Segmentový displej
Segment displej je schopen zobrazit písmen, čísel nebo znaků prostřednictvím elektronické nebo elektromechanické kontrolou jednoho nebo více jejích segmentů. Existuje mnoho různých typů segmentových displejů, které se liší počtem a uspořádáním svých segmentů. Nejdůležitější je sedmisegmentový displej , který z. B. se používá v digitálních hodinkách nebo kapesních kalkulačkách a všechny číslice od 0 do 9 se skládají až ze sedmi jednotlivých „pomlček“.
Rozšíření tohoto segmentového displeje vede k čtrnácti segmentovému displeji, který také obsahuje další diagonální a vertikální segmenty. To je zřídka také implementováno jako šestnáctisegmentový displej. Tyto dva segmentové displeje nabízejí tu výhodu, že jsou schopny zobrazit všechna velká písmena latinské abecedy a některé speciální znaky, například „+“ a „*“. V angličtině se tyto displeje kvůli svému vzhledu často označují jako starburst display , Union Jack display nebo British flag display .
Další další vývoj má někdy podstatně více segmentů, například 38, 88 nebo 111 v rozšířené rodině Geascript z BMG / MIS. Zejména vysoká čitelnost zajišťuje, že se tato technologie může prosadit v určitých výklencích, jako je technologie navádění parkovacího systému , proti maticovým displejům s flexibilnějšími možnostmi designu.
Sedmisegmentový displej
Displej sedmisegmentový je zobrazovací prvek skládá ze sedmi samostatně přepínatelných, viditelných tyčí, které jsou uspořádány ve formě dvou nad sebou, často čtverečních obdélníky. Obvykle jsou segmenty označeny malými latinskými písmeny a až g , počínaje nahoře, pokračováním ve směru hodinových ručiček a pojmenováním prostředního segmentu jako posledním.
Používá se hlavně k reprezentaci desetinných číslic od nuly do devíti, například v kapesních kalkulačkách nebo digitálních hodinkách , ale také částečně na neelektronických zobrazovacích deskách, například u loterijních jackpotů . Reprezentace číslic je zde abstrahována, takže není zcela dokonalá ve srovnání s „normálním“ písmem (zvláště zřejmými příklady jsou číslice 4 a 7 ). Vzhledem k širokému používání sedmisegmentových displejů je tato abstrakce v každodenním životě stěží patrná.
Kromě toho je bod často integrován jako symbol čárky vpravo nebo vlevo od čísla. Tento konkrétní segment se často označuje jako dp pro desetinnou čárku .
Jeden mluví o o 1 / 2 číslici , pokud pouze segmenty B a C jsou integrovány a znaménko plus. To znamená, že 0 (= vypnuto), číslo 1, stejně jako + a - lze reprezentovat, např. B. reklamy až 1999. A 3 / 4 číslice se používá, když čísla 1, 2, 3 a vypnutí mohou být zobrazeny, např. B. pro reklamy do 3999.
Jelikož většina systémů dnes pracuje s datovou šířkou 8 bitů nebo s jejich násobkem, pro většinu zobrazovacích prvků stále existuje osmý „prvek“ ve formě bodu na účaří napravo od segmentu d (vpravo, protože je tam kvůli převážně kurzivě zarovnání znaménka má více prostoru, než zbývá). Bod je řízen přes osmý datový bit a většinou slouží jako oddělovač desetinných míst , ale také se používá zcela odlišně v závislosti na požadavcích.
Dějiny
Již 17. června 1908 měl Frank W. Wood patentovaný displej s osmi segmenty, který obsahoval další diagonální segment pro zobrazení čísla čtyři (číslo patentu US 974 943, vydané 8. listopadu 1910). Segmentové displeje se rozšířily až v 60. letech 20. století s nástupem fluorescenčních a LED displejů. Před průlomem technologie LED existovaly v 70. letech předchůdce v podobě numerických zobrazovacích trubic ve vláknové technologii - pouze Numitrony v trubicových pouzdrech, poté Minitrony (jako pozdější verze LED) v plastových obalech - nebo jako výbojka plynu .
prezentace
Zastoupení písmen ( latinka , řečtina , cyrilice ) je možné v omezené míře. Dobré čitelnosti lze dosáhnout použitím smíšených velkých a malých písmen. Například písmena ‹A›, ‹C›, ‹E›, ‹F› a ‹G› lze relativně dobře použít k vyjádření hexadecimálních číslic .
