастущим рынком является замена светофоров. Лампы накаливания потребляют от 75 Вт до 150 Вт в зависимости от размера (20 см или 30 см) и цвета (из-за различий в коэффициентах пропускания используемых красных, зеленых и оранжевых фильтров). Светодиодные светофоры потребляют от 7 Вт до 15 Вт, и их можно заменять каждые пять лет, а не каждые шесть месяцев, как лампы накаливания. Светодиодные светофоры сэкономят городам деньги, время и рабочую силу, необходимую для перекрытия полос движения для замены ламп накаливания.

Таблица 2. Светодиодные процессы

Светоизлучающий слой	Хронология	Комментарии
GaAsP (фосфид арсенида галлия)	1960-е	Оригинальный низкоэффективный красный цвет с использованием жидкофазной эпитаксии
GaP (фосфид галлия)	1970-е	Высокоэффективный красный
GaA|As (арсенид алюминия-галлия)	1980-е	Одинарная и двойная гетероструктуры, обработанные методом газофазной эпитаксии, повышают эффективность
InGaA|P (фосфид индия-галлия-алюминия)	1990-е	Металлоорганическая эпитаксия в паровой фазе
InGaN (нитрид индия-галлия)	2000-е	Ультраяркий зеленый и синий

Рис. 14. Пиксельный светодиодный кластер для уличных досок объявлений.

Рис. 15. Светодиоды поверхностного монтажа от Everlight™.

Будущие области применения светодиодов

Современные сверхъяркие светодиоды превосходят по светоотдаче лампы накаливания и галогенные лампы, и на них не распространяются требования по техническому обслуживанию (срок службы в лучшем случае несколько тысяч часов), связанные с лампами накаливания. 100-ваттные лампы накаливания обычно производят от 15 до 20 люмен/ватт. Сверхъяркие белые светодиоды в настоящее время производят от 20 до 60 люмен/ватт. Такие компании, как Nichia и Lumileds, разрабатывают сверхъяркие светодиоды, способные обеспечить более равномерное освещение в таких стилях, как теплый белый, холодный белый и коммерческий белый. Для этих светодиодов существует множество применений: замена люминесцентных ламп, домашнее освещение, автомобильные фары и освещение купола, подсветка телевизоров и фонарики, и это лишь некоторые из них.

Стандартные люминесцентные лампы обычно излучают 80 люмен/ватт. Поскольку эти сверхъяркие светодиоды приближаются к этому уровню мощности, они рассчитывают заменить люминесцентные лампы в офисах по всему миру в какой-то момент в будущем. Эти сверхъяркие светодиоды меньше загрязняют окружающую среду и имеют гораздо более длительный срок службы, чем люминесцентные лампы.

Светодиоды легко диммируются с помощью ШИМ и других методов. Целью разработчиков светодиодного процесса является создание белого светодиода очень высокой яркости, достаточно экономичного для бытового освещения. Гостиницы и фабрики проявляют интерес к высокоэффективным лампам с длительным сроком службы из-за стоимости электроэнергии и трудозатрат на замену ламп.

Органические светодиоды (OLED), вероятно, будут использоваться в других областях: мобильные телефоны, телевизоры с большим экраном, мониторы для ноутбуков, автомобильные навигационные системы и рекламные щиты. OLED-дисплеи обеспечивают более яркое изображение, позволяя клиентам видеть экран своего мобильного телефона или ноутбука под прямыми солнечными лучами. Высокая яркость достигается при низких напряжениях питания и плотности тока.

Сравнение технологий отображения

Сравнение технологий отображения см. в примечаниях по применению 119.3, «Сравнение электронных дисплеев».

Аналогичная версия этой статьи появилась в октябрьском выпуске журнала Elektronik Industrie за 2002 г.

BCD в 7-сегментный декодер светодиодного дисплея. Принципиальная схема и работа

Краткое описание

Введение

Чаще всего семисегментные дисплеи используются для отображения цифр в цифровых часах, калькуляторах, часах, измерительных приборах и цифровых счетчиках и т. д. , LCD и светодиодные сегменты обеспечивают вывод на дисплей числовых чисел и символов.

[адсенс1]

Однако для отображения символов и чисел (для получения десятичного считывания) чаще всего используются семисегментные дисплеи. В основном эти дисплеи управляются выходными каскадами цифровых ИС (для которых должна выполняться визуальная индикация выходных каскадов), таких как защелки и декадные счетчики и т. д.

Но эти выходы имеют форму 4-битного двоичного кодированный десятичный код (BCD) и не подходит для непосредственного управления семисегментными дисплеями .

Декодер дисплея используется для преобразования двоично-десятичного или двоичного кода в 7-сегментный код. Обычно он имеет 4 строки ввода и 7 строк вывода. Здесь мы разрабатываем простую схему декодера дисплея с использованием логических вентилей.

Несмотря на то, что доступны коммерческие декодеры BCD в 7 сегментов, разработка декодера дисплея с использованием логических вентилей может оказаться выгодной как с экономической, так и с точки зрения знаний.

