Bonne journée! Après ma pause longue et forcée, nous continuerons à maîtriser le cours de programmation Arduino. Dans l'un de nos précédents tutoriels, nous avons déjà travaillé avec une séquence de LED, il est maintenant temps de passer à l'étape suivante de l'apprentissage. Le sujet de l'article d'aujourd'hui sera un indicateur à 7 segments.

L'introduction à l'indicateur à 7 segments comprendra deux parties. Dans la première partie, nous allons "repasser" superficiellement la partie théorique, travailler avec le matériel et écrire des programmes simples.

La dernière fois que nous avons travaillé avec une séquence de 8 LED, aujourd'hui il y en aura également 8 (7 - bandes LED et 1 point). Contrairement à la séquence précédente, les éléments de cet ensemble ne sont pas alignés (les uns après les autres), mais sont disposés dans un certain ordre. Grâce à cela, en utilisant un seul composant, vous pouvez afficher 10 chiffres (de 0 à 9).

Une autre différence significative qui distingue cet indicateur du fond de simples LED. Il a une cathode commune (ou plutôt, deux pattes équivalentes 3 et 8, sur lesquelles la cathode est connectée). Il suffit juste de relier une des cathodes à la masse ( Terre). Les anodes de tous les éléments indicateurs sont individuelles.

Une petite parenthèse. Tout ce qui précède s'applique aux indicateurs à 7 segments avec une cathode commune. Cependant, il existe des indicateurs avec une anode commune. La connexion de ces indicateurs a des différences significatives, alors s'il vous plaît ne confondez pas « pécheur avec juste ». Il est nécessaire de bien comprendre quel type de sept segments vous avez entre les mains!

Outre les différences entre les LED simples et les affichages à 7 segments, il existe également des similitudes. Par exemple : les indicateurs, comme les LED, peuvent être montés en ligne (séquence) pour afficher des nombres à deux, trois ou quatre chiffres (chiffres). Cependant, je ne vous conseille pas de vous soucier beaucoup de l'auto-assemblage des kits de segments. En vente "proche" avec des indicateurs à un chiffre, des indicateurs à plusieurs chiffres sont également vendus.

J'espère que vous n'avez pas oublié la nécessité d'utiliser des résistances de limitation de courant lors de la connexion des LED. Il en va de même pour les indicateurs : chaque élément de l'indicateur doit avoir sa propre résistance connectée. 8 éléments (7 + 1) - 8 résistances.

J'avais sous la main un sept segments marqué 5161AS (cathode commune). Brochage des contacts :

schéma

Comme je l'ai dit plus tôt, pour allumer le segment "A", nous connectons la "masse" à n'importe quel contact commun (3 ou 8) et fournissons une alimentation 5V à la broche 7. Si l'indicateur est à anode commune, alors nous fournissons 5V à l'anode, et à la sortie du segment "masse" !

collectons banc d'essai. Nous connectons les fils dans l'ordre, en commençant par la première jambe, qui va à la 2ème sortie de la carte Arduino. Nous connectons la terre à la 8ème sortie de l'indicateur.

Une fois le support assemblé, vous pouvez commencer à écrire le firmware.

Exécutons le programme écrit pour vérifier l'indicateur. Sélectionnons l'élément "A" et faisons un clin d'œil.

Faisons maintenant clignoter le chiffre 2. Pour ce faire, activons quelques éléments supplémentaires.

Pour afficher un chiffre, vous devez écrire un nombre n de lignes de code. Difficile, ne trouve pas.

Il existe un autre moyen. Afin d'afficher un nombre sur l'indicateur, il doit d'abord être représenté comme une séquence spécifique de bits.

Tableau de correspondance.

Si l'affichage a une anode commune, alors 1 doit être remplacé par 0 et 0 par 1 !

La colonne hexadécimale est une représentation en octets du chiffre (nous en parlerons plus en détail dans la deuxième partie).

Un nombre dans le système binaire s'écrit comme suit : 0b00000000. 0b- système binaire. Les zéros signifient que toutes les LED sont éteintes.

Lors de la connexion, nous avons utilisé les broches 2 à 9. Pour allumer la broche 2, nous lui écrivons un = 0b00000001. Le quatrième bit à partir de la droite est responsable du point. Le dernier bit est responsable du tiret au milieu de l'indicateur.

Écrivons un exemple de sortie du nombre 0.

Pour réduire le nombre de chaînes tapées, nous utilisons une boucle qui vous permet "d'essayer" les 8 bits. variable enable_segment la valeur du bit en cours de lecture est affectée. Après cela, la sortie courant est réglée sur le mode approprié ( la présence ou l'absence d'un signal).

Remarque : La fonction bitRead() lit l'état du bit spécifié et renvoie la valeur de l'état (0 ou 1).bitLire(x, n)où x est le nombre dont le bit doit être lu ; n est le numéro du bit dont l'état doit être lu. La numérotation commence à partir du bit le moins significatif (le plus à droite) avec le numéro 0.

Et à la fin de la première partie, nous écrirons un petit compteur.

Il y a des paramètres pour lesquels il serait plus commode de donner une information objective qu'une simple indication. Par exemple, la température de l'air extérieur ou l'heure du réveil. Oui, tout cela pourrait être fait avec des ampoules lumineuses ou des LED. Un degré - une LED allumée ou une ampoule, et ainsi de suite. Mais compter ces lucioles - eh bien, non ! Mais, comme on dit, le plus solutions simples- le plus fiable. Par conséquent, sans réfléchir longtemps, les développeurs ont pris de simples bandes LED et les ont disposées dans le bon ordre.

Au début du XXe siècle, avec l'avènement des tubes à vide, apparaissent les premiers indicateurs à décharge.

A l'aide de tels indicateurs, il a été possible de déduire informations numériques en chiffres arabes. Auparavant, c'était sur de telles lampes que diverses indications étaient faites pour les instruments et autres appareils électroniques. À l'heure actuelle, les éléments à décharge de gaz ne sont presque jamais utilisés nulle part. Mais le rétro est toujours à la mode, c'est pourquoi de nombreux radioamateurs collectionnent d'excellentes montres pour eux-mêmes et leurs proches sur des indicateurs à décharge de gaz.

L'inconvénient des lampes à décharge de gaz est qu'elles consomment beaucoup d'électricité. La durabilité est discutable. Dans notre université, les compteurs de fréquence sur les indicateurs de décharge de gaz sont encore utilisés dans les salles de laboratoire.

Sept indicateurs de segment

Avec l'avènement des LED, la situation a radicalement changé pour le mieux. Les LED elles-mêmes consomment peu de courant. Si vous les placez dans la bonne position, vous pouvez afficher absolument n'importe quelle information. Afin de mettre en évidence tous les chiffres arabes, seules sept bandes lumineuses à LED suffisent - des segments réglés d'une certaine manière :

À presque tous ces indicateurs à sept segments, un huitième segment est également ajouté - un point, afin de pouvoir afficher la valeur entière et fractionnaire de n'importe quel paramètre

En théorie, nous obtenons un indicateur à huit segments, mais à l'ancienne, on l'appelle aussi un indicateur à sept segments.

Quel est le résultat? Chaque bande de l'affichage à sept segments est éclairée par une LED ou un groupe de LED. De ce fait, en mettant en évidence certains segments, on peut afficher un chiffre de 0 à 9, ainsi que des lettres et des symboles.

Types et désignation sur le schéma

Il existe des indicateurs à sept segments à un chiffre, à deux chiffres, à trois chiffres et à quatre chiffres. Je n'ai jamais vu plus de quatre rangs.

Dans les diagrammes, un indicateur à sept segments ressemble à ceci :

En réalité, en plus des principales conclusions, chaque indicateur à sept segments a également une borne commune avec une anode commune (OA) ou une cathode commune (OK)

Le circuit interne d'un indicateur à sept segments avec une anode commune ressemblera à ceci :

et avec une cathode commune comme celle-ci :

Si nous avons un indicateur à sept segments avec une anode commune (OA), alors dans le circuit, nous devons fournir une alimentation «plus» à cette sortie, et si avec une cathode commune (OK), alors «moins» ou masse.

Comment tester un indicateur à sept segments

Nous disposons des indicateurs suivants :

Pour vérifier un indicateur moderne à sept segments, un multimètre avec une fonction de continuité de diode nous suffit. Pour commencer, nous recherchons une conclusion générale - cela peut être OA ou OK. Ici seulement au hasard. Eh bien, nous vérifions ensuite les performances des segments restants de l'indicateur selon les schémas ci-dessus.

