Como exibir caracteres alfanuméricos em um LED de 7 segmentos?

Exibir caracteres alfanuméricos em um LED de 7 segmentos é um aspecto fundamental e fascinante da eletrônica. Como fornecedor liderado por 7 segmentos, testemunhei em primeira mão as diversas aplicações e a importância de entender como utilizar efetivamente esses componentes. Neste blog, vou me aprofundar nos meandros de exibir caracteres alfanuméricos em LEDs de 7 segmentos, desde o básico de como eles trabalham até estratégias práticas de implementação.

Compreendendo o básico dos LEDs de 7 segmentos

Um LED de 7 segmentos é um dispositivo de exibição composto por sete segmentos de LED individuais organizados em um padrão específico, normalmente na forma do dígito 8. Esses segmentos são rotulados de A a G e, ao iluminar diferentes combinações deles, vários números e algumas letras podem ser formados. Existem dois tipos principais de LEDs de 7 segmentos: cátodo comum e ânodo comum.

Em um LED comum de 7 segmentos de cátodo, todos os cátodos (terminais negativos) dos segmentos individuais são conectados e fundamentados. Para iluminar um segmento específico, um alto nível lógico (geralmente 5V) é aplicado ao seu ânodo correspondente. Por outro lado, em um LED de 7 segmentos de ânodo comum, todos os ânodos (terminais positivos) são conectados e fornecidos com uma tensão positiva. Para ativar um segmento, um nível lógico baixo (geralmente 0V) é aplicado ao seu cátodo.

Mapeando caracteres alfanuméricos para padrões de 7 segmentos

A primeira etapa na exibição de caracteres alfanuméricos em um LED de 7 segmentos é entender os padrões de segmento necessários para cada caractere. Para os números de 0 a 9, os padrões são relativamente diretos. Por exemplo, para exibir o número 0, os segmentos A, B, C, D, E e F são iluminados, enquanto o segmento G permanece desligado. A tabela a seguir mostra os padrões de segmento para os números de 0 a 9:

Além dos números, os LEDs de 7 segmentos também podem exibir algumas letras. No entanto, devido ao número limitado de segmentos, nem todas as cartas podem ser representadas com precisão. As cartas mais comumente exibidas incluem A, B, C, D, E, F, H, L, P e U. Aqui estão os padrões de segmento para essas cartas:

Dirigindo LEDs de 7 segmentos com microcontroladores

Para exibir caracteres alfanuméricos em um LED de 7 segmentos, um microcontrolador é normalmente usado para controlar a iluminação dos segmentos. Microcontroladores como Arduino, Raspberry Pi e PIC são escolhas populares devido à facilidade de uso e disponibilidade de bibliotecas de programação.

O processo básico de impulsionar um LED de 7 segmentos com um microcontrolador envolve as seguintes etapas:

1. Configuração do pino: Conecte os segmentos individuais do segmento 7 levou aos pinos de saída apropriados do microcontrolador. Se estiver usando um LED de cátodo comum, os segmentos estão conectados aos pinos de saída do microcontrolador através de resistores de limitação de corrente. Se estiver usando um LED de ânodo comum, os segmentos estão conectados aos pinos de saída do microcontrolador através de um transistor ou um buffer para fornecer corrente suficiente.
2. Mapeamento de personagens: Crie uma matriz ou uma tabela de pesquisa que armazena os padrões de segmento para cada caractere alfanumérico. Esta tabela pode ser usada para recuperar rapidamente o padrão apropriado com base no caractere a ser exibido.
3. Função de exibição: Escreva uma função que pegue um caractere como entrada e define os pinos de saída do microcontrolador para o padrão de segmento correspondente. Essa função pode ser chamada sempre que um novo caractere precisar ser exibido.

Aqui está um exemplo de código Arduino que demonstra como exibir números de 0 a 9 em um LED comum de 7-segmento de cátodo:

// Defina os pinos conectados aos segmentos const int segmentpins [] = {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}; Padrões de segmento para números 0 a 9 const byte digitpatterns [] = {b1111110, // 0 b0110000, // 1 b1101101, // 2 b1111001, // 3 B0110011, // 4 B1011011111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111001100100, // 4 b1011111111111111111111111001100, // 4; void setup () {// Defina os pinos do segmento como saída para (int i = 0; i <7; i ++) {pinmode (segmentpins [i], saída); }} void loop () {// exibe números 0 a 9 com um atraso de 1 segundo entre cada número para (int i = 0; i <10; i ++) {displayDigit (i); atraso (1000); }} void DisplayDigit (int digit) {// Obtenha o padrão de segmento para o dígito Byte Pattern = DigitPatterns [Digit]; // Defina os pinos do segmento de acordo com o padrão para (int i = 0; i <7; i ++) {DigitalWrite (segmentpins [i], bitRead (padrão, i)); }}

Multiplexando vários LEDs de 7 segmentos

Em muitos aplicativos, vários LEDs de 7 segmentos são usados para exibir números ou mensagens de vários dígitos. No entanto, dirigir cada LED individualmente exigiria um grande número de pinos de saída no microcontrolador. Para superar essa limitação, uma técnica chamada multiplexação é comumente usada.