Вернуться к началу

Принцип работы схемы декодера дисплея

Основная идея заключается в управлении 7-сегментным светодиодным дисплеем с общим катодом с использованием комбинационной логической схемы. Логическая схема имеет 4 входа и 7 выходов, каждый из которых представляет собой вход для ИС дисплея. Используя карту Карноу, разработана логическая схема для каждого входа дисплея.

Связанный пост: Индикатор уровня воды с использованием микроконтроллера AVR

Теория схемы:

Первым и главным аспектом этой схемы является декодер. Декодер представляет собой комбинационную схему, которая используется для преобразования двоичного или двоично-десятичного числа в соответствующее десятичное число. Это может быть простой двоично-десятичный декодер или двоично-десятичный декодер в 7-сегментный.

[адсенс2]

Другим важным разделом является комбинационная логическая схема. Комбинационная логическая схема представляет собой систему логических вентилей, состоящую только из выходов и входов. Выход комбинационной логической схемы зависит только от текущего состояния входов и больше ни от чего. Лучшими примерами таких схем являются кодировщики и декодеры, мультиплексоры и демультиплексоры, сумматоры, вычитатели и т. д.

Чтобы понять конструкцию и работу этих логических схем, необходимо хорошо знать булеву алгебру и логические элементы. Например, необходимо соблюдать несколько основных правил булевой алгебры: дополнительный закон, ассоциативный закон, закон Де-Моргана и т. д.

7-сегментный светодиодный дисплей состоит из 8 светодиодов таким образом, что либо все аноды являются общими, либо катоды являются общими. 7-сегментный дисплей с общим катодом состоит из 8 контактов — 7 входных контактов, помеченных от «a» до «g», и 8 ^-го -го контакта в качестве общего контакта заземления.

Вернуться к началу

Схема декодера 7-сегментного дисплея

Этап 1: Первый этап проектирования включает анализ 7-сегментного дисплея с общим катодом. 7-сегментный дисплей состоит из расположения светодиодов в форме буквы «Н». Таблица истинности строится с комбинацией входных данных для каждого десятичного числа. Например, десятичное число 1 будет командовать комбинацией b и c (см. диаграмму, приведенную ниже).

7-сегментный светодиодный индикатор

Ссылка на ресурс изображения: www.thelearningpit.com

Шаг 2: Второй шаг включает построение таблицы истинности, содержащей список 7 входных сигналов дисплея, десятичное число и соответствующие 4-значные двоичные числа.

Таблица истинности конструкции декодера зависит от типа 7-сегментного дисплея. Как мы упоминали выше, для семисегментного дисплея с обычным катодом выход декодера или драйвера сегмента должен иметь активный высокий уровень, чтобы сегмент светился.

На рисунке ниже показана таблица истинности двоично-десятичного декодера для семисегментного декодера с дисплеем с общим катодом. В таблице истинности есть 7 различных выходных столбцов, соответствующих каждому из 7 сегментов.

Предположим, что столбец для сегмента a показывает различные комбинации, для которых он должен быть освещен. Таким образом, ‘a’ активен для цифр 0, 2, 3, 5, 6, 7, 8 и 9. 0003

a = F1 (A, B, C, D) = ∑m (0, 2, 3, 5, 7, 8, 9)

b = F2 (A, B, C, D) = ∑m ( 0, 1, 2, 3, 4, 7, 8, 9)

c = F3 (A, B, C, D) = ∑m (0, 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)

d = F4 (A, B, C, D) = ∑m (0, 2, 3, 5, 6, 8)

e = F5 (A, B, C, D) = ∑m ( 0, 2, 6, 8)

f = F6 (A, B, C, D) = ∑m (0, 4, 5, 6, 8, 9)

g = F7 (A, B, C, D) = ∑m (2, 3, 4, 5, 6, 8, 9)

Шаг 3: Третий шаг включает построение карты Карно для каждого выходного члена, а затем их упрощение для получения логической комбинации входных данных. для каждого выхода.

Упрощение K-карты

На рисунках ниже показано упрощение k-карты для семисегментного декодера с общим катодом для разработки комбинационной схемы.

 

Из приведенного выше упрощения мы получаем выходные значения как

. После выполнения задачи можно нарисовать комбинационную логическую схему, используя 4 входа (A, B, C, D) и 7-сегментный дисплей (a, b, c, d, e, f, g) в качестве вывода.

 

Вернуться к началу

Работа схемы декодера дисплея

Работа схемы может быть понята с помощью самой таблицы истинности. Когда все входы подключены к логике низкого уровня, выход схемы комбинационной логики будет таким, чтобы все выходные светодиоды, кроме «g», включались в проводимость. Таким образом, будет отображаться число 0. Аналогичная операция будет иметь место для всех других комбинаций входных переключателей.

Примечание. Также читайте интересный пост — Схемы мигания светодиодов

Практически 7-сегментные декодеры BCD доступны в виде интегральных схем, таких как 74LS47. Помимо обычных 4 входных контактов и 7 выходных контактов, он состоит из тестового контакта лампы, используемого для тестирования сегментов, входного контакта гашения пульсаций, используемого для гашения нулей в системах с несколькими дисплеями, выходного контакта гашения пульсаций, используемого для каскадных целей, и входного контакта гашения.