Сегментный дисплей что это
Обновлено: 06.07.2024
В любительских конструкциях (да и не только любительских) в большинстве случаев возникает необходимость вывода различной информации в наглядном виде. Иногда для этого хватает обычного светодиода, а иногда требуется что то более серьезное, включая передачу информации на ПК.
Сегодняшняя статья представляет собой небольшой обзор компонентов и устройств, которые чаще всего используются для автономного отображения информации в различных устройствах. С кратким описание работы некоторых из них.
Статья ориентирована на начинающих любителей. Она не претендует на полное и всестороннее освещение вопроса. Это именно небольшой обзор самых распространенных вариантов.
Но давайте обо всем по порядку.
Единичные индикаторы
Раньше это были в основном разнообразные лампочки: накаливания, неоновые (включая лампы с люминофором).
Сегодня в большинстве случаев это светодиоды.
Причем эти источники света могут подсвечивать какой либо символ. Или могут быть выполнены в виде какого либо символа.
Характерным отличием таких индикаторов является то, что их видимый образ невозможно изменить. Их можно только включить или выключить. Возможность плавной регулировки яркости ситуации не изменяет, так как видимый образ остается неизменным.
К единичным индикаторам относятся и различные мнемонические индикаторы и подсвечиваемые таблички, если отображаемую ими информацию изменить нельзя.
Символьные индикаторы
Позволяют изменять отображаемую в виде целостных символов информацию. В качестве примера можно привести классические газоразрядные лампы, которые отображают цифры от 0 до 9. Или различные наборы символов, вроде Hz или %. Фактически, такие индикаторы можно рассматривать как объединение в одном модуле нескольких единичных индикаторов. Совсем не обязательно газоразрядных.
Целостный символ это символ, вид которого изменить нельзя. Его можно только включить (отобразить) или выключить. Например, внешний вид цифр газоразрядного индикатора изменить нельзя, но можно изменить отображаемую информацию выключив один символ и включив другой.
Характерной особенностью таких индикаторов является один или несколько общих выводов, которые объединяют отображаемые символы в группы. Например, в газоразрядных цифровых индикаторах общим является анод.
Если общих выводов нет, то индикатор, строго говоря, является просто набором единичных индикаторов, а не символьным индикатором. Хотя о терминологии тут можно и поспорить.
Другой характерной особенностью является то, что отображаемые символы или группы символов объединены семантически или функционально. Так в газоразрядном цифровом индикаторе объединяющим фактором является то, что он отображает все десятичные цифры, которые могут составлять один разряд числа. Панель, отображающая текущий режим работы и состояние магнитофона (воспроизведение, запись, ускоренное воспроизведение, переметка, и т.д) тоже может являться символьным индикатором.
Функциональное (семантическое) объединение отображаемых символов дает возможность задавать отображаемый индикатором символ с помощью "кода состояния", с точки зрения устройства в целом. А это позволяет уменьшить количество соединений между устройством и модулем отображения информации. Но требует установки в модуле отображения дешифраторов.
Во многих случаях на символьных дисплеях может отображаться лишь один символ из набора. Но могут быть и исключения. Например, кратковременная пауза в воспроизведении (для магнитофона) может отображаться одновременно светящимися символами воспроизведения и паузы.
Несколько символьных индикаторов могут быть объединены в символьный дисплей. Пример такого дисплея можно увидеть в электронных часах на газоразрядных лампах.
Сегментные индикаторы (знакосинтезирующие)
В таких индикаторах можно не только изменять отображаемую информацию, но и менять внешний вид символов, которые теперь состоят из отдельных цельных фрагментов - сегментов. Но вот внешний вид сегментов изменить нельзя. Если в индикаторе нет, например, сегмента в виде части окружности, то отобразить его нет возможности.
Примером являются классические светодиодные 7-сегментные индикаторы. Хотя количество сегментов может быть и иным.
Случилось так, что по наследству мне досталась целая коробка семисегментных индикаторов с гордой надписью «Комплект часы». Давно хотелось пустить её содержимое в дело, а когда дошли руки — оказалось, что внутри целый зоопарк разномастных индикаторов, разных размеров, цветов, с общим катодом и с общим анодом. По количеству штук так двадцать. И чтобы не пилить «очередные часы» пришла идея сделать, собственно, сабж — максимально универсальный семисегментный дисплей.
