S ovim pristupom, samo 2 Arduino digitalna izlaza koriste se za izlaz broja s bilo kojim brojem znamenki.
Na primjer, na indikatorima ćemo prikazati broj sekundi koji su prošli od početka rada.
Izvorne komponente
Princip rada
Indikator od sedam segmenata samo je skup običnih LED dioda u jednom paketu. Samo što su obrubljene osmicom i imaju oblik štapića. Možete ga spojiti izravno na Arduino, ali tada će biti zauzeto 7 pinova, a program će morati implementirati algoritam za pretvaranje broja iz binarnog prikaza u signale koji odgovaraju "fontu kalkulatora".
Kako bi se ovaj zadatak pojednostavio, postoji pokretač od 7 segmenata. Ovo je jednostavan čip s unutarnjim brojačem. Ima 7 izlaza za spajanje svih segmenata (a, b, c, d, e, f, g pinovi), pin za vraćanje brojača na 0 (reset pin) i pin za povećanje vrijednosti za jedan (clock pin) . Vrijednost internog brojača se pretvara u signale (uključeno / isključeno) uključeno kontakti a-g tako da vidimo odgovarajući arapski broj.
Postoji još jedan izlaz na mikrokrugu, označen kao "÷10". Njegova vrijednost je LOW cijelo vrijeme, osim u trenutku preljeva, kada je vrijednost brojača 9, te se povećava za jedan. U ovom slučaju, vrijednost brojača ponovno postaje 0, ali izlaz "÷10" postaje VISOK do sljedećeg povećanja. Može se spojiti na clock pin drugog drivera i tako dobiti brojač za dvoznamenkaste brojeve. Nastavljajući ovaj lanac, možete ispisivati proizvoljno duge brojeve.
Mikrokrug može raditi na frekvenciji do 16 MHz, tj. uhvatit će promjene na pinu sata čak i ako se dogode 16 milijuna puta u sekundi. Arduino radi na istoj frekvenciji, a to je zgodno: da biste ispisali određeni broj, dovoljno je resetirati brojač na 0 i brzo povećati vrijednost za jedan na navedenu. Nije uočljivo oku.
Veza
Prvo, instalirajmo indikatore i upravljačke programe na matičnu ploču. Svi oni imaju noge s obje strane, stoga, kako ne bi došlo do kratkog spoja suprotnih kontakata, potrebno je ove komponente postaviti preko središnjeg utora matične ploče. Utor dijeli matičnu ploču na 2 nepovezane polovice.
16 - na tračnicu za napajanje: ovo je snaga za mikrokrug
2 "onemogući sat" - na uzemljenu tračnicu: ne koristimo je
3 "omogući prikaz" - na tračnicu napajanja: ovo je snaga za indikator
8 "0V" - na tračnicu uzemljenja: ovo je zajedničko uzemljenje
1 "sat" - kroz pull-down otpornik na masu. Kasnije ćemo spojiti signal iz Arduina na ovaj pin. Prisutnost otpornika je korisna kako bi se izbjeglo lažno okidanje zbog okolne buke dok ulaz nije povezan ni s čim. Prikladna vrijednost je 10 kOhm. Kada spojimo ovaj pin na Arduino izlaz, otpornik neće igrati ulogu: signal će povući mikrokontroler na masu. Stoga, ako znate da će upravljački program uvijek biti povezan s Arduinom tijekom rada, uopće ne možete koristiti otpornik.
Ostavimo 15 "reset" i 5 "÷10" nepovezanih za sada, ali imajte na umu - trebat će nam u budućnosti
Pinovi 3 i 8 označeni su kao "katoda" na indikatoru, zajednički su svim segmentima i moraju biti izravno spojeni na zajedničko uzemljenje.
Nakon toga slijedi najmukotrpniji rad: povezivanje izlaza mikro kruga s odgovarajućim anodama indikatora. Potrebno ih je spojiti preko otpornika koji ograničavaju struju poput običnih LED dioda. Inače će struja u ovom dijelu kruga biti veća od normalne, a to može dovesti do kvara indikatora ili mikro kruga. 220 ohma je u redu.
Potrebno je spojiti usporedbom pinout mikro kruga (izlazi a-g) i pinout indikatora (ulazi a-g)
Ponovite postupak za drugu znamenku
Sada se sjetite kontakta za "resetiranje": moramo ih spojiti zajedno i povući na masu kroz otpornik koji se spušta. Kasnije ćemo im donijeti signal s Arduina kako bi mogao resetirati cjelokupnu vrijednost u oba drajvera.
Također ćemo dati signal s “÷10” od desnog drajvera do “satnog” ulaza lijevog. Na taj način dobivamo sklop koji može prikazati brojeve s dvije znamenke.
Vrijedno je napomenuti da se "sat" lijevog drajvera ne smije povlačiti na masu pomoću otpornika, kao što je učinjeno za desni: njegov spoj na "÷10" će sam po sebi učiniti signal stabilnim, a povlačenjem na tlo može samo poremetiti stabilnost prijenosa signala.
Željezo je spremno, ostaje implementirati jednostavan program.
Programiranje
7segment.pde #define CLOCK_PIN 2 #define RESET_PIN 3 /* * Funkcija resetNumber resetira trenutnu vrijednost * na brojaču */ void resetnumber() ( // Za resetiranje na trenutak, stavite kontakt // resetiraj na VISOKO i natrag na NISKO digitalWrite(RESET_PIN, HIGH) ; digitalWrite(RESET_PIN, LOW) ; ) /* * Funkcija showNumber postavlja očitanja indikatora * na zadani nenegativan broj `n`, bez obzira * na prethodnu vrijednost */ void showNumber(int n) ( // Prije svega, resetirajte trenutnu vrijednost poništiBroj() ; // Zatim brzo "kliknite" brojač na željeno// vrijednosti dok (n-- ) ( digitalWrite(CLOCK_PIN, HIGH) ; digitalWrite(CLOCK_PIN, LOW) ; ) ) void setup() ( pinMode(RESET_PIN, OUTPUT) ; pinMode(CLOCK_PIN, OUTPUT) ; // Resetiramo brojač na početku tako da ne ispadne da jest // u slučajnom stanju poništiBroj() ; ) void petlja() ( // Dobivanje broja sekundi u djelomičnoj minuti // od trenutka pokretanja i prikazati ga na indikatorima prikažiBroj((milis() / 1000 ) % 60 ) ; kašnjenje (1000) ; )
Proizlaziti
Spojimo pin 2 iz Arduina na pin sata mlađeg (desnog) vozača, pin 3 - na opće resetiranje upravljačkih programa; uzgajamo hranu; uključite - radi!
Malo teorije
Vjerojatno nema potrebe govoriti što su 7-segmentni indikatori. Kako je teško zamisliti područje tehnologije u kojem se ne primjenjuju. Sukladno tome, napisano je mnogo članaka o njihovoj vezi, ali ja ću ipak pokušati napisati svoj :)
Dakle: što je 7-segmentni indikator?
Okrenimo se Wikipediji: "Indikator sa sedam segmenata je uređaj za prikaz digitalnih informacija. Ovo je najjednostavnija implementacija indikatora koji može prikazati arapske brojeve.
Sedmosegmentni indikator, kao što mu i samo ime kaže, sastoji se od sedam elemenata (segmenata) prikaza koji se zasebno pale i gase. Uključivanjem u različite kombinacije možete od njih napraviti pojednostavljene slike arapskih brojeva. Često se sedmosegmentni indikatori izrađuju u kurzivu.
Segmenti su označeni slovima od A do G; osmi segment je decimalna točka (DP), dizajnirana za prikaz frakcijskih brojeva.
Zapravo, ovaj indikator je 8 LED dioda smještenih na ploči na određeni način.
Sukladno tome, najjednostavniji prekidački krug je spojiti svih 8 nogu na izlaze mikrokontrolera (mikrokrug - dekoder) preko balastnih otpornika i primijeniti ili "+" (za indikatore sa zajedničkom anodom) ili "-" (za indikatore sa zajedničkom anodom). common cathode) na zajedničku žicu.
Primjer povezivanja indikatora sa zajedničkom anodom za Lancer automatski mjenjač na krugu indikacije stupnjeva prijenosa prikazan je u nastavku
Ali što ako trebate prikazati ne 1 znamenku, već 2,3,4 ili više?