U některých číslic existují varianty s jedním nebo více segmenty: a v ‹6› ad v ‹9›. V oblastech kritických z hlediska bezpečnosti má smysl mít design, ve kterém porucha kteréhokoli segmentu neznamená, že jedna číslice vypadá jako jiná (např. „9“ nebo „6“ až „5“), ale spíše to, že porucha je všiml. Kromě toho mohou být rozhodující také předvolby místního rukopisu.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Další velká písmena, která lze jasně identifikovat, jsou ‹H›, ‹I›, ‹J›, ‹K›, ‹L›, ‹O›, ‹R›, ‹S›, ‹U› a ‹V› malá písmena jsou ‹b›, ‹c›, ‹d›, ‹e›, ‹g›, ‹h›, ‹i›, ‹j›, ‹l›, ‹n›, ‹o›, ‹q›, ‹ R ›, ‹t›, ‹u›, ‹v› a ‹z› znaky pro ‹P› / ‹p› a ‹Y› / ‹y› vypadají stejně pro velká i malá písmena. Speciální znaky mohou zahrnovat je zobrazeno znaménko mínus ‹-›, ‹_›, ‹" ›,‹ '›, ‹=› podtržítko a zjednodušené uvozovky ‹<›.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Některá písmena vypadají přesně jako čísla, např. ‹G›, ‹I› nebo ‹l›, ‹O›, ‹S› / ‹s›, ‹Z› / ‹z› jako ‹9›, ‹1›, ‹0›, ‹5›, ‹2›. Zbývající je obtížné zobrazit se sedmi segmenty, zejména proto, že střední nebo diagonální čáry nelze dobře zobrazit. Problémy také způsobují znaky s diakritikou , jako jsou německé přehlásky ‹Ä›, ‹Ö› a ‹Ü›. V některých případech však existují zcela přijatelné provizorní reprezentace, např. Pro otevřené ‹a›, ‹N› a ‹q›.
|
|
|
Příklady
U některých přehrávačů CD jsou informace o stavu poskytovány na sedmisegmentovém displeji:
| Ahoj |
|
| Otevřeno |
|
| Zavřít |
|
| Hrát si |
|
| Zatížení |
|
| Žádný disk |
|
| Un Disc |
|
| -VYPNUTO- |
|
Řízení
Dnes jsou segmenty většinou tvořeny světelnými diodami (LED) nebo displeji z tekutých krystalů (LCD). V případě velmi velkoformátových displejů se k vytvoření segmentů používají také zářivky . S LED jsou jednociferné displeje, které se technicky liší od maticových displejů společnou anodou nebo společnou katodou . Desetinná čárka je částečně řízena vyhrazeným způsobem.
Sedmisegmentový dekodér
Pro ovládání sedmisegmentový displeje vyrobené z LED nebo LCD, integrované sedmisegmentový dekódovací obvody (IC) jsou nejčastěji používané, který překódovat binárně kódované čísla (4 bity) do sedmi bity pro řízení sedm segmentů. V diskrétních hodinách ze 70. let se používají moduly TTL a CMOS řady 74xx a 40xx od různých výrobců, většinou typů končících na 46 ... 49, 247 nebo 4511 . Jedná se o dekodéry BCD, které jsou založeny na principu demultiplexorů, následované multiplexery překódovanými dalšími nebrány a branami AND a integrovaným výstupním ovladačem . V závislosti na komponentě byly použity výstupní ovladače TTL s otevřeným kolektorem až 30 voltů . U výstupů CMOS se používá jejich zkratová pevnost a malé LED diody jsou často ovládány bez dalších komponent. Některé z obvodů také nabízejí funkci „testu lampy“, při které jsou aktivovány všechny výstupy. K dalšímu připojení je přiřazeno zaslepení deaktivací modulu nebo jeho výstupů.
Multiplexování s časovým dělením a posuvné registry
Čísla složená z několika číslic lze ovládat pomocí metody multiplexu s časovým dělením , což znamená, že pro každou číslici není vyžadován další obvod dekodéru. Nevýhodou je blikání displeje při nízkých frekvencích a částečně snížený jas displeje, protože není trvale řízen. Další metodou je ovládání pomocí posuvných registrů , které vyžadují procesor a 2 až 3 připojení k ovládání displeje a které udržují tenké kabelové svazky.
Od 90. let programovatelný mikrokontrolér částečně nahradil velký počet integrovaných obvodů dříve požadovaných pro menší displeje, ačkoli počet potřebných I / O připojení na mikrokontroléru lze snížit pomocí dekodéru BCD na 7 segmentů. V případě větších LED displejů jsou stupně ovladače připojeny za výstupem, protože výstupy mikrokontroléru nemohou generovat dostatečný proud.