Что из этого получилось — под катом.
Disclaimer
Описанные ниже устройства являются довольно нишевыми, сделаны мною just for fun, но примененный подход может быть использован для решения аналогичной задачи универсализации там, где это потребуется. Текст разбавлю пояснениями для начинающих. Основная цель — спроектировать единую плату под все имеющиеся индикаторы и различные идеи их использования.
Статья получилась объемная, так что я разделил hardware и software части. К вашему вниманию часть первая — hardware.
Постановка задачи
Что я понимаю под максимальной универсальностью? Спроектировать модуль, с помощью которого или его комбинаций можно создать любой (или практически любой, в разумных пределах) дисплей для отображение информации с использованием этих самых семисегментных индикаторов. В голову приходит сразу с десяток применений — часы, конечно же, куда без них; туда же таймеры, счетчики чего угодно; термометры; табло для разных игр; дисплеи для отображения цифровой информации — курсов валют, индексов бирж и т.п. В общих чертах задача абсолютно тривиальная, но усложняется зоопарком типов индикаторов. В наличии одноразрядные китайские индикаторы с размером цифры 2.3 дюйма (тип FJ23101, четыре светодиода на сегмент) и 3 дюйма (тип CL-30011, пять светодиодов на сегмент), разных цветов и с различным типом подключения — с общим катодом и с общим анодом. Чтобы покрыть использование всех этих типов пришлось посидеть над схемой и разводкой, которая давала бы возможность без изменения топологии печатной платы управлять разными индикаторами. Поискав вечерок в интернете мне не удалось найти универсальных решений или схем, что и стало поводом для написания данной статьи.
По приведенным примерам использования становится понятно, что модуль должен поддерживать различную разрядность, от одной цифры для простых счетчиков событий, до шести для индексов некоторых финансовых бирж. Я решил ограничиться двумя цифрами для большего трехдюймового размера и тремя для меньшего, с возможностью подключения еще одного модуля в виде slave-а.
При выборе управляющей части долго думать не пришлось, выбор сразу пал на готовые модули ESP-07 на контроллере ESP8266 от Espressif. Дешевизна и простота использования этих модулей, возможность легкого подключения к Интернету, обширная комьюнити разработчиков и элементарность программирования этого контроллера отмели все другие варианты.
Приступим к деталям
Начнем с питания семисегментных индикаторов большого размера, где каждый сегмент представляет собой цепочку из нескольких последовательно включенных светодиодов. Такие дисплеи уже не получится зажечь «цифровыми» уровнями напряжения, так как падение на цепочке светодиодов больше этого значения. Конкретное значение указывается в даташите на дисплей, оно зависит от характеристик светодиодов, цвета и их количества и может варьироваться от 6 до 12 Вольт. Ток через каждый сегмент также превышает допустимые значения тока через отдельный пин для большинства контроллеров и составляет от 20 до 50 мА. Соответственно, нужно использовать напряжение 12 Вольт и коммутирующие ключи для управления сегментами и общими выводами. Также не стоит забывать о динамической индикации — последовательном переключении разрядов с частотой превышающей частоту восприятия глаза человека. Это позволяет значительно снизить энергопотребление практически без потери визуальной яркости дисплея.
Общее питание было решено брать от порта USB, как наиболее универсального стандарта на данный момент. После непродолжительного гугления я выбрал готовый модуль повышающего DC-DC преобразователя на МТ3608. Он компактный, дешевый (<0.5$), регулируемый, с достаточно высоким КПД — всё что нужно для наших целей. От резервного питания отказался, так как под рукой есть Интернет, где можно получить актуальную информацию в любой момент.
Питание цифровой части обеспечит линейный low-dropout стабилизатор LM1117-3.3, классическое решение для нетребовательных применений.
Теперь по транзисторным ключам.
Для управления индикатором с общим катодом на сегменты нужно подавать плюс питания, общий контакт, катод, подключить к земле. Для данных целей удобно использовать микросхемы источников тока (source drivers IC), как пример UDN2981. На картинке ниже подключение индикатора к драйверу и упрощенная схема одной ячейки для лучшего понимания пути прохождения тока. Стоит заметить, что в классической схеме должны быть токоограничивающие резисторы в цепи каждого сегмента, они упущены по причинам использования другого метода ограничения тока — МАХ7219 имеет изменять скважность управляющих импульсов, что в сумме с возможность регулировки напряжения питания индикаторов даст необходимый результат.
