Семисегментный дисплей

редактировать
Форма электронного устройства отображения для отображения десятичных чисел

Типичный 7-сегментный светодиодный дисплей компонент с десятичной точкой в ​​широком DIP -10 корпусе

A семисегментный дисплей представляет собой форму электронного устройства отображения для отображения десятичного цифры, которые являются альтернативой более сложным матричным дисплеям.

Семисегментные дисплеи широко используются в цифровых часах, электронных счетчиках, основных калькуляторах и других электронных устройствах. устройства, отображающие числовую информацию.

Содержание

  • 1 История
  • 2 Реализации
  • 3 символа
    • 3.1 Десятичный
    • 3.2 Шестнадцатеричный
    • 3.3 Латинский алфавит
    • 3.4 Пунктуация
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки
  • 6 Внешние ссылки

История

A мультиплексированный 4-значный семисегментный дисплей всего с 12 контактами

Семисегментное представление фигур можно найти в патентов еще в 1903 г. (в U.S. Патент 1126641 ), когда Карл Кинсли изобрел метод телеграфной передачи букв и цифр и их печати на ленте в сегментированном формате. В 1908 году Ф. В. Вуд изобрел 8-сегментный дисплей, на котором цифра 4 отображалась с помощью диагональной полосы (Патент США 974943 ). В 1910 г. на сигнальном табло котельной электростанции был установлен семисегментный индикатор, освещенный лампами накаливания. Они также использовались, чтобы показывать набранный телефонный номер операторам при переходе от ручного набора номера к автоматическому. Они не получили широкого распространения до появления светодиодов в 1970-х годах.

Семисегментный дисплей с нитью накала

Некоторые ранние семисегментные дисплеи использовали нити накаливания в откачанной лампе; они также известны как нумитроны. Вариант (минитроны) использовал вакуумированный герметичный ящик. Минитроны - это сегментные дисплеи с нитью накала, которые размещены в корпусах DIP, как современные сегментные светодиодные дисплеи. Они могут иметь до 16 сегментов. Были также сегментные дисплеи, в которых вместо светодиодов или нитей накаливания использовались маленькие лампы накаливания. Они работали так же, как современные светодиодные сегментные дисплеи.

Вакуумные флуоресцентные дисплеи версии также использовались в 1970-х.

Многие ранние (1970-е годы) светодиодные семисегментные дисплеи имели каждую цифру одиночный штамп. Это сделало цифры очень маленькими. Некоторые использовали увеличительные линзы в дизайне, чтобы сделать цифры более разборчивыми.

Семисегментный узор иногда используется в плакатах или ярлыках, где пользователь либо применяет цвет к предварительно напечатанным сегментам, либо применяет раскрасьте семисегментную цифру в шаблоне, чтобы составить такие цифры, как цены на продукты или номера телефонов.

Для многих приложений точечно-матричные ЖК-дисплеи в значительной степени вытеснили светодиодные дисплеи в целом, хотя даже в ЖК-дисплеях широко используются 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 они должны быть физически отформованы для придания формы, что затрудняет формирование более сложных форм, чем сегменты 7-сегментных дисплеев.. Однако высокий коэффициент распознавания семисегментных дисплеев и сравнительно высокая визуальная контрастность, получаемая такими дисплеями по сравнению с точечно-матричными цифрами, делают семисегментные многоразрядные ЖК-экраны очень распространенными на основных калькуляторы.

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 ".

Реализации

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), накаливания (Numitron) и другие. Для ценовых тотемов бензина и других крупных знаков по-прежнему широко используются лопаточные дисплеи, состоящие из отражающих свет сегментов (или «лопаток»), перевернутых с помощью электромагнита. Альтернативой 7-сегментному дисплею в 1950–1970-х годах была неоновая лампа с холодным катодом никси-лампа. Начиная с 1970 года RCA продавала устройство отображения, известное как Numitron, в котором использовались нити накаливания, расположенные в виде семисегментного дисплея. В СССР первый электронный калькулятор «Вега», выпускавшийся с 1964 года, содержал 20 десятичных знаков с семисегментным электролюминесцентным дисплеем.

В простом светодиодном корпусе, как правило, все катоды (отрицательные клеммы) или все аноды (положительные клеммы) сегментных светодиодов подключены и выведены на общий вывод; это называется устройством с «общим катодом» или «общим анодом». Следовательно, для пакета из 7 сегментов плюс десятичная точка потребуется только девять контактов, хотя коммерческие продукты обычно содержат больше контактов и / или пробелов в местах расположения контактов, чтобы соответствовать стандартным разъемам IC. Также существуют интегрированные дисплеи с одной или несколькими цифрами. Некоторые из этих интегрированных дисплеев имеют собственный внутренний декодер, но большинство из них не имеют: каждый отдельный светодиод выведен на соединительный контакт, как описано.