Comme vous pouvez le voir sur la photo ci-dessous, le segment testé a pris feu. Nous vérifions les autres segments de la même manière. Si tous les segments sont allumés, alors un tel indicateur est intact et peut être utilisé dans vos développements.

Parfois, la tension sur le multimètre n'est pas suffisante pour tester le segment. Par conséquent, nous prenons l'alimentation et la réglons sur 5 volts. Pour limiter le courant à travers le segment, nous vérifions à travers une résistance de 1-2 Kiloom.

De la même manière, nous vérifions l'indicateur du récepteur chinois

Dans les circuits, des indicateurs à sept segments sont connectés à des résistances à chaque sortie.

Dans notre monde moderne les indicateurs à sept segments sont remplacés par des indicateurs à cristaux liquides qui peuvent afficher absolument toutes les informations

mais pour les utiliser, vous avez besoin de certaines compétences dans les circuits de ces appareils. Par conséquent, les indicateurs à sept segments sont encore utilisés aujourd'hui, en raison de leur faible coût et de leur facilité d'utilisation.

Les indicateurs à sept segments sont parfois appelés "numériques" (eng. "affichage numérique"), étant donné qu'ils sont principalement conçus pour afficher les chiffres arabes 0 ... 9. Cependant, ils peuvent être utilisés pour indiquer des majuscules stylisées et majuscules Alphabet russe et latin, par exemple, "E", "P", "C", "F", "c", "d", etc.

Des images plus claires sont obtenues dans les affichages alphanumériques (eng. "affichage alphanumérique"), qui ont des segments radiaux supplémentaires et, par conséquent, Suite conclusions (Fig. 2.27, a ... c). En conséquence, ces indicateurs affichent presque toutes les lettres de l'alphabet latin, cyrillique et certains caractères spéciaux.

Riz. 2.27. Disposition des segments en alphanumérique Indicateurs LED: a) 9 tronçons ; b) 14 tronçons ; c) 16 segments.

Malheureusement, il n'y a pas de standardisation harmonieuse dans la désignation des segments pour les indicateurs alphanumériques, chaque constructeur « s'exerce » à sa manière. La seule chose est que les points décimaux sont systématiquement marqués de deux, et non d'une, lettres "DP" (Decimal Point).

La seule différence entre les affichages 1 16 segments est que l'affichage 16 segments divise les segments supérieur et inférieur en deux parties, ce qui améliore apparence quelques lettres et symboles (Fig. 2.28).

Riz. 2.28. Formation de lettres et de symboles dans un affichage à 16 segments.

Comme il existe de nombreuses sorties pour de tels indicateurs et qu'elles peuvent ne pas être disposées dans l'ordre, il est conseillé de les faire sonner avec un testeur ou une batterie galvanique de 4,5 V avec une résistance série de 300 ... 390 Ohm avant de les installer sur la carte.

Dans l'argot radioamateur, 1 les affichages à 16 segments sont appelés "astérisques" ou "flocons de neige" pour leur forme bizarre. Une autre version du nom est "indicateurs anglais" pour la similitude du contour avec le drapeau national de la Grande-Bretagne.

En général, le circuit de connexion des indicateurs alphanumériques à MK est le même que celui utilisé dans les indicateurs à sept segments. La principale différence est le double du nombre de broches (Fig. 2.29, a, b).

Riz. 2.29. Schémas de connexion pour indicateurs MK 14 segments :

a) les résistances R1 ... R14 limitent les courants traversant les segments de l'indicateur HG1. La résistance R15 est incluse dans le circuit de contrôle automatique de la luminosité. En raison de l'action du négatif retour d'information, cette résistance, lorsque l'indicateur HG1 est complètement « éclairé », réduit la tension appliquée aux segments (et donc réduit le courant et la luminosité) ;

b) DA1 est un pilote spécialisé avec une interface SCK, SDI, SDO à trois fils. La résistance R1 régule la luminosité, plus précisément, le courant stabilisé à travers tous les segments change. Au lieu d'indicateurs uniques Yab7…#b! 6, vous pouvez utiliser des "paires" d'indicateurs à 14 segments avec un point décimal, par exemple, LTP-3786G de Lite-OnTechnology.