Для индикаторов с общим анодом — наоборот, общий контакт подключается к плюсу питания, а сегменты коммутируются на землю. В плане управления индикаторы с общим анодом более простые, так как не требуют коммутации высокого напряжения, по этой причине они более распространены. Для управления сегментами удобно использовать микросхему-массив составных транзисторов Дарлингтона (Darlington Transistor Arrays), например всеми любимую ULN2803.
Значительным преимуществом перед UDN2981 является стоимость, которая в разы меньше. На картинке ниже подключение индикатора к драйверу и упрощенная схема одной ячейки.
Можно заметить, что верхние части схем очень схожи. Пара драйверов UDN2981 и ULN2803 подобрана неспроста. Относительно ножек вход/выход они pin-to-pin совместимы. Это дает возможность сделать универсальное посадочное место на плате добавив всего несколько перемычек под запайку для ножек питания. Бинго!
Чтобы упростить задачу динамической индикации я решил не изобретать велосипед, не городить 595-е сдвиговые регистры, а взять надежное и проверенное решение — специализированный драйвер семисегментного дисплея MAX7219. Эта микросхема умеет хранить во внутренней памяти до восьми цифр и самостоятельно коммутировать разряды с заранее установленной яркостью. По этой причине и не нужны резисторы последовательно с каждым сегментом. Управляется драйвер по шине SPI. Как по мне, микросхема имеет всего один недостаток — высокую стоимость. Имела. Пришли китайцы и наклепали полный функциональный аналог со стоимостью в несколько центов. Название такое же, правда маркировка отличается, отсутствует оригинальный логотип Maxim. В работе отличий не замечено, временные диаграммы такие же, не греется, отказов пока не было. Но для ответственных применений все-таки рекомендую ставить дорогой оригинал.
Вот такой набор MAX7219-MATRIX-KIT можно купить на Ali и в локальных магазинах для ардуинщиков по цене в четыре раза ниже оригинального драйвера MAX7219. Да-да, вы меня правильно поняли, набор с матрицей, платой и рассыпухой. Дешевле. В четыре раза. Выбор очевиден же?
Пока всё звучит очень хорошо и просто, берём драйвер дисплея, который всё делает за нас, в зависимости от типа индикатора ставим нужные ключи и вуа-ля! Все почти так и есть, кроме одного «но». MAX7219 рассчитан на работу с дисплеями с общим катодом с напряжением сегмента до 5В и никак иначе. Что это дает в сухом остатке? Перебирая разряды индикаторов драйвер подключает их на землю, поддерживая высокий уровень на катодах остальных разрядов. А теперь вернемся к схемам выше и проанализируем, что будет в случае с индикатором с общим анодом.
Нетрудно понять, что мы получим инверсию — нужный разряд будет выключен, все остальные — активные. Вместо динамической индикации на дисплее будет сплошной засвет от соседних разрядов. Чтобы избежать такой ситуации между контроллером и драйвером нужно добавить микросхему инвертирующую логические уровни. Так как максимальное количество разрядов шесть, гуглим «hex inverter» и тут же находим 74hc04. Отлично, а для общего катода вместо микросхемы сделаем перемычки или можно использовать pin-to-pin совместимую микросхему-буфер 74als34/74as34 (hex noninverter, но обязательно с выходом push-pull, открытый коллектор/сток типа 74hc07/74als35 работать не будет из-за отсутствия подтяжки к питанию).
В итоге имеем финальные схемы подключения индикаторов. Для общего катода все просто — драйвер плюс ключи способные подавать на сегменты повышенное напряжение. В даташите на MAX7219 приводится схема подключения индикаторов размера 2.3 дюйма и все это запитано от 5 Вольт, но мои экземпляры наотрез отказались работать при таком низком напряжении, сегмент начинал слабо светиться при подаче 7.2В (1.8В на светодиод). Катоды подключены напрямую к MAX7219, контроллер может прокачивать через себя от 320мА на каждый канал (>45мА на сегмент), чего с головой достаточно для данных типоразмеров индикаторов.
Для общего анода все немного сложнее. Тут уже нужно использовать разнотипные ключи для верхнего и для нижнего плечей плюс инвертирующий буфер для управления разрядами. Инвертирование сигналов для сегментов получаем автоматически при использовании ULN2803.
Как видим, со стороны драйвера MAX7219 и управляющего всем этим ESP8266 нет никакой разницы какой именно тип индикатора установлен в модуле, модифицировать прошивку не требуется.
Замечу, что при использовании внешних драйверов встроенное в контроллер ограничение тока сегментов (которое задается резистором на входе Iset) корректно работать не будет, поэтому интенсивность будем регулировать напряжением питания при максимальной скважности от MAX7219. Драйвер позволяет устанавливать интенсивность скважностью встроенного ШИМ генератора от 1/32 до 31/32 с шагом 1/16.
Для управляющей части на ESP8266 ничего выдумывать не нужно, берем типовое включение модуля, заводим линии SPI на MAX7219, UART для прошивки на внешний разъем. Дополнительно решил добавить преобразователь протокола UART в virtual COM port через USB, его устанавливать необязательно, но места на плате предостаточно, пускай будет такая возможность. Как преобразователь я выбрал СН340, как максимально простое и бюджетное решение. В версии чипа СН340G преобразователь даже не требует частотозадающего кварца, он уже встроен в конвертер, а из обвеса всего пара конденсаторов, проще не бывает.
Полная схема в хорошем качестве тут.
Со схемой определились, теперь можно приступать к топологии печатной платы. Как я уже упоминал, все эти заморочки именно через плату. Хотелось заказать партию плат на нормальном производстве под все вышеперечисленные устройства и не дорабатывать их по месту напильником и скальпелем. После непродолжительных размышлений на плате вырисовались аж целых восемь посадочных мест под семисегментные индикаторы:
- По одному для 2.3" и 3" по центру платы — для дисплея с одной цифрой
- По два для 2.3" и 3" — для дисплея с двумя цифрами
- Три для 2.3" — соответственно, для дисплея с тремя цифрами
Такая комбинация позволяет расширить разрядность до шести цифр, а так же комбинируя расположение и размер индикаторов изготовить табло для различных, предположим, настольных игр и, конечно же, часы! На контакты продублированы сигналы управления всеми сегментами и выведены линии подключения 3 и 4 разряда для трехдюймовок, и 4, 5 и 6 разряд для двухдюймовок.
Дополнительно, два оставшихся свободных канала MAX7219 подключены к двум цепочкам дискретных светодиодов, расположенных над и под индикаторами. Их, например, можно будет использовать для фоновой подсветки, так сказать эффект ambilight.
Размер платы выбран таким образом, чтобы она не выходила за края индикаторов. В таком случае можно скомбинировать дисплей с одинаковыми расстояниями между цифрами для бо́льших и 6ти-разрядный для меньших индикаторов.
По углам платы расположены четыре отверстия под болт М3 для крепления модуля к несущей конструкции.
Микросхемы, если это было возможно, выбраны в выводных корпусах DIP, так как вопрос миниатюризации для данного устройства не актуален, а на плате они выглядят уже почти стимпанково, на фоне привычных BGA монстров. Это придает особого шарма, как у ламповых усилителей.
Посадочное место под модуль ESP-07 также pin-to-pin совместимо с модулями ESP-12S/E/F.
Плата проектировалась за два вечера, по этой причине использовался простой принцип разводки как у автороутеров — разделение горизонтальных и вертикальных линий на разные слои. В итоге плата получилась двухсторонняя, несложная и визуально красивая.
Плата была отправлена в производство как раз в канун китайского Весеннего Фестиваля и карантинных мер в КНР. Рассматривал три популярные площадки для изготовления мелкосерийных прототипов — PCBway, Seeed и JLCpcb. На последней стоимость получилась на 20 долларов дешевле (при партии в 20 шт) и значимым плюсом для меня было то, что фабрика не закрывалась на праздничную неделю. Суммарная стоимость составила 44 доллара, с учетом доставки 21$ и купона на скидку -5$. В пересчете на плату — чуть больше 2 долларов за штуку. Несмотря на разгар эпидемии коронавируса, от отправки gerber-ов на фабрику к моменту получения прошел 21 день. Качество плат на высоте.
За время пока в Китае изготавливались платы, в местном рекламном агентстве были заказаны основы из прозрачного акрила, куда можно закрепить платы и светорассеиватель. Теперь можно посмотреть, что получилось из задуманного.
Вот так выглядит вариант платы, запаянной под индикаторы с общим катодом. На фото указаны названия микросхем и обведены перемычки под запайку.
А вот так — под индикаторы с общим анодом.
На фото ниже различные комбинации индикаторов разных размеров. Как вы можете понять, их также можно удвоить, добавив slave-модуль.
Далее осталось только написать скрипт под конкретную реализацию, чем и займемся в следующей части.
Семисегментный индикатор является формой электронного устройства отображения для отображения десятичных цифр , что является альтернативой более сложных матричных дисплеев .
Семисегментные дисплеи широко используются в цифровых часах , электронных счетчиках, основных калькуляторах и других электронных устройствах, отображающих числовую информацию. [1]
СОДЕРЖАНИЕ
Некоторые ранние семисегментные дисплеи использовали нити накаливания в вакуумированной лампочке; они также известны как нумитроны. [4] Вариант (минитроны) использовал вакуумированный горшок . Минитроны - это сегментные дисплеи с нитью накала, которые размещены в DIP-корпусах, как современные сегментные светодиодные дисплеи. В них может быть до 16 сегментов . [5] [6] [7] Были также сегментные дисплеи, в которых использовались небольшие лампы накаливания вместо светодиодов или нити накаливания. Они работали так же, как современные сегментные светодиодные дисплеи. [8]
Версии с вакуумными люминесцентными дисплеями также использовались в 1970-х годах. [9]
Многие ранние (около 1970-х годов) светодиодные семисегментные дисплеи имели каждую цифру на одном кристалле . Это сделало цифры очень маленькими. Некоторые добавили в дизайн увеличительные линзы, чтобы цифры были более разборчивыми. [10] [11]
Шаблон из семи сегментов иногда используется в плакатах или тегах, где пользователь либо применяет цвет к предварительно напечатанным сегментам, либо применяет цвет с помощью шаблона из семи сегментов , чтобы составить такие цифры, как цены на продукты или номера телефонов.
Для многих приложений матричные ЖК-дисплеи в значительной степени вытеснили светодиодные дисплеи в целом, хотя даже в ЖК-дисплеях широко распространены семисегментные дисплеи. В отличие от светодиодов, формы элементов ЖК-панели являются произвольными, поскольку они формируются на дисплее с помощью фотолитографии . Напротив, формы светодиодных сегментов имеют тенденцию быть простыми прямоугольниками , что отражает тот факт, что им необходимо физически придавать форму, что затрудняет формирование более сложных форм, чем сегменты 7-сегментных дисплеев. Однако высокий коэффициент распознавания семисегментных дисплеев и сравнительно высокий визуальный контраст, достигаемый такими дисплеями по сравнению с точечно-матричными цифрами, делают семисегментные многозначные ЖК-экраны очень распространенными на базовых калькуляторах..
Семисегментный дисплей вдохновил дизайнеров шрифтов на создание шрифтов, напоминающих этот дисплей (но более разборчивых), таких как New Alphabet , «DB LCD Temp», «ION B» и т. Д.
Используя ограниченный диапазон букв, которые выглядят как (перевернутые) цифры, семисегментные дисплеи обычно используются школьниками для формирования слов и фраз с использованием техники, известной как « калькулятор орфографии ».