Многоразрядные светодиодные дисплеи, используемые в карманных калькуляторах и аналогичных устройствах, 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 выводу схемы драйвера , 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. Часто в карманных калькуляторах линии ввода цифр также используются для сканирования клавиатуры, обеспечивая дополнительную экономию; однако одновременное нажатие нескольких клавиш приведет к странным результатам на мультиплексном дисплее.

Хотя невооруженным глазом все цифры на светодиодном дисплее кажутся горящими, реализация типичного мультиплексированного дисплея, описанного выше, означает, что в действительности в любой момент времени светится только одна цифра.

Один байт может кодировать полное состояние 7-сегментного дисплея. Самые популярные битовые кодировки - это gfedcba и abcdefg, где каждая буква представляет определенный сегмент на дисплее. В представлении gfedcba байтовое значение 0x06 (в общей анодной схеме) включает сегменты «c» и «b», которые отображают «1».

Символы

Сетка 16 × 8, показывающая 128 состояний семисегментного дисплея

Семь элементов дисплея могут светиться в различных комбинациях для представления арабских цифр. Часто семь сегментов расположены в виде наклонного (наклонного) расположения, что способствует удобочитаемости. В большинстве приложений семь сегментов имеют почти одинаковую форму и размер (обычно это удлиненные шестиугольники, хотя также можно использовать трапеции и прямоугольники ), хотя в В случае счетных машин вертикальные сегменты длиннее и имеют более странную форму на концах, чтобы еще больше улучшить читаемость.

Семь сегментов расположены в виде прямоугольника из двух вертикальных сегментов на каждой стороне с одним горизонтальным сегментом вверху, в середине и внизу. Кроме того, седьмой сегмент делит прямоугольник пополам по горизонтали.

Сегменты 7-сегментного дисплея обозначаются буквами от A до G, где дополнительная десятичная точка («восьмой сегмент», обозначаемая как DP) используется для отображение нецелых чисел.

Десятичное

Числовые цифры от 0 до 9 являются наиболее распространенными символами, отображаемыми на семисегментных дисплеях. Наиболее распространенные шаблоны, используемые для каждого из них:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Цифры 6 и 9 также могут быть представлены без «хвоста», а цифра 7 - с «хвостом»:

6 7 9

В Unicode 13.0 10 кодовых точек имели дано для сегментированных цифр 0–9 в блоке Symbols for Legacy Computing, чтобы воспроизвести ранние компьютерные шрифты, которые включали семисегментные версии цифр. В рекомендации показан менее распространенный дизайн для 7. Здесь моделируются символы:

0123456789ABCDEF
U + 1FBFx0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

шестнадцатеричный

Четыре двоичных бита необходимы для указания чисел 0–9, но также можно указать 10–15, поэтому обычно декодеры с 4-битными входами также могут отображать шестнадцатеричные (шестнадцатеричные) цифры. Сегодня комбинация прописных и строчных букв обычно используется для A – F; это делается для получения уникальной однозначной формы каждой шестнадцатеричной цифры (в противном случае заглавная буква «D» выглядела бы идентично «0», а заглавная буква «B» была бы идентична «8»). Также цифра «6» должна отображаться с освещенной верхней полосой, чтобы избежать двусмысленности с буквой «b».

Следующая таблица поиска может быть полезна для написания кода для управления 7-сегментным дисплеем.

Отдельные сегменты семисегментного дисплея
Шестнадцатеричное кодирование для отображения цифр от 0 до F
ЦифраДисплейgfedcbaabcdefgabcdefg
00 0x3F0x7Eonononononon
11 0x060x30onon
22 0x5B0x6Dononononon
33 0x4F0x79ononononon
44 0x660x33onononon
55 0x6D0x5Bononononon
66 0x7D0x5Fonononononon
77 0x070x70ononon
88 0x7F0x7Fononononononon
99 0x6F0x7Bonononononon
AA 0x770x77onononononon
bb 0x7C0x1Fononononon
CC 0x390x4Eonononon
dd 0x5E0x3Dononononon
EE 0x790x4Fononononon
FF 0x710x47onononon

Вышеупомянутая современная числовая схема не всегда соблюдалась в прошлом, и различные другие схемы можно было найти как колодец:

  • Texas Instruments семисегментные микросхемы декодера дисплея 7446/7447/7448/7449 и 74246/74247/74248/74249 и Siemens В микросхемах FLH551-7448 / 555-8448 используются усеченные версии «2», «3», «4», «5» и «6» для цифр A – E. Цифра F (двоичный код 1111) была пуста.
  • Семисегментные микросхемы декодера Toshiba TC5002 и TC5022 повторяют цифры от 0 до 5 для цифр A – F. На них также отображается цифра 7 с дополнительным сегментом «f».
  • Советские программируемые калькуляторы, такие как Б3–34, использовали символы «-», «L», «C», «Г», «E» и «» (пробел), позволяющие отображать сообщение об ошибке EГГ0Г.
  • Многие более ранние микросхемы обеспечивали логику, предназначенную только для 0–9 и выше дают любую полученную картину. National Semiconductor MM74C912 отображал «o» для A и B, «-» для C, D и E и пробел для F. CD4511 просто отображал пробелы. MC14558 отображает цифру «1» в левой части дисплея (с использованием сегментов «e» и «f» вместо обычных «b» и «c»).
современныйA b C d E F
TI, SiemensA B C D E F
ToshibaA B C D E F
ElektronikaA B C D E F
National SemiconductorA B C D E F

Латинский алфавит

Большинство букв латинского алфавита можно разумно реализовать с использованием семи сегментов. Хотя не все буквы доступны, можно составить много полезных слов. Выбирая более качественные синонимы , можно обойти многие недостатки семисегментных кодировок алфавита. Некоторые буквы ('O', 'I', 'S') выглядят идентично числам, хотя вместо них можно использовать строчные буквы 'o' и 'i' или поставить 'I' слева, как показано здесь.. Кроме того, семисегментные дисплеи могут использоваться для отображения различных других букв латинского, кириллического и греческого алфавитов, включая знаки препинания, но немногие представления одновременно являются однозначными и интуитивно понятными. Когда все буквы необходимо отобразить на устройстве, лучше использовать экранные изображения с шестнадцатисегментной структурой и и матричные, чем с семисегментными.

Кодировки латинского алфавита
РегистрABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
ВерхнийA C E F G H I J L O P S U
Нижнийb c d h i n o q r t u y

Краткие сообщения с информацией о состоянии (например, «нет dISC» на проигрывателе компакт-дисков) также обычно отображаются на 7-сегментных дисплеях. В случае таких сообщений не обязательно, чтобы каждая буква была однозначной, просто чтобы слова в целом были удобочитаемыми.

Примеры:

O P E n , C L O S E, P L A y , P A U S E, S H U F F L E, n o d 1 S C
S t A r t , S t o P , r u n , F A I L , E r r o r , S E t U P , H E L P
o n , O F F , y E S , n o , H o t , C o L d

Пунктуация

Семь сегментов способны отображать некоторые символы пунктуации глифов. Отображается шестнадцатеричное значение для каждого символа Unicode, из которых младшие 8 битов большинства из них также существуют как символы ASCII.

Кодировки знаков препинания
ГлифОтображениеUnicode Имя (я)
sp 0x0020Пробел, пустой, все сегменты отключены
__ 0x005FПодчеркивание, нижнее тире, нижняя строка
-- 0x002DДефис-минус, минус, минус, дефис, Dash
‾ 0x203EOverline, Overscore, Overbar, Macron
=экв 0x003DEquals, Двойной дефис
⁼ 0x207CНадстрочный индекс «равно»
≡ 0x2261Тройная черта, кнопка гамбургера, идентично
°° 0x00B0градус, надстрочный ноль
"" 0x0022двойной цитата, Двойное простое число
'' 0x0027Апостроф, Одинарная кавычка, Простое число
(или [[ 0x005BКруглая скобка, Скобка (конфликтует с заглавными буквами C )
) или]] 0x005DСкобка, скобка
?? 0x003FЗнак вопроса

См. Также сегмент

7, 9, 14, 16 дисплеи отображаются рядом.

Есть также четырнадцатисегментные и шестнадцатисегментные дисплеи (для полного буквенно-цифрового ); однако в основном они были заменены точечно-матричными дисплеями. Дисплеи с двадцатью двумя сегментами, способные отображать полный набор символов ASCII, были кратко доступны в начале 1980-х, но не стали популярными.

Справочная информация

Внешние ссылки

На Викискладе есть материалы, связанные с Семисегментным дисплеем.
Последняя правка сделана 2021-06-08 01:46:01
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте