不同7段显示器

LED或发光二极管，是一种固态光学pn结二极管，以光子的形式发射光能。

这些光子的发射发生在二极管结是由外部电压正向偏置，允许电流流过其结点，在电子设备中，我们将此过程称为电致发光。

LED发出的可见光的实际颜色，从蓝色到红色到橙色，由发射光的光谱波长决定，其本身取决于添加到用于生产它的半导体材料中的各种杂质的混合物。

7分段显示

发光二极管与传统灯泡和灯具相比具有许多优点，主要是它们体积小，寿命长，颜色多样，价格便宜且易于获得，以及易于与各种其他电子元件和数字电路接口。

但光的主要优点t发光二极管是因为它们的芯片尺寸小，它们中的一些可以在一个小而紧凑的封装内连接在一起，产生通常称为<7> 7段显示器。

7段显示器，也写为“七段显示器”，由七个LED（因此其名称）组成，如图所示以矩形方式排列。七个LED中的每一个被称为段，因为当被照亮时，该段形成要显示的数字（十进制和十六进制）的一部分。有时在同一封装中使用额外的第8个LED，因此当两个或多个7段显示器连接在一起以显示大于10的数字时，允许指示小数点（DP）。

每个LED在显示器中的七个LED中，给出一个位置部分，其中一个连接引脚直接从矩形塑料封装中取出。这些单独的LED引脚标记为代表每个LED的 a 到 g 。其他LED引脚连接在一起并接线以形成公共引脚。

因此，通过以特定顺序正向偏置LED段的适当引脚，一些段将是亮的而另一些段将是暗的，从而允许在显示器上生成的数字的所需字符图案。这样我们就可以在同一个7段显示器上显示十个十进制数字 0 到 9 中的每一个。

显示公共引脚是通常用于识别它是哪种类型的7段显示器。由于每个LED有两个连接引脚，一个称为“阳极”，另一个称为“阴极”，因此有两种类型的LED 7段显示器称为：共阴极（CC）和共阳极（CA）。

两个显示器的区别，顾名思义，就是共阴极将7段的所有阴极直接连接在一起，共阳极具有连接在一起的7段的所有阳极，并如下照明。

<跨度> 1。共阴极（CC） - 在共阴极显示器中，LED段的所有阴极连接一起连接到逻辑“0”或接地。通过限流电阻施加“高”或逻辑“1”信号来照亮各个段，以正向偏置各个阳极端子（ag）。

共阴极7段显示器

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<跨度> 2。共阳极（CA） - 在共阳极显示器中，LED段的所有阳极连接一起连接到逻辑“1”。通过适当的限流电阻将特定区段（ag）的阴极施加接地的逻辑“0”或“低”信号来照亮各个区段。

共阳极7段显示

通常，共阳极显示器更受欢迎，因为许多逻辑电路可以吸收比它们可以提供更多的电流。另请注意，共用阴极显示器不是用于共阳极显示器的电路的直接替代品，反之亦然，因为它与反向连接LED相同，因此不会发光。

根据要显示的十进制数字，特定的一组LED是正向偏置的。例如，要显示数字 0 ，我们需要点亮与 a，b，c，d，e 和对应的六个LED段。 ˚F 。因此，可以使用如图所示的7段显示来显示 0 到 9 的各种数字。

所有数字的7段显示段。

然后，对于7段显示，我们可以生成一个真值表，给出需要照亮的各个段以产生从 0 到 9 所需的十进制数字，如下所示。

7段显示真值表

驱动7段显示器

虽然可以将7段显示器视为单个显示器，但在单个封装中仍然有7个单独的LED，因此这些LED需要过流保护。 LED只有在正向偏置时才会发光，发光量与正向电流成正比。

这意味着随着电流的增加，LED光强度会以近似线性的方式增加。因此，必须通过外部电阻控制该正向电流并将其限制在安全值，以防止损坏LED段。

红色LED段的正向压降非常低，大约为2到2 2.2伏（蓝色和白色LED可以高达3.6伏），因此为了正确照明，LED段应连接到超过此正向电压值的电压源，并使用串联电阻将正向电流限制为理想的价值。

通常对于标准的红色7段显示器，每个LED段可以正确地照射约15 mA，因此在5伏数字逻辑电路上，限流电阻的值约为200Ω（5v - 2v） ）/ 15mA，或220Ω到最接近的更高优选值。

因此，要了解显示器的各段如何连接到220Ω限流电阻，请考虑下面的电路。 / p>

驾驶7段显示器

在这个例子中，一个共同的段使用开关照亮阳极显示器。如果关闭开关 a ，电流将通过LED的“a”段流向连接到引脚 a 的限流电阻，并且0伏，制作电路。然后只有段 a 会亮起。因此，需要一个LOW状态（切换到接地）来激活此共阳极显示器上的LED段。

但是假设我们希望十进制数“4”在显示屏上亮起。然后关闭开关 b，c，f 和 g 以点亮相应的LED段。同样，对于十进制数“7”，将关闭开关 a，b，c 。但使用单个开关照亮7段显示器并不是很实用。

7段显示器通常由特殊类型的集成电路（IC）驱动，通常称为7段解码器/驱动器，例如CMOS 4511.这种7段显示驱动器，称为二进制编码十进制或BCD到7段显示解码器和驱动器，能够照亮共阳极或共阴极显示器。但是还有许多其他单显示驱动器和双显示驱动器，例如非常流行的TTL 7447。

这个BCD到7段解码器/驱动器采用标记为 A，B的4位BCD输入，和 D 分别为 1,2,4 和 8 的二进制加权数字，有七个输出将电流通过相应的段以显示数字LED显示的十进制数字。

CD4511的数字输出与通常的CMOS输出不同，因为它们可以提供高达25mA的电流来驱动LED段直接允许使用和驱动不同颜色的LED显示器。

使用4511驱动7段显示

在这个简单的电路中，共阴极显示器的每个LED段都有自己的阳极端子直接连接到4511驱动器，其阴极接地。每个输出的电流通过一个1kΩ的电阻，将其限制在一个安全的数量级。 4511的二进制输入是通过四个开关。然后我们可以看到使用BCD到7段显示驱动程序（如CMOS 4511），我们可以使用四个开关（而不是之前的8个）或4位二进制信号控制LED显示，允许多达16种不同的组合。

大多数数字设备使用7段显示器将数字信号转换为可由用户显示和理解的形式。该信息通常是数字，字符和符号形式的数字数据。共阳极和共阴极七段显示器通过以各种组合照射各个段来产生所需的数量。

基于LED的7段显示器在电子爱好者中非常受欢迎，因为它们易于使用且易于理解。在大多数实际应用中，7段显示器由合适的解码器/驱动器IC驱动，例如来自4位BCD输入的CMOS 4511或TTL 7447。如今，基于LED的7段显示器已经在很大程度上被消耗更少电流的液晶显示器（LCD）所取代。