Ovládání několika displejů pomocí mikrokontrolérů
Zatímco zobrazení několika číslic s integrovanými obvody čítače je docela bezproblémové, počet potřebných I / O připojení se stává kritickým při použití mikrokontrolérů. Takže má z. B. digitální hodiny (bez zobrazení sekund) 28 světelných diod (nebo 27, protože číslice desítek hodin nepotřebuje segment). I při použití integrovaných obvodů ovladače je tento počet při 16 poměrně vysoký. To lze napravit tím, že trvale nepřipojíte společné připojení číslice k napájecímu napětí, ale tím, že budete postupně ovládat číslice. Potom lze seskupit sedm samostatných spojení všech číslic. To znamená, že I / O připojení je vyžadováno pro číslice , např. Pro 4místné digitální hodiny. B. 11 připojení (viz multiplexer ). Výsledkem je nižší jas, který lze v případě potřeby kompenzovat menšími rezistory. To však může poškodit displej v případě chyb softwaru. Tato metoda také vede k viditelnému blikání, když je displej natáčen televizními kamerami (podobně jako filmovací obrazovky).
Lepší, ale složitější metodou je připojení IC ovladače s integrovaným registrem (např.4511) ke každé číslici. Mikrokontrolér pak může vybrat číslici, která má být změněna, prostřednictvím paměťového vstupu a změnit ji, jak je popsáno prostřednictvím připojených datových linek.
Logická tabulka
Předpokládejme, že 7segmentový displej má čtyři digitální vstupy pro ovládání. Pak existuje následující přiřazení vstupů (x3, x2, x1, x0) pro sedm segmentů (a, b, c, d, e, f, g):
| hodnota | x3 | x2 | x1 | x0 | charakter | A | b | C | d | E | F | G |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | |
0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | 0 | 0 | 1 | 0 | |
1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 3 | 0 | 0 | 1 | 1 | |
1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 4. místo | 0 | 1 | 0 | 0 |  |
0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 5 | 0 | 1 | 0 | 1 | |
1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 6. | 0 | 1 | 1 | 0 | |
1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 7. | 0 | 1 | 1 | 1 |  |
1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 8. | 1 | 0 | 0 | 0 | |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 9 | 1 | 0 | 0 | 1 | |
1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 10 | 1 | 0 | 1 | 0 | |
1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 11 | 1 | 0 | 1 | 1 | |
0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 12 | 1 | 1 | 0 | 0 | |
1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 13 | 1 | 1 | 0 | 1 | |
0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 14 | 1 | 1 | 1 | 0 | |
1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 15 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 |
Přepínací funkce pro segmenty
Z výše uvedené logické tabulky vyplývají následující přepínací funkce v disjunktivní normální formě (DNF) :
Pokud se omezíte na desetinná místa, funkce se zjednoduší na:
Sedmisegmentové bloky ovladače, které mohou zobrazit pouze desetinná místa od 0 do 9, obsahují pouze logické funkce zobrazené v poslední části a zobrazují nesmyslné znaky, pokud jsou na vstupu hexadecimální hodnoty A až F.
Osm segmentový displej
Na chvíli se také používaly osmisegmentové displeje, které umožňovaly zobrazení čísel kulatějších. Tyto byly použity, kromě jiného, v Digitron trubek na Sharp EL-8 kapesní kalkulačka .
Devět segmentový displej
Devět nebo jedenáct segmentových displejů je vzácnějších. Ty lze také použít k reprezentaci písmen. Používají se od konce 70. let, například v šachových počítačích , jako je Chess Champion MK I od Skat Champion . Ve středu jsou také dva svislé segmenty plus dvě desetinná místa (vlevo nahoře a vpravo dole).
Existují také další varianty s diagonálními segmenty, zejména pro lepší reprezentaci cyrilice И a číslic 1, 3 a 7, jakož i další varianty se speciálními znaky nebo pro reprezentaci ruských poštovních směrovacích čísel 
.
Čtrnáctisegmentový displej
.jpg)
Čtrnáctisegmentový displej se primárně používá k zobrazení všech velkých písmen v latince. Může zobrazovat pouze malá písmena v omezeném rozsahu. Čtrnáctisegmentové displeje pro zobrazení RDS v rádiích jsou široce používány.
Střední vodorovný prvek sedmisegmentového displeje je rozdělen do dvou dílčích segmentů, g 1 a g 2 . Dva další svislé segmenty ve vodorovném středu i diagonální prvky mezi rohy a středem jsou označeny zleva shora dolů zprava dole písmeny h až m .
Šestnáct segmentový displej
Tento displej lze použít k zobrazení dalších znaků a symbolů, např. B. znak% .
Kromě displeji 14 segmenty, je horní a dolní vodorovné segmenty se také dělí na v 1 a 2 , jakož i d 1 a d 2 .
Období (jako interpunkční znaménko , desetinné číslo nebo oddělovač tisíců) lze také užitečně zobrazit na šestnáctisegmentovém displeji pouze aktivací segmentu d 1 . Samostatný segment dp proto není nezbytně nutný.
webové odkazy
Individuální důkazy
- ↑ Písma segmentů BMG / MIS Geascript
- ↑ Datové listy 74LS47, 74HC4511