Семисегментные дисплеи могут использовать жидкокристаллический дисплей (LCD), светоизлучающий диод (LED) для каждого сегмента, электрохромный дисплей или другие методы генерации света или управления, такие как газовый разряд с холодным катодом (Panaplex), вакуумно-флуоресцентный (VFD), лампы накаливания (Numitron) и другие. Для тотемов с ценами на бензин и других крупных вывесок по-прежнему широко используются лопастные дисплеи, состоящие из отражающих свет сегментов (или «лопаток») с электромагнитным переворачиванием. Альтернативой 7-сегментному дисплею в 1950–1970-х годах была никси -лампа с холодным катодом, похожая на неоновую лампу . Начиная с 1970 г.RCA продала устройство отображения, известное как Numitron, в котором использовались нити накаливания, расположенные в виде семисегментного дисплея. [12] Первый в СССР электронный калькулятор «Вега», выпускавшийся с 1964 года, содержит 20 десятичных знаков с семисегментным электролюминесцентным дисплеем . [13]
В простом корпусе светодиодов обычно все катоды (отрицательные выводы) или все аноды (положительные выводы) сегментных светодиодов подключаются и выводятся на общий вывод; это называется устройством с «общим катодом» или «общим анодом». [14] Следовательно, для пакета из 7 сегментов плюс десятичная точка потребуется только девять выводов, хотя коммерческие продукты обычно содержат больше выводов и / или пробелов в местах расположения выводов, чтобы соответствовать стандартным гнездам IC . Также существуют интегрированные дисплеи с одной или несколькими цифрами. Некоторые из этих интегрированных дисплеев имеют собственный внутренний декодер , но большинство из них этого не делает: каждый отдельный светодиод подключается к соединительному контакту, как описано.
Многоразрядные светодиодные дисплеи, используемые в карманных калькуляторах и аналогичных устройствах, использовали мультиплексированные дисплеи для уменьшения количества контактов ввода / вывода, необходимых для управления дисплеем. Например, все аноды сегментов A каждой позиции цифры будут подключены вместе и к схеме драйвера.штифт, в то время как катоды всех сегментов для каждой цифры будут подключены. Чтобы управлять любым конкретным сегментом любой цифры, управляющая интегральная схема должна включать катодный драйвер для выбранной цифры и анодные драйверы для желаемых сегментов; затем после короткого интервала гашения будет последовательно выбираться следующая цифра и светиться новые сегменты. Таким образом, восьмиразрядный дисплей с семью сегментами и десятичной точкой потребует только 8 катодных драйверов и 8 анодных драйверов вместо шестидесяти четырех драйверов и выводов IC. [15] Часто в карманных калькуляторах линии ввода цифр также используются для сканирования клавиатуры, что обеспечивает дополнительную экономию; однако одновременное нажатие нескольких клавиш приведет к нечетным результатам на мультиплексном дисплее.
Хотя невооруженным глазом все цифры на светодиодном дисплее кажутся горящими, на мультиплексном дисплее в любой момент времени светится только одна цифра. Цифра изменяется с достаточно высокой скоростью, чтобы человеческий глаз не мог видеть мигание (на более ранних устройствах это было видно периферийным зрением).
Семь сегментов расположены в виде прямоугольника, состоящего из двух вертикальных сегментов с каждой стороны с одним горизонтальным сегментом вверху, в середине и внизу. Часто прямоугольник является наклонным (наклонным), что способствует удобочитаемости. [ необходима цитата ] В большинстве приложений сегменты имеют почти одинаковую форму и размер (обычно это удлиненные шестиугольники , хотя также могут использоваться трапеции и прямоугольники ), хотя в случае счетных машин вертикальные сегменты длиннее и имеют более странную форму на концы, чтобы еще больше улучшить читаемость. Семь элементов дисплея могут быть подсвечены в различных комбинациях для обозначения арабских цифр .
Сегменты обозначаются буквами от A до G, где необязательная десятичная точка («восьмой сегмент», обозначаемая как DP) используется для отображения нецелых чисел. [16] [14] Один байт может закодировать полное состояние 7-сегментного дисплея, включая десятичную точку. Самые популярные битовые кодировки - gfedcba и abcdefg . В представлении gfedcba байтовое значение 0x06 включает сегменты «c» и «b», которые отображают «1».
Сетка 16 × 8, показывающая 128 состояний семисегментного дисплея [17]В числовых цифрах от 0 до 9 являются наиболее распространенными символами отображаются на дисплеях семь-сегмента. Наиболее распространенные шаблоны, используемые для каждого из них: [18]
Цифры 6 и 9 также могут быть представлены без «хвоста» [19], а цифра 7 - с «хвостом»: [20]
В Unicode 13.0 для сегментированных цифр 0–9 в блоке Symbols for Legacy Computing было дано 10 кодовых точек , чтобы воспроизвести ранние компьютерные шрифты, которые включали семисегментные версии цифр. В кодовой таблице показан менее распространенный дизайн для 7. [21] Здесь смоделированы символы:
Для указания чисел 0–9 необходимы четыре двоичных бита, но можно также указать 10–15, поэтому обычно декодеры с 4-битными входами также могут отображать шестнадцатеричные (Hex) цифры. Сегодня для A – F обычно используется комбинация прописных и строчных букв; это делается для получения уникальной однозначной формы каждой шестнадцатеричной цифры (в противном случае заглавная буква «D» выглядела бы идентично «0», а заглавная буква «B» выглядела бы идентично «8»). [22] [23] [24] [25] Также должна отображаться цифра «6» с освещенной верхней полосой, чтобы избежать неоднозначности с буквой «b». [19]
Следующая таблица поиска может быть полезна для написания кода для управления 7-сегментным дисплеем.
| Цифра | Отображать | GFEDCBA | abcdefg | а | б | c | d | е | ж | грамм |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 0x3F | 0x7E | на | на | на | на | на | на | ||
| 1 | 0x06 | 0x30 | на | на | ||||||
| 2 | 0x5B | 0x6D | на | на | на | на | на | |||
| 3 | 0x4F | 0x79 | на | на | на | на | на | |||
| 4 | 0x66 | 0x33 | на | на | на | на | ||||
| 5 | 0x6D | 0x5B | на | на | на | на | на | |||
| 6 | 0x7D | 0x5F | на | на | на | на | на | на | ||
| 7 | 0x07 | 0x70 | на | на | на | |||||
| 8 | 0x7F | 0x7F | на | на | на | на | на | на | на | |
| 9 | 0x6F | 0x7B | на | на | на | на | на | на | ||
| А | 0x77 | 0x77 | на | на | на | на | на | на | ||
| б | 0x7C | 0x1F | на | на | на | на | на | |||
| C | 0x39 | 0x4E | на | на | на | на | ||||
| d | 0x5E | 0x3D | на | на | на | на | на | |||
| E | 0x79 | 0x4F | на | на | на | на | на | |||
| F | 0x71 | 0x47 | на | на | на | на |
Вышеупомянутая современная числовая схема не всегда использовалась в прошлом, также можно было найти различные другие схемы:
Большинство букв латинского алфавита можно разумно реализовать с помощью семи сегментов. Хотя не все буквы доступны, можно составить много полезных слов. Выбирая лучшие синонимы , можно обойти многие недостатки семисегментных кодировок алфавита. Некоторые буквы ('O', 'I', 'S') выглядят идентично цифрам, хотя вместо них можно использовать строчные буквы 'o' и 'i' или поставить 'I' слева, как показано здесь. :
| Случай | А | B | C | D | E | F | грамм | ЧАС | я | J | K | L | M | N | О | п | Q | р | S | Т | U | V | W | Икс | Y | Z |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Верхний | ||||||||||||||||||||||||||
| Ниже |
Семисегментные дисплеи также использовались для отображения букв кириллического и греческого алфавитов :
| Случай | А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Верхний | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ниже |
Шаблонов достаточно, чтобы отобразить все буквы, но некоторые изображения одновременно являются однозначными и интуитивно понятными. [29] Когда все буквы должны отображаться на устройстве, лучше использовать шестнадцатисегментные и матричные дисплеи, чем семисегментные.
Семь сегментов могут отображать некоторые знаки препинания . Показано шестнадцатеричное значение для каждого символа Unicode , из которых младшие 8 битов большинства из них также существуют как символы ASCII .
| Глиф | Отображать | Юникод | Имя (а) |
|---|---|---|---|
| 0x0020 | Пробел , Пробел, Все сегменты выключены | ||
| _ | 0x005F | Подчеркивание , Низкое тире, Низкая линия | |
| - | 0x002D | Дефис-минус , минус , Negative , дефис , тире | |
| ‾ | 0x203E | Overline , Overscore, Overbar, Макрон | |
| знак равно | 0x003D | Равно , двойной дефис | |
| знак равно | 0x207C | Надстрочный индекс "равно" | |
| ≡ | 0x2261 | Тройной батончик , кнопка гамбургера , идентично | |
| ° | 0x00B0 | Степень , надстрочный ноль | |
| " | 0x0022 | Двойные кавычки , двойные штрихи | |
| ' | 0x0027 | Апостроф , одинарная кавычка , простое число | |
| ( или же [ | 0x005B | Круглые скобки, квадратные скобки (конфликтует с заглавной C ) | |
| ) или же ] | 0x005D | Круглые скобки, скобки | |
| ? | 0x003F | Вопросительный знак |
Есть также четырнадцатисегментные и шестнадцатисегментные дисплеи (для полных буквенно-цифровых символов ); однако их в основном заменили точечно-матричные дисплеи. Двадцатидвухсегментные дисплеи, способные отображать полный набор символов ASCII [30], были кратко доступны в начале 1980-х годов, но не оказались популярными.
