7 hluta skjár er einfaldur rafrænn íhlutur úr sjö LED stikum sem sýna tölustafi, nokkra stafi og jafnvel sextándagildi. Það er notað í klukkur, reiknivélar, mæla og tæki vegna þess að það er afllítið, áreiðanlegt og auðvelt í notkun. Þessi grein útskýrir pinout, forskriftir, akstursaðferðir og hönnunarráð í smáatriðum.
Yfirlit yfir 7 hluta skjá
7 hluta skjár er eitt einfaldasta en mest notaða rafræna skjátækið til að sýna töluleg gögn og takmarkaða stafi. Það samanstendur af sjö LED stikum raðað í átta tölu stíl, sem hægt er að lýsa í ýmsum samsetningum til að mynda tölustafi frá 0 til 9, auk nokkurra stafrófsstafa. Margar útgáfur innihalda einnig auka aukastaf (dp) hluta til að sýna flottölur, sem gerir þær hentugar fyrir reiknivélar, klukkur, mæla og rafeindatækni. Einfaldleiki þeirra, lítil orkunotkun og auðvelt viðmót við örstýringar hafa haldið þeim viðeigandi, jafnvel með uppgangi LCD og OLED. Þökk sé harðgerðri hönnun þeirra finnast þau einnig í iðnaðarbúnaði, prófunartækjum og innbyggðum kerfum þar sem áreiðanleika er krafist.
7 Segment Display Pinout stillingar
| Pinna nr. | Nafn pinna | Pinna hlutverk |
|---|---|---|
| 1 | Pinna E | Stjórnar LED hlutanum neðst til vinstri. |
| 2 | Pinna D | Ber ábyrgð á LED hlutanum á neðsta hlutanum. |
| 3 | Algengur pinna | Tengist VCC eða jörðu, allt eftir skjágerð. |
| 4 | Pinna C | Stjórnar LED hlutanum neðst til hægri. |
| 5 | DP pinna | Stjórnar aukastaf LED hlutanum. |
| 6 | Pinna B | Stjórnar LED hlutanum efst til hægri. |
| 7 | Pinna A | Stýrir notkun efsta LED hlutans. |
| 8 | Algengur pinna | Svipað og pinna 3; tengist VCC eða jörðu. |
| 9 | Pinna F | Keyrir LED hlutann efst til vinstri. |
| 10 | Pinna G | Stjórnar rofa á miðju LED hlutanum. |
Hver tölustafur er myndaður af sjö LED hlutum, merktum A til G, og valfrjálsum aukastaf (DP). Með því að lýsa upp mismunandi samsetningar þessara hluta er hægt að birta tölustafi og nokkra stafi. Pinnarnir neðst tengjast hverjum hluta, aukastafnum og sameiginlegu skautunum (COM), sem hægt er að tengja annað hvort við jörð eða framboðsspennu, allt eftir því hvort skjárinn er sameiginlegt bakskaut eða sameiginlegt rafskaut.
Mismunandi notkun 7-hluta skjás
Stafrænar klukkur
7 hluta skjáir eru notaðir í stafrænum klukkum til að sýna klukkustundir, mínútur og sekúndur á auðlesnu tölulegu sniði. Skýr sýnileiki þeirra gerir þá hentuga fyrir bæði neytenda- og iðnaðartímatökutæki.
Reiknivélar
Vasa- og skrifborðsreiknivélar treysta á 7 hluta skjái til að sýna tölulegar niðurstöður. Lítil orkuþörf þeirra tryggir langan endingu rafhlöðunnar, jafnvel í fyrirferðarlitlum tækjum.
Mælitæki
Margmælar, voltmetrar, ampermetrar og tíðniteljarar nota oft 7 hluta skjái til að veita nákvæmar tölulegar niðurstöður, sem tryggir skýrleika fyrir verkfræðinga og tæknimenn.