I tu ljudska psiha dolazi u pomoć. Ako se mozgu pokaže nekoliko slika koje se brzo mijenjaju, on će ih, bez vremena da obradi svaku pojedinačno, "spojiti". Taj je princip bio temelj animacije. Oni. za izlaz nekoliko znamenki (nekoliko znamenki), trebate spojiti na mikrokontroler ne samo žice segmenata, već i zajedničke žice svake od znamenki. Zatim, kako biste ispisali prvu znamenku (opet, za krug sa zajedničkom anodom), trebate primijeniti "+" samo na zajedničku žicu prve znamenke i "-" na potrebne žice segmenata. Zadržite sliku 2-3 milisekunde, prijeđite na drugi bit i učinite isto s njim, zatim prijeđite na treće (četvrto itd.) polje ili se vratite na prvo. Čineći sve to dovoljno brzo, dobit ćemo jednu sliku u mozgu, gdje svi ispusti gore u isto vrijeme. Za krug sa zajedničkom katodom, morate okrenuti "-".
Usput, tranzistori u ovom krugu su opcionalni - možete spojiti izlaze indikatora izravno na izlaze mikrokontrolera, a zatim ne primijeniti napon na njih (pinovi 8-10 ovog kruga), već "privući uzemljenje" izlazom "niskog" napona na njih ili, jednostavno govoreći, 0 "visoki" napon (ili 1) se primjenjuje na zajedničke priključke pražnjenja, što ne bi trebalo biti ovaj trenutak spaliti.
Više detalja o ovoj metodi povezivanja napisano je ovdje - arduino-kit.com.ua/instru…-indikator-i-arduino.html
Što je "byaka" ove sheme? A činjenica je da za ispis, na primjer, troznamenkastog broja, trebate koristiti 11 pinova mikrokontrolera, a 7 od njih, kako ne bi napuhali program, moraju se odnositi na jedan port.
Sve je to dobro, ali npr. Attiny2313 ima samo port B na kojem "vise" oba ulaza analognog komparatora.
I ovdje u pomoć dolaze posebni vozači.
Najčešće korišteni upravljački programi su MAX7219 i MAX7221 kojima upravlja SPI. Materijal o radu s ovim vozačima objavljen nedavno serdgos ovdje -. Stoga, neću ponavljati - tko želi može pročitati. Ovi upravljački programi omogućuju vam smanjenje broja uključenih izlaza, ali opet zahtijevaju korištenje dodatne biblioteke i "vezani" su za strogo definirane pinove mikrokontrolera. Postoje li "hardcore" rješenja? Ispada da postoji CD4026 drajver.
Opis vozača
Čip CD4026 dizajniran je za kontrolu 7-segmentnih indikatora i brojač je do deset s ugrađenim registrom pomaka.
Brojač se povećava svaki put kada pin "sata" prijeđe HIGH (na rastućem rubu). Izlazi a-g postaju VISOKI prema vrijednosti brojača i prikazuju svoju vrijednost kao arapski broj kada je spojen 7-segmentni zaslon sa zajedničkom katodom.
Pin za "resetiranje" općenito treba povući na masu. Kada postane VISOKO, brojač se vraća na nulu.
Pin "onemogući sat" bi također trebao biti povučen na masu općenito. Dok je VISOK, signali na pinu "sata" se ignoriraju.
Kontakt "omogući prikaz" mora biti pod naponom. Inače će izlazi a-g biti postavljeni na LOW. Kontakt "enable out" vraća svoju vrijednost s malim kašnjenjem.
Kontakt "÷10" (označen kao h u tablici) prihvaća HIGH za vrijednosti 0-4 i LOW za 5-9. Njegov se izlaz može poslati na ulaz "sata" sljedećeg 7-segmentnog pokretača kako bi se organizirao brojač višeznamenkastih brojeva.
Pin "not 2" je LOW ako i samo ako je vrijednost brojača 2. Inače je VISOKA.
Radni napon napajanja: 3-15 V.
