Jak wyświetlać znaki alfanumeryczne na 7 -segmentowej LED?

Wyświetlanie znaków alfanumerycznych na 7-segmentowej LED jest podstawowym, ale fascynującym aspektem elektroniki. Jako 7-segmentowy dostawca LED byłem świadkiem z pierwszej ręki różnorodnych zastosowań i znaczenia zrozumienia, jak skutecznie wykorzystać te elementy. Na tym blogu zagłębię się w zawiłości wyświetlania postaci alfanumerycznych na 7-segmentowych diod LED, od podstaw, w jaki sposób działają po praktyczne strategie wdrażania.

Zrozumienie podstaw 7-segmentowych diod LED

7-segmentowa dioda LED to urządzenie wyświetlające złożone z siedmiu indywidualnych segmentów LED ułożonych w określonym wzorze, zwykle w kształcie cyfry 8. Segmenty te są oznaczone od A do G, a poprzez oświetlenie różnych kombinacji można utworzyć różne liczby i niektóre litery. Istnieją dwa główne typy 7-segmentowych diod LED: wspólna katoda i wspólna anoda.

We wspólnej kariery 7-segmentowej wszystkie katody (negatywne terminale) poszczególnych segmentów są połączone i uziemione. Aby oświetlić określony segment, do odpowiadającej anody wysoki logika (zwykle 5 V) jest stosowany. I odwrotnie, we wspólnej diody segmentu anody 7, wszystkie anody (końcówki dodatnie) są połączone i dostarczane z dodatnim napięciem. Aby aktywować segment, do jego katody stosuje się niski poziom logiki (zwykle 0 V).

Mapowanie znaków alfanumerycznych na wzorce 7-segmentowe

Pierwszym krokiem w wyświetlaniu znaków alfanumerycznych na 7-segmentowej diody LED jest zrozumienie wzorców segmentu wymaganych dla każdej postaci. W przypadku liczb 0 do 9 wzory są stosunkowo proste. Na przykład, aby wyświetlić liczbę 0, segmenty A, B, C, D, E i F są oświetlone, a segment G pozostaje wyłączony. Poniższa tabela pokazuje wzorce segmentu dla liczb 0 do 9:

Oprócz liczb 7-segmentowe diody LED mogą również wyświetlać niektóre litery. Jednak ze względu na ograniczoną liczbę segmentów nie wszystkie litery mogą być dokładnie reprezentowane. Najczęściej wyświetlane litery obejmują A, B, C, D, E, F, H, L, P i U.

Prowadzenie 7-segmentowych diod LED z mikrokontrolerami

Aby wyświetlić alfanumeryczne znaki na 7-segmentowej diody LED, mikrokontroler jest zwykle używany do kontrolowania oświetlenia segmentów. Mikrokontrolery, takie jak Arduino, Raspberry Pi i PIC, są popularnymi wyborami ze względu na ich łatwość użycia i dostępność bibliotek programowych.

Podstawowy proces prowadzenia 7-segmentowej diody LED z mikrokontrolerem obejmuje następujące kroki:

1. Konfiguracja pinów: Podłącz poszczególne segmenty 7-segmentu doprowadziły do odpowiednich pinów wyjściowych mikrokontrolera. Jeśli stosuje się wspólną diodę LED katodą, segmenty są podłączone do pinów wyjściowych mikrokontrolera poprzez rezystory ograniczające prąd. Jeśli stosuje się wspólną diodę LED anodową, segmenty są podłączone do pinów wyjściowych mikrokontrolera przez tranzystor lub bufor, aby zapewnić wystarczający prąd.
2. Mapowanie postaci: Utwórz tablicę lub tabelę wyszukiwania, która przechowuje wzory segmentu dla każdego znaku alfanumerycznego. Tabela ta może być użyta do szybkiego odzyskania odpowiedniego wzoru na podstawie wyświetlania znaku.
3. Funkcja wyświetlania: Napisz funkcję, która przyjmuje znak jako wejście i ustawia punkty wyjściowe mikrokontrolera na odpowiedni wzór segmentu. Ta funkcja można wywołać za każdym razem, gdy musi być wyświetlana nowa postać.

Oto przykład kodu Arduino, który pokazuje, jak wyświetlić liczby od 0 do 9 na wspólnej karmie katody 7-segmentowej LED:

// Zdefiniuj szpilki podłączone do segmentów const int segmentPins [] = {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}; // Wzory segmentów dla liczb 0 do 9 bajtów digitpatterns [] = {B1111110, // 0 B0110000, // 1 B1101101, // 2 B1111001, // 3 B0110011, // 4 B1011011, // 5 B101111, // 6 B1110000, // 7 B1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111 void setup () {// Ustaw piny segmentu jako wyjściowe dla (int i = 0; i <7; i ++) {pinmode (segmentPins [i], wyjściowe); }} void Loop () {// Wyświetl numery 0 do 9 z 1-sekundowym opóźnieniem między każdą liczbą dla (int i = 0; i <10; i ++) {displayDigit (i); opóźnienie (1000); }} void displayDigit (int digit) {// Pobierz wzór segmentu dla cyfr bajtu wzorzec = digitPatterns [cyfr]; // Ustaw piny segmentu zgodnie z wzorem dla (int i = 0; i <7; i ++) {digitalWrite (segmentPins [i], biTRead (wzór, i)); }}

Multipleksowanie wielu 7-segmentowych diod LED

W wielu aplikacjach wiele 7-segmentowych diod LED służy do wyświetlania wielu cyfrowych liczb lub wiadomości. Jednak prowadzenie każdej diody LED wymagałoby dużej liczby pinów wyjściowych na mikrokontrolerze. Aby przezwyciężyć to ograniczenie, powszechnie stosuje się technikę zwaną multipleksingiem.