Heimilistæki
Tæki eins og örbylgjuofnar, þvottavélar og loftræstitæki nota 7 hluta skjái til að gefa til kynna tíma, hitastig og forritastillingar.
Eldsneytisdælur
Eldsneytisskammtarar nota 7 hluta skjái til að sýna eldsneytismagn og kostnað og veita viðskiptavinum skýr og rauntíma gögn.
Stigatöflur
Stigatöflur íþrótta nota stóra 7 hluta skjái til að sýna stig, tímamæla og niðurtalningu sem eru sýnileg úr fjarlægð.
Algengt bakskaut vs algengt rafskaut í 7 hluta skjám
Algengt bakskaut (CC)
Allar bakskauta (neikvæðar) skauta LED eru bundnar saman og tengdar við jörð (GND). Hluti kviknar þegar HIGH voltage er sett á samsvarandi pinna.
Þessi tegund er auðveld í notkun með örstýringum eða ökumannsfjarstýringum sem veita straum beint.
Algengt rafskaut (CA)
Allar rafskauta (jákvæðar) skautar eru bundnar saman og tengdar VCC. Hluti kviknar þegar pinninn er dreginn LÁGT (til jarðar). Virkar best með núverandi sökkvandi ökumönnum.
Að bera kennsl á gerðina
Notaðu margmæli í díóðastillingu. Fyrir sameiginlegan rafskaut skaltu tengja rauða rannsakann við sameiginlega pinnann og svarta rannsakann við hlutapinna, ef hlutinn kviknar, þá er það CA. Snúðu könnunum við til að prófa fyrir sameiginlegt bakskaut.
Rafmagnsforskriftir 7-hluta skjáa
| Breyta | Svið |
|---|---|
| Framspenna (Vf) | 1,8–2,4 V (Rauður/Gulur: \~1,8–2,0 V, Grænn/Blár: \~2,0–2,4 V) |
| Framstraumur (Ef) | 10–30 mA (20 mA á hvern hluta er staðalbúnaður) |
| Hámarks straumur | Allt að 100 mA (aðeins með púls/margföldun) |
| Ljósstyrkur | 1–10 mcd (hærri gildi = bjartari) |
| Bylgjulengd (litur) | Rauður: 620–630 nm, Grænn: 565 nm |
| Sjónarhorn | 50–120° |
Viðnámsútreikningur fyrir 7-hluta skjái
7 hluta skjár krefst straumtakmarkandi viðnáms fyrir hvern LED hluta til að koma í veg fyrir of mikið straumflæði og ójafna birtustig. Viðnámsgildið er ákvarðað með lögmáli Ohms, gefið upp sem R = (Vcc – Vf) / Ef, þar sem Vcc er framspennan, Vf er framspenna LED, og ef er æskileg framstraumur. Til dæmis, með 5 V framboði, framspennu 2.0 V á hluta og markstraumi 10 mA, verður útreikningurinn (5 – 2) ÷ 0.01 = 300 Ω. Þar sem viðnám kemur í stöðluðum gildum er best að velja næsta hærri valkost, eins og 330 Ω, til að tryggja öryggi. Hver hluti verður að hafa sitt eigið viðnám, þar sem það að deila einum yfir sameiginlega pinnann veldur ójöfnu birtustigi. Fyrir margfalda skjái ætti einnig að hafa í huga púlsaðgerð þegar viðnámsgildi eru stillt.
Akstur 7-hluta skjáa með afkóðara ICs
Að stjórna 7 hluta skjá beint frá örstýringu getur fljótt neytt I/O pinna þar sem einn tölustafur þarf allt að átta pinna (sjö hlutar plús aukastaf). Til að vista GPIO og einfalda raflögn eru afkóðarar ICs notaðir. Þessir flísar umbreyta 4 bita tvíundarkóðuðu aukastaf (BCD) inntaki í nauðsynleg sjö úttak sem knýja skjáhlutana og minnka kröfuna í aðeins fjórar gagnalínur.
74HC4511 er hannaður fyrir algenga bakskautsskjái (CC) og veitir virka-HÁA úttak. Það inniheldur gagnlega eiginleika eins og læsingu virkja, lampaprófun og eyðingarstýringu, sem leyfa stöðuga skjástýringu og prófun. Á hinn bóginn vinnur SN7447/LS47 með algengum rafskautaskjám (CA) og gefur út virk-LOW merki. Það styður einnig lampapróf og gáraeyðingaraðgerðir, sem gerir það hentugt til að keyra marga tölustafi á fossaskjáum.
Akstursaðferðir fyrir 7 hluta skjái
Bein akstur
Í þessari nálgun tengist hver LED hluti beint frá MCU pinna í gegnum viðnám. Þó að það sé einfalt þarf það allt að 8 pinna á hvern tölustaf. Þetta er hagnýtt fyrir eins stafa skjái en óhagkvæmt fyrir margra stafa uppsetningar.
IC afkóðari
Afkóðari dregur úr pinnanotkun með því að breyta 4 bita tvöföldu inntaki í sjö úttak sem þarf fyrir skjáinn. Þessi aðferð er frábær fyrir eins stafa eða litla skjái og skera nauðsynlega MCU pinna niður í aðeins fjóra. Það verður minna skilvirkt þegar ekið er stærri fjölstafa fylki.
Vaktaskrár
Vaktskrár taka raðgögn frá MCU og breyta þeim í samhliða úttak. Þeir falla auðveldlega saman, sem gerir þá fullkomna fyrir margra stafa 7 hluta einingar á meðan þeir nota mjög fáa MCU pinna. Þessi aðferð er stigstærðust og notuð í stafrænum klukkum, teljarum og margfaldum skjáum.
Margföldun margra stafa 7 hluta skjáir
Þegar notaðir eru fjölstafa 7 hluta skjáir er margföldun algeng aðferð til að stjórna þeim án þess að nota of marga pinna. Í þessari nálgun er aðeins kveikt á einum tölustaf í einu, en skiptingin gerist svo hratt að það lítur út fyrir að allir tölustafir séu á saman. Þetta gerir skjáinn auðveldari í umsjón en sýnir samt réttar tölur.
Til að skjárinn líti stöðugt út þarf að endurnýja hvern tölustaf á nógu miklum hraða, um 200 sinnum á sekúndu, svo augað taki ekki eftir neinu flökti. Tíminn sem hver tölustafur er virkur er kallaður vinnulota, sem fer eftir því hversu mörgum tölustöfum er verið að stjórna. Minni vinnulota þýðir að tölustafirnir eru ekki eins bjartir, þannig að hugsanlega þarf að stilla strauminn innan öruggra marka til að viðhalda skyggni.
Eitt vandamál sem getur komið upp í margföldun er draugur, þar sem óæskilegir hlutar virðast dauflega upplýstir. Þetta er hægt að forðast með því að slökkva á öllum tölustöfum áður en hlutamerkin eru uppfærð og með því að nota rekla sem geta skipt um stöðu hratt fyrir hreinni notkun.
Akstur 7-hluta skjáa með smára og MOSFET ökumönnum
Darlington smári fylki
Þessir ICs eru notaðir til að sökkva straumi í algengum bakskautsskjám (CC). Hver rás getur keyrt hluta eða tölustaf, sem gerir þær hentugar fyrir meðalstóra til stóra skjái.
PNP smári og P-rás MOSFET
Fyrir algenga rafskautaskjái (CA) er uppsprettustraumur nauðsynlegur. PNP smári eða P-MOSFETs veita nauðsynlegan straum til rafskautanna á sama tíma og MCU er hægt að stjórna rofi á skilvirkan hátt.
Hollur LED bílstjóri IC
Sérhæfðir ICs eins og MAX7219 samþætta margföldun, straumstýringu og birtustýringu í einn flís. Þessir reklar draga verulega úr flækjustigi raflagna og losa um MCU auðlindir.
Persónur sem þú getur sýnt á 7 hluta skjám
Tölustafir (0–9)
Megintilgangur 7-hluta skjáa er að sýna aukastafi. Hægt er að birta alla tölustafi frá 0 til 9 á skýran og nákvæman hátt og þess vegna eru þeir notaðir í reiknivélar, klukkur og mæla.
Sextándastafir (A–F)
7-hluta skjáir geta einnig táknað sextándagildi. Studdar persónur eru A, b, C, d, E og F. Þetta gerir þau gagnleg í stafrænni rafeindatækni og innbyggðum kerfum þar sem þörf er á sextándakerfisframsetningu.
Takmarkaðir stafrófsstafir
Suma stafi, eins og P, U, L og H, er hægt að nálgast með því að nota hlutana sjö. Læsileiki er kannski ekki alltaf bestur þar sem margir stafir þurfa fleiri hluti en skjárinn veitir.
Hentar ekki fyrir fullan texta
Vegna takmarkaðrar uppbyggingar þeirra eru 7 hluta skjáir ekki hagnýtir til að sýna orð eða flókna stafi. Fyrir textaþung forrit nota hönnuðir oft punktafylkisskjái eða alfanumerískar LCD/LED einingar í staðinn.
PCB og raflögn fyrir 7 hluta skjái
• Settu straumtakmarkandi viðnám nálægt LED pinnunum til að viðhalda stöðugri birtu og draga úr spennufalli yfir ummerki.
• Notaðu breið PCB ummerki fyrir algengar rafskauta- eða bakskautslínur þar sem þær bera hærri strauma fyrir marga hluta í einu.
• Bættu við traustu jarðplani til að veita stöðugar afturleiðir, lágmarka hávaða og bæta heildarafköst hringrásarinnar.
• Haltu línum með tölustafum stuttum og vel leiddum til að forðast hávaðavandamál og tryggja hraðar umbreytingar fyrir mjúka margföldun.
Ályktun
7 hluta skjáir eru hagnýtir, endingargóðir og mikið notaðir til að sýna tölur í tækjum eins og klukkum, reiknivélum, mælum og eldsneytisdælum. Þeir geta virkað sem sameiginlegt bakskaut eða sameiginlegt rafskaut og verið knúnir áfram af örstýringum, afkóðara ICs eða vaktskrám. Þó að það henti ekki fyrir fullan texta, heldur skilvirkni þeirra og áreiðanleiki þeim nauðsynlegum í mörgum forritum.
Algengar spurningar [algengar spurningar]
Hvaða efni eru notuð í 7 hluta skjái?
Þau eru gerð úr hálfleiðara LED (GaAsP fyrir rautt/appelsínugult, GaP fyrir grænt) sem er hýst í epoxý plastefni til verndar og ljósmótunar.
Er hægt að nota 7 hluta skjái utandyra?
Já, en aðeins útgáfur með mikilli birtu eða stórum hluta henta. Venjulegir skjáir eru of daufir fyrir beint sólarljós.
Hversu lengi endist 7 hluta skjár?
Vel keyrður skjár endist í 50,000 til 100,000 klukkustundir. Ofstraumur eða ofhitnun dregur úr líftíma.
Hver er besti hressingarhraði fyrir margfalda skjái?
Flestir virka best á milli 100 Hz og 1 kHz. Tíðni undir 100 Hz veldur flökti en tíðni yfir 1 kHz sóar auðlindum.
Eru marglitir 7-hluta skjáir til?
Já. Sumar gerðir nota tveggja lita eða RGB LED, sem gerir marga litavalkosti kleift á einum skjá.
Hvort eyðir meiri orku, 7 hluta skjáir eða LCD?
7-hluta LED eyða meira afli en LCD. LCD eru ákjósanlegir fyrir tæki með litlum krafti en LED eru bjartari og harðgerðari.