Izvor signala bio je Arduino Pro Micro s uključenim pinovima
Pin2 Izlaz brojača
Pin3 Resetiraj brojač
Pin4 Pražnjenje 1 veza
Pin6 Discharge 2 priključak
Pin9 Ispusni priključak 3
Nisam spojio točku, jer je sada nepotrebno, ali princip povezivanja je isti.
Program
Budući da je Arduino uključen. tada se odgovarajući jezik modificira pomoću C-a.
Program štoperice, koja broji sekunde od trenutka uključivanja, "brzinski" je ubačen radi provjere rada, pa je malo nespretno - sorry.
#define CLOCK_PIN 2
#define RESET_PIN 3
#define DIGIT_1PIN 4
#define DIGIT_2PIN 6
#define DIGIT_3PIN 9
void resetnumber()
{
// Za resetiranje na trenutak, stavite kontakt
// resetiraj na VISOKO i natrag na NISKO
digitalWrite(RESET_PIN, HIGH);
digitalWrite(RESET_PIN, LOW);
digitalWrite(DIGIT_1PIN, VISOKI);
digitalWrite(DIGIT_2PIN, VISOKI);
digitalWrite(DIGIT_3PIN, VISOKI);
}
void showNumber(float t)
(int n;
// Prije svega, resetirajte trenutnu vrijednost
poništiBroj();
// Ispis prve znamenke
digitalWrite(DIGIT_1PIN, LOW);
n=int(t-int(t/10)*10);
// vrijednosti
dok (n--) (
digitalWrite(CLOCK_PIN, LOW);
}
kašnjenje(2);
// Ponovno postavi brojač
poništiBroj();
// Izlaz drugog bita
digitalWrite(DIGIT_2PIN, LOW);
n=int(t/10-int(t/100)*10);
// Zatim brzo "kliknite" brojač na željeno
// vrijednosti
dok (n--) (
digitalWrite(CLOCK_PIN, HIGH);
digitalWrite(CLOCK_PIN, LOW);
}
kašnjenje(2);
// Ponovno postavi brojač
poništiBroj();
// Izlaz trećeg bita
digitalWrite(DIGIT_3PIN, LOW);
n=int(t/100);
// Zatim brzo "kliknite" brojač na željeno
// vrijednosti
dok (n--) (
digitalWrite(CLOCK_PIN, HIGH);
digitalWrite(CLOCK_PIN, LOW);
}
kašnjenje(2);
}
void setup()(
pinMode(RESET_PIN, IZLAZ);
pinMode(CLOCK_PIN, IZLAZ);
pinMode(DIGIT_1PIN, IZLAZ);
pinMode(DIGIT_2PIN, IZLAZ);
pinMode(DIGIT_3PIN, IZLAZ);
// Resetiramo brojač na početku tako da ne ispadne da jest
// u slučajnom stanju
poništiBroj();
}
// Glavna petlja
void petlja()
{
prikažiBroj((milis() / 1000));
}
Pa rezultat
I dalje možete smanjiti broj pinova pomoću registara posmaka, ali o tome ćemo posebno :)
1 godina
LED (ili dioda koja emitira svjetlo) je optička dioda koja emitira svjetlosnu energiju u obliku "fotona" kada je usmjerena prema naprijed. U elektronici ovaj proces nazivamo elektroluminiscencija. Boja vidljive svjetlosti koju emitiraju LED diode kreće se od plave do crvene i određena je spektralnom emisijom svjetlosti, koja pak ovisi o raznim nečistoćama koje se dodaju poluvodičkim materijalima tijekom njihove proizvodnje.
LED diode imaju mnoge prednosti u odnosu na tradicionalne svjetiljke i rasvjetna tijela, a možda najvažnija od njih je njihova mala veličina, izdržljivost, različite boje, niska cijena i laka dostupnost, mogućnost jednostavnog povezivanja s raznim drugim elektroničkim komponentama u digitalnim sklopovima.
Ali glavna prednost LED dioda je da se zbog svoje male veličine neke od njih mogu koncentrirati u jednom kompaktnom paketu, tvoreći takozvani indikator od sedam segmenata.
Sedmosegmentni displej sastoji se od sedam LED dioda (otuda i njegov naziv) raspoređenih u pravokutnik, kao što je prikazano na slici. Svaka od sedam LED dioda naziva se segment jer, kada je osvijetljena, segment čini dio znamenke (decimalne ili heksadecimalne). Ponekad se koristi 8. dodatna LED dioda unutar istog paketa. ili je više 7-segmentnih zaslona povezano zajedno da predstavljaju brojevi veći od deset.
Svaki od sedam LED segmenata zaslona povezan je s odgovarajućom pločicom kontaktnog reda, koja se nalazi izravno na pravokutnom plastičnom kućištu indikatora. LED pinovi su označeni oznakama od a do g koje predstavljaju svaki pojedinačni segment. Ostali kontakti LED segmenata su međusobno povezani i čine zajednički izlaz.
Dakle, prednapredak primijenjen na odgovarajuće pinove LED segmenata određenim redoslijedom uzrokovat će svijetljenje nekih segmenata, a ostatak ostati zatamnjen, što vam omogućuje da istaknete željeni znak uzorka brojeva koji će biti prikazan na prikaz. To nam omogućuje da svaku od deset decimalnih znamenki od 0 do 9 prikažemo na 7-segmentnom zaslonu.
Za određivanje vrste 7-segmentnog zaslona općenito se koristi uobičajena igla. Svaka LED dioda zaslona ima dva spojna voda, od kojih se jedan naziva "anoda", a drugi se naziva "katoda". Stoga LED indikator sa sedam segmenata može imati dvije vrste dizajna kruga - sa zajedničkom katodom (OK) i sa zajedničkom anodom (OA).
Razlika između ove dvije vrste zaslona je u tome što su u OK izvedbi katode svih 7 segmenata izravno povezane jedna s drugom, dok su u izvedbi sa zajedničkom anodom (OA) anode svih 7 segmenata međusobno spojene. Obje sheme rade na sljedeći način.
- Zajednička katoda (OK) - međusobno povezane katode svih LED segmenata imaju logičku razinu "0" ili su spojene na zajedničku žicu. Pojedinačni segmenti osvijetljeni su primjenom "visoke" logičke razine ili signala logičke "1" na njihov anodni izlaz kroz ograničavajući otpornik kako bi se stvorila prednaprednost pojedinačnih LED dioda.
- Zajednička anoda (OA) - anode svih LED segmenata su kombinirane i imaju logičku razinu "1". Pojedinačni segmenti indikatora svijetle kada je svaka katoda spojena na masu, logičku "0" ili niskopotencijalni signal preko odgovarajućeg graničnog otpornika.
Općenito, sedmosegmentni indikatori zajedničke anode su popularniji, budući da mnogi logički sklopovi mogu zahtijevati aktualniji nego što napajanje može isporučiti. Također imajte na umu da zaslon sa zajedničkom katodom nije izravna zamjena u krugu za prikaz sa zajedničkom anodom. I obrnuto - to je jednako uključivanju LED dioda u suprotnom smjeru, pa stoga neće doći do emisije svjetla.
Iako se 7-segmentni indikator može smatrati jednim zaslonom, on se još uvijek sastoji od sedam pojedinačnih LED dioda unutar jednog paketa, te kao takve te LED diode treba zaštititi od prekomjerne struje. LED diode emitiraju svjetlost samo kada su usmjerene prema naprijed, a količina svjetlosti koju emitiraju proporcionalna je struji prema naprijed. To znači samo da intenzitet LED-a raste približno linearno s povećanjem struje. Dakle, kako bi se izbjeglo oštećenje LED-a, ova struja mora biti kontrolirana i ograničena na sigurnu vrijednost pomoću vanjskog ograničavajućeg otpornika.
Takvi indikatori od sedam segmenata nazivaju se statički. Njihov značajan nedostatak je veliki broj izlaza u paketu. Da bi se uklonio ovaj nedostatak, koriste se dinamičke upravljačke sheme za indikatore od sedam segmenata.
Sedmosegmentni pokazivač postao je vrlo popularan među radioamaterima jer je jednostavan za korištenje i lako se očitava.
Od pojave radiotehnike i elektronike, povratna informacija elektroničkog uređaja i osobe bila je popraćena raznim signalnim svjetlima, tipkama, prekidačima i zvoncima (signal spremnosti mikrovalne pećnice - ding!). Neki elektronički uređaji daju minimum informacija, jer bi više bilo suvišno. Na primjer, svjetleća LED lampica na vašem punjaču za kineski telefon označava da je punjač spojen na mrežu i da mu je napon. Ali postoje i parametri za koje bi bilo zgodnije dati objektivne informacije. Na primjer, vanjsku temperaturu zraka ili vrijeme na budilici. Da, sve se to može učiniti i sa svjetlećim žaruljama ili LED diodama. Jedan stupanj - jedna goruća dioda ili žarulja. Koliko stupnjeva - toliko indikatora gorenja. Brojanje tih krijesnica je uobičajena stvar, ali opet, koliko će takvih svjetala biti potrebno da pokažu temperaturu do najbliže desetinke stupnja? I općenito, koju će površinu ove LED diode i žarulje zauzeti na elektroničkom uređaju?
A početkom dvadesetog stoljeća, s pojavom elektroničkih cijevi, pojavili su se prvi indikatori plinskog pražnjenja.
Uz pomoć takvih indikatora bilo je moguće prikazati digitalne informacije arapskim brojevima. Prije su se na tim svjetiljkama izrađivale razne indikacije za instrumente i druge elektroničke uređaje. Trenutno se elementi s izbojem u plinu gotovo nigdje ne koriste. Ali retro je uvijek moderan, tako da mnogi radio amateri skupljaju za sebe i svoje voljene prekrasne satove na plinskim pražnjenjima.
Nedostaci svjetiljki s plinskim izbojem - puno jedu. Trajnost je diskutabilna. Na našem se sveučilištu u laboratorijima još uvijek koriste frekvencijski mjerači na plinskim pražnjenicima.
S pojavom LED dioda, situacija se dramatično promijenila. LED same troše malo struje. Ako ih postavite na pravi položaj, možete prikazati apsolutno sve informacije. Da bi se istaknuli svi arapski brojevi, bilo je dovoljno samo nešto sedam (otuda naziv sedmosegmentni indikator) svjetleće LED trake, izložene na određeni način:
gotovo svim takvim sedmosegmentnim indikatorima dodaje se i osmi segment - točka, kako bi se mogla prikazati cijela i razlomačka vrijednost bilo kojeg parametra
u teoriji se dobije indikator od osam segmenata, ali po starinski se zove i indikator od sedam segmenata i tu nema greške.
Ukratko, indikator od sedam segmenata su LED diode raspoređene jedna u odnosu na drugu određenim redoslijedom i zatvorene u jednom kućištu.
Ako uzmemo u obzir shemu jednog indikatora od sedam segmenata, onda izgleda ovako:
Kao što vidimo, indikator od sedam segmenata može biti ili sa zajednička anoda (OA), dakle sa zajednička katoda (OK). Grubo govoreći, ako imamo sedam segmenata sa zajedničkom anodom (OA), tada u krugu moramo objesiti "plus" na ovaj izlaz, a ako sa zajedničkom katodom (OK), onda "minus" ili uzemljenje . Na koji izlaz primijenimo napon, takva LED će svijetliti kod nas. Pokažimo sve ovo u praksi.
Na raspolaganju imamo sljedeće LED indikatore:
Kao što vidimo, sedmosegmentari mogu biti jednoznamenkasti i višeznamenkasti, odnosno dva, tri, četiri sedmosegmentara u jednom paketu. Da bismo provjerili moderni sedam segmenata, dovoljan nam je multimetar s funkcijom kontinuiteta diode. Tražimo opći zaključak - može biti ili OA ili OK - tipkanjem i tada već gledamo performanse svih segmenata indikatora. Provjeravamo troznamenkasti sedam segmenta:
Opanki, jedan segment nam gori, na isti način provjeravamo i ostale segmente.
Ponekad napon na crtiću nije dovoljan za provjeru segmenata indikatora. Stoga uzimamo napajanje, postavljamo ga na 5 volti, spajamo otpornik od 1-2 kiloohma na jedan terminal napajanja i počinjemo provjeravati sedam segmenata.
Zašto nam je potreban otpornik? Kada se na LED dovede napon, ona počinje naglo jesti struju kada se uključi. Stoga u ovom trenutku može izgorjeti. Kako bi se ograničila struja, otpornik je spojen u seriju s LED-om. Više detalja možete pronaći u ovom članku.
Na isti način provjeravamo četveroznamenkasti sedam segmenta s kineskog radija
Mislim da s ovim ne bi trebalo biti puno problema. U strujnim krugovima, sedam segmenata prianja na otpornike na svakom izlazu. To je također zbog činjenice da LED diode, kada se na njih primijeni napon, mahnito troše struju i izgaraju.
U našem moderni svijet sedmosegmentari se već zamjenjuju LCD indikatorima koji mogu prikazati potpuno drugačije informacije
ali da biste ih koristili, potrebne su vam određene vještine u strujnom krugu takvih uređaja. Za sada nema ništa jednostavnije i jeftinije od LED indikatora sa sedam segmenata.
Dijagram povezivanja jednoznamenkastog sedmosegmentnog indikatora
Dijagram povezivanja višeznamenkastog sedmosegmentnog indikatora
Uređaj za prikaz digitalnih informacija. Ovo je najjednostavnija implementacija indikatora koji može prikazati arapske brojeve. Za prikaz slova koriste se složeniji višesegmentni i matrični indikatori.
Kao što mu ime kaže, sastoji se od sedam displej elemenata (segmenata), koji se pojedinačno uključuju i isključuju. Uključivanjem u različite kombinacije možete od njih napraviti pojednostavljene slike arapskih brojeva.
Segmenti su označeni slovima od A do G; osmi segment - decimalna točka
(decimalna točka, DP), dizajniran za prikaz frakcijskih brojeva.
Povremeno se slova prikazuju na sedmosegmentnom zaslonu.
Dolaze u različitim bojama, obično bijelim, crvenim, zelenim, žutim i plavim. Osim toga, mogu biti različitih veličina.
Također, LED indikator može biti jednoznamenkasti (kao na gornjoj slici) i višeznamenkasti. U osnovi se u praksi koriste jedno-, dvo-, tro- i četveroznamenkasti LED indikatori:
Osim deset znamenki, sedmosegmentni zasloni mogu prikazati i slova. Ali samo nekoliko slova ima intuitivan prikaz od sedam segmenata.
Latinica: velika slova A, B, C, E, F, G, H, I, J, L, N, O, P, S, U, Y, Z, mala slova a, b, c, d, e, g, h, i, n, o, q, r, t, u.
Na ćirilici: A, B, C, G, g, E, i, N, O, o, P, p, R, C, s, U, H, Y (dvije znamenke), b, e / Z.
Stoga se sedmosegmentni indikatori koriste samo za prikaz najjednostavnijih poruka.
Ukupno, LED indikator sa sedam segmenata može prikazati 128 znakova:
Postoji devet izvoda u konvencionalnom LED indikatoru: jedan vodi do katoda svih segmenata, a preostalih osam do anode svakog od segmenata. Ova shema se zove "krug zajedničke katode", postoje i sheme sa zajedničkom anodom(tada je suprotno). Često ne čine jedan, već dva uobičajena zaključka na različitim krajevima baze - to pojednostavljuje ožičenje bez povećanja dimenzija. Postoje i takozvani "univerzalni", ali ja osobno nisam naišao na takve. Osim toga, postoje indikatori s ugrađenim posmačnim registrom, koji uvelike smanjuje broj uključenih pinova porta mikrokontrolera, ali su puno skuplji i rijetko se koriste u praksi. A budući da se neizmjernost ne može obuhvatiti, za sada nećemo razmatrati takve pokazatelje (a još uvijek postoje pokazatelji s mnogo velika količina segmenti, matrica).
Višeznamenkasti LED indikatoričesto rade po dinamičkom principu: izlazi istoimenih segmenata svih bitova međusobno su povezani. Za prikaz informacija na takvom indikatoru, upravljački mikro krug mora ciklički dovoditi struju do zajedničkih priključaka svih bitova, dok se struja dovodi do izlaza segmenta ovisno o tome svijetli li dati segment u danom bitu.
Spajanje jednoznamenkastog sedmosegmentnog indikatora na mikrokontroler
Donji dijagram pokazuje kako spojen je jednoznamenkasti sedmosegmentni indikator na mikrokontroler.
Istodobno, treba uzeti u obzir da ako indikator sa ZAJEDNIČKA KATODA, tada je njegov zajednički izlaz spojen na "Zemlja", a segmenti se pale dovodom logička jedinica na izlaz porta.
Ako je indikator ZAJEDNIČKA ANODA, tada se dovodi njegova zajednička žica "plus" napon, a segmenti se pale prijenosom port izlaza u stanje logička nula.
Implementacija indikacije u jednoznamenkastom LED indikatoru provodi se primjenom binarnog koda odgovarajuće znamenke odgovarajuće logičke razine na izlaze porta mikrokontrolera (za indikatore s OK - logičke jedinice, za indikatore s OA - logičke nule).
Otpornici za ograničavanje struje može ali ne mora biti prisutan u shemi. Sve ovisi o naponu napajanja koji se dovodi do indikatora i tehnički podaci indikatori. Ako je npr. napon koji se dovodi na segmente 5 volti, a oni su projektirani za radni napon od 2 volta, tada je potrebno postaviti otpornike za ograničenje struje (da se ograniči struja kroz njih za povećani napon napajanja, a ne spali ne samo indikator, već i priključak mikrokontrolera).
Vrlo je jednostavno izračunati vrijednost otpornika koji ograničavaju struju, koristeći djedovu formulu Ohma.
Na primjer, karakteristike indikatora su sljedeće (uzimamo iz podatkovne tablice):
- radni napon - 2 volta
- radna struja - 10 mA (= 0,01 A)
- napon napajanja 5 volti
Formula za izračun:
R= U/I (sve vrijednosti u ovoj formuli moraju biti u ohmima, voltima i amperima)
R= (napon napajanja - radni napon) / radna struja
R= (5-2)/0,01 = 300 Ohma
Dijagram ožičenja za višeznamenkasti sedmosegmentni LED indikator u osnovi isto kao kod spajanja jednoznamenkastog indikatora. Jedino što su kontrolni tranzistori dodani u katode (anode) indikatora:
Nije prikazano na dijagramu, ali između baza tranzistora i pinova porta mikrokontrolera potrebno je uključiti otpornike čiji otpor ovisi o vrsti tranzistora (vrijednosti otpornika se izračunavaju, ali vi također možete pokušati koristiti otpornike s nominalnom vrijednošću od 5-10 kOhm).
Implementacija indikacije znamenkama provodi se dinamički:
- binarni kod odgovarajuće znamenke postavlja se na izlazima PB priključka za 1 znamenku, zatim se logička razina primjenjuje na upravljački tranzistor prve znamenke
- binarni kod odgovarajuće znamenke postavlja se na izlazima RV priključka za 2 znamenke, zatim se na upravljački tranzistor druge znamenke primjenjuje logička razina
- binarni kod odgovarajuće znamenke postavlja se na izlazima PB priključka za 3. znamenku, zatim se logička razina primjenjuje na upravljački tranzistor 3. znamenke
- tako u krug
U ovom slučaju potrebno je uzeti u obzir:
— za indikatore sa u redu primijenjena struktura upravljačkog tranzistora NPN(kontrolirano logičkom jedinicom)
— za indikator sa OA- struktura tranzistora PNP(kontrolirano logičkom nulom)
S niskonaponskim napajanjem mikrokontrolera i LED indikatorima male snage, u načelu je moguće odbiti korištenje i otpornika za ograničavanje struje i upravljačkih tranzistora u krugu - spojite izlaze indikatora izravno na izlaze mikrokontrolera portova, budući da se potrošnja struje po segmentima smanjuje tijekom dinamičke indikacije. U ovom slučaju treba imati na umu da bitove pri korištenju indikatora s OK kontrolira logička nula, a indikatore s OA kontrolira logička jedinica.
Sljedeći članci:
2. dio: Pretvaranje binarnog koda decimalnog broja u kod sedmosegmentnog indikatora.