A multiplexação envolve alternar rapidamente entre os LEDs individuais, iluminando cada um em sequência por um curto período de tempo. Como o olho humano tem uma persistência de visão, ele percebe todos os LEDs como sendo iluminados simultaneamente. Existem dois tipos principais de multiplexação: multiplexação por divisão de tempo (TDM) e multiplexação por divisão de frequência (FDM). O TDM é o método mais usado para dirigir LEDs de 7 segmentos.

Para implementar a multiplexação do TDM, cada LED de 7 segmentos está conectado ao mesmo conjunto de pinos de segmento, e um pino de ativação separado é usado para controlar que o LED está atualmente ativo. O microcontrolador alterna entre ativar cada LED e exibir o dígito apropriado nele. A seguir, é apresentado um exemplo de código Arduino que demonstra como multiplex três LEDs comuns de cátodo de 7 segmentos para exibir um número de três dígitos:

// Defina os pinos conectados aos segmentos const int segmentpins [] = {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}; // Defina os pinos conectados às linhas de habilitação dos LEDs const int HabilablePins [] = {9, 10, 11}; Padrões de segmento para números 0 a 9 const byte digitpatterns [] = {b1111110, // 0 b0110000, // 1 b1101101, // 2 b1111001, // 3 B0110011, // 4 B1011011111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111001100100, // 4 b1011111111111111111111111001100, // 4; // o número a ser exibido no número int = 123; void setup () {// Defina os pinos do segmento como saída para (int i = 0; i <7; i ++) {pinmode (segmentpins [i], saída); } // Defina os pinos de ativação como saída para (int i = 0; i <3; i ++) {pinmode (enablePins [i], saída); DigitalWrite (EnablePins [i], alto); // Desativar todos os LEDs inicialmente}} void loop () {// extraia os dígitos individuais do número int digit1 = número / 100; int digit2 = (número / 10) % 10; int digit3 = número % 10; // multiplex os LEDs para (int i = 0; i <3; i ++) {// Ative o LED DigitalWrite atual (enablePins [i], baixo); // exibe o dígito apropriado if (i == 0) {displayDigit (Digit1); } else if (i == 1) {DisplayDigit (Digit2); } else {DisplayDigit (Digit3); } // atraso por um curto período para permitir que o LED ilumine o atraso (2); // Desativar o atual LED DigitalWrite (EnablePins [i], alto); }} void DisplayDigit (int digit) {// Obtenha o padrão de segmento para o dígito Byte Pattern = DigitPatterns [Digit]; // Defina os pinos do segmento de acordo com o padrão para (int i = 0; i <7; i ++) {DigitalWrite (segmentpins [i], bitRead (padrão, i)); }}

Nossos produtos LED de 7 segmentos

Como fornecedor de LED de 7 segmentos, oferecemos uma ampla gama de produtos LED de 7 segmentos de alta qualidade para atender às diversas necessidades de nossos clientes. Nossos produtos incluemLED de um dígito de 7 segmentos, Assim,LED de três dígitos de 7 segmentos, eLED de quatro dígitos de 7 segmentos. Esses LEDs estão disponíveis nas configurações de cátodo e ânodo comum comuns e vêm em vários tamanhos e cores para atender a diferentes aplicações.

Nossos LEDs de 7 segmentos são fabricados usando tecnologia avançada e materiais de alta qualidade, garantindo excelente desempenho e confiabilidade. Eles são amplamente utilizados em aplicações como relógios digitais, calculadoras, medidores e sistemas de controle industrial. Seja você um hobby, um engenheiro ou um fabricante, temos a solução LED certa de 7 segmentos para você.

Entre em contato conosco para compras

Se você estiver interessado em nossos produtos LED de 7 segmentos ou tiver alguma dúvida sobre a exibição de caracteres alfanuméricos em LEDs de 7 segmentos, não hesite em entrar em contato conosco. Nossa equipe de especialistas está sempre pronta para ajudá -lo com suas necessidades de compras e fornecer as melhores soluções possíveis. Estamos ansiosos para trabalhar com você e ajudá -lo a alcançar seus objetivos do projeto.

Referências

• Documentação do Arduino: https://www.arduino.cc/reference/en/
• Tutoriais eletrônicos: https://www.electronics-tutorials.ws/
• Sparkfun Learn: https://learn.sparkfun.com/tutorials/