Multipleksowanie polega na szybkim przełączaniu między poszczególnymi diodami diodami, oświetlając każdą sekwencję przez krótki czas. Ponieważ ludzkie oko ma wytrwałość widzenia, postrzega wszystkie diody LED jako jednocześnie oświetlone. Istnieją dwa główne typy multipleksowania: multipleksowanie w czasie (TDM) i multipleksowanie rozdzielania częstotliwości (FDM). TDM jest najczęściej stosowaną metodą prowadzenia 7-segmentowych diod LED.

Aby zaimplementować multipleksowanie TDM, każda 7-segmentowa dioda LED jest podłączona do tego samego zestawu pinów segmentowych, a do sterowania, która jest obecnie aktywna, używana jest osobna kod PIN, a LED jest obecnie aktywna. Mikrokontroler naprzemiennie włączanie każdej diody LED i wyświetlanie odpowiedniej cyfry na niej. Poniżej znajduje się przykład kodu Arduino, który pokazuje, jak multipleksować trzy wspólne 7-segmentowe diody katodowe, aby wyświetlić trójcyfrową liczbę:

// Zdefiniuj szpilki podłączone do segmentów const int segmentPins [] = {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}; // Zdefiniuj szpilki podłączone do linii włączających diody LED const int EnablePins [] = {9, 10, 11}; // Wzory segmentów dla liczb 0 do 9 bajtów digitpatterns [] = {B1111110, // 0 B0110000, // 1 B1101101, // 2 B1111001, // 3 B0110011, // 4 B1011011, // 5 B101111, // 6 B1110000, // 7 B1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111 // Numer, który ma być wyświetlony Int Numer = 123; void setup () {// Ustaw piny segmentu jako wyjściowe dla (int i = 0; i <7; i ++) {pinmode (segmentPins [i], wyjściowe); } // Ustaw piny Włącz jako wyjściowe dla (int i = 0; i <3; i ++) {pinmode (enablePins [i], wyjściowe); DigitalWrite (EnablePins [i], high); // początkowo wyłącz wszystkie diody LED}} void loop () {// wyodrębnij poszczególne cyfry z liczby int cyfr1 = liczba / 100; int digit2 = (liczba / 10) % 10; int digit3 = liczba % 10; // multiplex diody LED dla (int i = 0; i <3; i ++) {// Włącz bieżącą LED DigitalWrite (enablePins [i], niski); // Wyświetl odpowiednią cyfrę, jeśli (i == 0) {displayDigit (digit1); } else if (i == 1) {displayDigit (digit2); } else {displayDigit (digit3); } // opóźnienie na krótki okres, aby umożliwić LED oświetlania opóźnienia (2); // Wyłącz bieżącą LED DigitalWrite (EnablePins [i], high); }} void displayDigit (int digit) {// Pobierz wzór segmentu dla cyfr bajtu wzorzec = digitPatterns [cyfr]; // Ustaw piny segmentu zgodnie z wzorem dla (int i = 0; i <7; i ++) {digitalWrite (segmentPins [i], biTRead (wzór, i)); }}

Nasze 7-segmentowe produkty LED

Jako 7-segmentowy dostawca LED oferujemy szeroką gamę wysokiej jakości 7-segmentowych produktów LED, aby zaspokoić różnorodne potrzeby naszych klientów. Nasze produkty obejmująOne cyfrowa 7 segmentu LEDWTrójcyfrowy 7 segmentu LED, ICzterocyfrowy 7 segmentu LED. Te diody LED są dostępne zarówno we wspólnych katodach, jak i typowych konfiguracjach anody, i są dostępne w różnych rozmiarach i kolorach, aby pasowały do różnych aplikacji.

Nasze 7-segmentowe diody LED są wytwarzane przy użyciu zaawansowanych technologii i wysokiej jakości materiałów, zapewniając doskonałą wydajność i niezawodność. Są one szeroko stosowane w aplikacjach takich jak cyfrowe zegary, kalkulatory, liczniki i systemy kontroli przemysłowej. Niezależnie od tego, czy jesteś hobbystą, inżynierem czy producentem, mamy dla Ciebie odpowiednie rozwiązanie LED 7-segmentowe.

Skontaktuj się z nami w celu zamówienia

Jeśli interesuje Cię nasze 7-segmentowe produkty LED lub masz pytania dotyczące wyświetlania znaków alfanumerycznych na 7-segmentowych diod LED, skontaktuj się z nami. Nasz zespół ekspertów jest zawsze gotowy pomóc Ci w potrzebach zamówień i zapewnić najlepsze możliwe rozwiązania. Z niecierpliwością czekamy na współpracę z Tobą i pomóc w osiągnięciu celów projektu.

Odniesienia

• Dokumentacja Arduino: https://www.arduino.cc/reference/en/
• Samouczki elektroniczne: https://www.electronics-tutorials.ws/
• Sparkfun Naucz się: https://learn.sparkfun.com/tutorials/