Семисегментные дисплеи очень распространены и используются уже довольно давно. Их можно найти повсюду: от указателей цен на заправочных станциях до дисплея на вашей микроволновой печи и цифровых наручных часов. Светодиодные семисегментные дисплеи стали очень популярными в бытовой электронике, в основном из-за их низкого энергопотребления, простоты производства и экономической эффективности. Семисегментные светодиодные дисплеи, как и все технологии, имеют свои преимущества и недостатки.
Стоимость
Светодиоды (светодиоды) чрезвычайно дешевы. Диоды являются одним из самых простых электрических компонентов, и их очень легко изготовить. Поездка в ваш местный магазин электроники раскроет пакеты из сотен светодиодов всего за несколько долларов.
Простота
Семисегментные дисплеи представляют собой чрезвычайно простые электронные схемы. Простая семисегментная схема дисплея состоит из четырех входных выводов; микросхема BCD, которая содержит логические элементы для преобразования четырех выводов в семь двоичных сигналов, или микросхему интегральной схемы; и сам дисплей с семью сегментами. Большинство семисегментных дисплеев способны отображать все 16 шестнадцатеричных значений (от 1 до 9 и от A до F).
надежность
Поскольку семисегментная схема очень проста, снижается риск неисправности цепи из-за отказа компонента. Семисегментные светодиодные дисплеи используются в широком диапазоне сред: от очень жаркого до значительно ниже нуля. Поскольку внутри устройства нет жидкости для замерзания, как на ЖК-дисплеях, светодиодный дисплей может работать при очень низких температурах.
Светодиодные дисплеи в целом чрезвычайно эффективны. Диоды рассеивают очень мало энергии.Светодиоды излучают немного больше энергии, чем стандартный диод, чтобы генерировать фотоны (свет), которые вы видите, но падение напряжения на типичном светодиоде настолько мало, что оно незначительно. Из-за высокой эффективности многие производители электроники предпочитают светодиодные технологии, а не жидкокристаллические, потому что это снижает требования к электропитанию и снижает стоимость использования устройств.
Ограничения
Большинство семисегментных дисплеев ограничены отображением 16 шестнадцатеричных символов. Некоторые могут отображать только цифры от 0 до 9. Хотя существует технология светодиодов для отображения большего, чем это, семисегментные дисплеи ограничены возможными двоичными комбинациями четырех входных выводов, в общей сложности 16. Технология интегральных схем может несколько увеличить это, но все еще есть ограниченное количество комбинаций для семи сегментов на дисплее.
производство
Из-за того, что светодиоды настолько дешевы в изготовлении и их так легко изготовить, за последние несколько десятилетий появилось много производителей. Существует очень мало правил в отношении производства светодиодов, за исключением экологических норм, касающихся загрязнения, и поэтому легко найти производителя, который производит некондиционные светодиоды. Единственный способ точно узнать, производит ли производитель качественные светодиоды, - по рекомендации или покупке и тестированию продукта самостоятельно.
Преимущества и недостатки протокола IMAP
Продолжительность жизни светодиодного телевидения
В те времена, когда появились телевизоры с электронно-лучевой трубкой, хороший, прочный комплект от уважаемого производителя мог легко прослужить 20 лет. Когда телевизоры с плоским экраном впервые появились на .
Порт многомодового дисплея Vs. Порт дисплея
Интерфейс DisplayPort для подключения компьютеров к монитору или телевизору высокой четкости может быть доступен на вашем устройстве, если он сделан Apple, Lenovo, HP, Dell или Alienware. Компьютеры с .
Читайте также: