در 2025/06/30 31,799

صفحه نمایش 7 بخش: پیکربندی پین ، انواع و اصل عملیاتی

این راهنما همه چیز را در مورد نمایشگرهای هفت بخش توضیح می دهد.این در مورد نحوه کار آنها ، دو نوع اصلی (آند مشترک و کاتد مشترک) و نحوه چیدگی قسمت های داخل آن صحبت می کند.شما یاد می گیرید که چگونه آنها را با استفاده از میکروکنترلرهایی مانند Arduino متصل و کنترل کنید ، و چگونه می توانید مدارهای ساده ای را با تراشه های راننده مانند 4511 تهیه کنید. این راهنما همچنین شامل می شود که این نمایشگرها در زندگی ، نکات خوب آنها و برخی از کارهایی که نمی توانند انجام دهند.

کاتالوگ

شکل 1. صفحه نمایش هفت بخش

صفحه نمایش هفت بخش چیست؟

یک صفحه نمایش هفت بخش یک جزء الکترونیکی است که برای نشان دادن اعداد و چند حرف با استفاده از هفت بخش از انتشار نور که در یک طرح شکل هشت قرار دارد ، طراحی شده است.هر بخش ، با برچسب A از طریق G ، به صورت جداگانه روشن می شود تا رقم های 0 تا 9 را تشکیل دهد. یک بخش هشتم کوچک ، که معمولاً یک نقطه در گوشه پایین سمت راست است ، همچنین می تواند برای نشان دادن نقاط اعشار باشد.

هر بخش LED است که هنگام برق از نور ساطع می شود.این صفحه نمایش با استفاده از ولتاژ در ترمینال های LED کار می کند ، که باعث می شود نور از طریق الکترولومینسانس تولید شود.

نمایشگرهای هفت گروه در دهه 1960 و 70 محبوب شدند زیرا LED ها جایگزین فن آوری های نمایش قبلی مانند لوله های نیکسی و شاخص های مکانیکی شدند.این نمایشگرهای جدید برای رانندگی راحت تر ، از قدرت کمتری استفاده می کردند و از دوام بیشتری برخوردار بودند.در اواخر دهه 70 ، آنها در ماشین حساب ها ، ساعت ها و دستگاه های اندازه گیری استاندارد بودند.

حتی امروز ، این نمایشگرها به طور گسترده ای در دستگاه هایی که به خروجی عددی قابل اعتماد نیاز دارند استفاده می شود.آنها مصرف انرژی کم ، دید قوی و منطق کنترل ساده را ارائه می دهند.مواد LED بهبود یافته همچنین باعث شده است که آنها روشن تر و بادوام تر شوند و این به حفظ نقش آنها در هر دو اسباب بازی جمع و جور و سیستم های بزرگ صنعتی کمک می کند.

انواع نمایشگرهای هفت بخش

نمایشگرهای هفت گروه بر اساس نحوه سیم کشی داخلی LED ها در دو نوع اصلی ارائه می شوند: آند مشترک (CA) و کاتد مشترک (CC).تفاوت در نحوه اشتراک بخش های LED اتصالات الکتریکی است.

آند مشترک (CA)

در یک نمایشگر آند مشترک ، تمام طرف های مثبت (به نام آند) LED ها به هم وصل می شوند.این گروه از اتصالات مثبت با منبع تغذیه مثبت مرتبط است.

برای روشن کردن یک بخش (یک قسمت از صفحه نمایش شماره) ، شما یک سیگنال کم (این به معنای اتصال به زمین یا 0 ولت) به سمت منفی (به نام کاتد) آن بخش ارسال می کنید.این اجازه می دهد تا برق جریان یابد و بخش روشن شود.

این نوع نمایشگر با انواع خاصی از مدارهای دیجیتال ، به ویژه مواردی که برای پایین آمدن جریان به زمین طراحی شده اند ، به خوبی کار می کند.نمونه ای از مدارهای TTL (منطق ترانزیستور-ترنسیستور) است.

شکل 2 پیکربندی مشترک آند

شکل 3 جدول حقیقت

کاتد مشترک (CC)

در یک نمایشگر کاتد مشترک ، تمام طرف های منفی (کاتد) LED ها به هم وصل می شوند و به زمین گره خورده اند.

برای روشن کردن یک بخش ، یک سیگنال بالا (ولتاژ مانند 5 ولت) را به سمت مثبت (آند) آن بخش می فرستید.این امر باعث می شود جریان برق از پین مثبت از طریق LED به زمین و بخش روشن شود.

نمایشگرهای کاتدی معمولی معمولاً با میکروکنترلرها مانند Arduino یا Raspberry Pi آسان تر هستند ، زیرا این دستگاه ها می توانند سیگنال بالا مورد نیاز را مستقیماً از پین های خروجی خود ارسال کنند.

شکل 4. پیکربندی کاتد مشترک

شکل 5. جدول حقیقت

ساختار یک صفحه نمایش هفت بخش

شکل 6. نمای بالای صفحه نمایش هفت بخش

هر رقم صفحه نمایش هفت بخش شامل هفت LED جداگانه است که به صورت الگوی مستطیلی مرتب شده اند که شبیه "8" است.این بخش ها از طریق G ، با سه بخش افقی (A ، G ، D) و چهار قسمت عمودی (B ، C ، E ، F) برچسب گذاری شده اند.برخی از نمایشگرها همچنین شامل یک نقطه اعشاری هستند که در نزدیکی گوشه پایین سمت راست قرار دارند.

شکل 7 نقطه اعشاری یا نقطه

نمایشگرهای مدرن معمولاً از LED های نصب شده در سطح تعبیه شده در پلاستیک یا رزین استفاده می کنند.محفظه نمایشگر اغلب شامل موانع سبک برای جلوگیری از خونریزی از خونریزی به بخش های همسایه است.پوشش به طور معمول رنگی یا یخ زده است تا به انتشار نور و بهبود کنتراست کمک کند.

نمایشگرهای تک رقمی استاندارد دارای ده پین ​​هستند: یکی برای هر یک از هفت بخش ، یکی برای نقطه اعشاری و یک یا دو برای ترمینال مشترک مشترک.در داخل کیس ، سیمهای نازک یا ردپایی هر بخش را به پین ​​مربوطه وصل می کنند.

برخی از نمایشگرها شامل مقاومتهای داخلی برای کنترل جریان هستند ، در حالی که برخی دیگر به مقاومتهای خارجی احتیاج دارند.طراحی حرارتی خوب به نمایشگر کمک می کند تا در طی دوره های طولانی ، حتی در محیط های چالش برانگیز ، به طور قابل اعتماد اجرا شود.

شکل 8 نمای پایین از صفحه نمایش هفت بخش

پیکربندی پین یک صفحه نمایش هفت بخش

شکل 9 نمودار پین

شماره پین	متصل بخش	عمل
پین 1	اشمیه	بخش E را کنترل می کند
پین 2	د	بخش کنترل D
پین 3	com (پین مشترک)	آند یا کاتد مشترک
پین 4	جف	بخش C را کنترل می کند
پین 5	DP	نقطه اعشار را کنترل می کند (DP)
پین 6	شرح	بخش کنترل B
پین 7	بوها	بخش A را کنترل می کند
پین 8	com (پین مشترک)	آند یا کاتد مشترک
پین 9	ج	بخش F را کنترل می کند
پین 10	جف	کنترل بخش g

نمایشگر هفت بخش چگونه کار می کند؟

یک صفحه نمایش هفت بخش با روشنایی بخش های خاص برای شکل دادن به اعداد یا حروف ساده کار می کند.هر بخش یک LED فردی است که هنگام جریان جریان در جهت صحیح می درخشد.

شکل 10. اعداد نمایش

برای نشان دادن تعدادی ، سیستم ترکیب صحیح بخش ها را روشن می کند.به عنوان مثال ، برای نمایش "0" ، همه بخش ها به جز G روشن هستند."1" فقط B و C را روشن می کند. این ترکیبات در حافظه میکروکنترلر ذخیره می شوند یا توسط یک تراشه رمزگشایی اداره می شوند.

شکل 11. هفت شخصیت الفبای بخش

برخی از نامه ها مانند A ، C ، E و F را می توان نشان داد ، اما بسیاری دیگر به دلیل تعداد محدود بخش ، نمایش سخت هستند.نمایش نامه هایی مانند Q یا R نمایش به وضوح دشوار است.

در سیستم هایی با بیش از یک رقم ، نمایشگرها از Multiplexing استفاده می کنند.این بدان معنی است که فقط یک رقم در یک زمان روشن می شود ، اما سیستم بین رقم ها خیلی سریع (معمولاً 60 بار در ثانیه یا بیشتر) تغییر می کند که همه آنها یکباره روشن می شوند.این باعث صرفه جویی در توان و کاهش تعداد اتصالات مورد نیاز می شود.

از نقطه اعشار می توان برای کسری ، جداسازی زمان یا به عنوان یک شاخص خاص استفاده کرد.برخی از ساعتها حتی از نقاط اعشار به عنوان کلون های چشمک زن استفاده می کنند.

شکل 12. هفت قطعه نمایش زمان ساعت LED

کدهای نمایش هفت بخش

برای نشان دادن اعداد در صفحه نمایش هفت بخش ، هر رقمی مجموعه ای منحصر به فرد از بخش ها را روشن می کند.این الگوهای به عنوان کدهای باینری ذخیره می شوند.بسته به نحوه روشن شدن بخش ها ، کدها برای کاتد مشترک و انواع آند مشترک متفاوت هستند.جدول زیر کدهای مربوط به رقم های 0 تا 9 را نشان می دهد.

رقم	بخش ها روشن می شوند (A -G)	کد دودویی (کاتد مشترک)	کد هگز (CC)	کد دودویی (آند مشترک)	کد هگز (CA)
0	A ، B ، C ، D ، E ، F	0b00111111111	0x3f	0b11000000	0xC0
1	ب ، ج	0b00000110	0x06	0b11111001	0xf9
2	A ، B ، D ، E ، G	0B01011011	0x5b	0B10100100	0xa4
3	A ، B ، C ، D ، G	0b010011111	0x4f	0b1110000	0xb0
4	B ، C ، F ، G	0B01100110	0x66	0b10011001	0x99
5	A ، C ، D ، F ، G	0B01101101	0x6d	0b10010010	0x92
6	A ، C ، D ، E ، F ، G	0b01111101	0x7d	0b10000010	0x82
7	A ، B ، C	0b00000111	0x07	0b11111000	0xf8
8	A ، B ، C ، D ، E ، F ، G	0b011111111	0x7f	0b10000000	0x80
9	A ، B ، C ، D ، F ، G	0b0110111111	0x6f	0b10010000	0x90

چگونه می توان یک صفحه نمایش هفت بخش را کنترل کرد؟

چند روش مشترک برای کنترل یک صفحه نمایش وجود دارد.بیایید آنها را از ساده ترین تا پیشرفته تر طی کنیم.

اتصال مستقیم به میکروکنترلر

شکل 13. نمودار مدار اتصال مستقیم یک صفحه نمایش هفت بخش به میکروکنترلر

ساده ترین راه برای کنترل یک رقم ، اتصال هر بخش به پین ​​خود بر روی میکروکنترلر است.این برای پروژه های کوچک که فقط یک شماره را نشان می دهد ، خوب است.

برای نمایشگر آند مشترک ، تمام طرف های مثبت (آند) LED ها به قدرت (مانند 3.3V یا 5V) متصل می شوند.طرف منفی (کاتد) هر بخش از طریق یک مقاومت و سپس به یک پین روی میکروکنترلر می رود.هنگامی که میکروکنترلر سیگنال کم ارسال می کند ، بخش روشن می شود.

این تنظیم کنترل کامل هر بخش را به شما می دهد ، بنابراین می توانید هر شماره ای را تهیه کنید.اما در صورت استفاده از نقطه اعشاری ، از پین های زیادی ، هفت مورد برای بخش ها و یک مورد دیگر استفاده می کند.به عنوان مثال ، ممکن است پین های PA0 را از طریق PA7 به Arduino یا STM32 به هر بخش وصل کنید.مقاومت ها (حدود 220-330 اهم) LED ها را از جریان بیش از حد محافظت می کنند.

این روش ساده است ، اما اگر می خواهید بیش از یک رقم نشان دهید ، خوب کار نمی کند ، از پین ها خارج خواهید شد.این زمانی است که بهتر است از Multiplexing یا تراشه درایور صفحه نمایش استفاده کنید.

چند برابر برای رقم بیشتر

شکل 14. مدار درایور ترانزیستور برای دو صفحه نمایش هفت بخش

اگر می خواهید بیش از یک رقم استفاده کنید ، اتصال هر بخش به میکروکنترلر به پین ​​های زیادی نیاز دارد.Multiplexing ترفندی است که به شما در کنترل بسیاری از رقم ها با استفاده از پین های کمتری کمک می کند.

در Multiplexing ، همه رقم ها سیم های یکسان را به اشتراک می گذارند.اما فقط یک رقم در هر زمان روشن می شود.میکروکنترلر خیلی سریع بین رقم ها تغییر می کند ، بنابراین به نظر می رسد که همه رقم ها یکباره روشن هستند.

هر رقم با استفاده از ترانزیستور روشن می شود.میکروکنترلر داده هایی را برای رقم ارسال می کند و ترانزیستور خود را روشن می کند.سپس به رقم بعدی و غیره حرکت می کند.این به سرعت تکرار می شود تا چشمان شما یکباره کل را ببیند.

برای ترانزیستور هر رقم فقط به هفت سیم قطعه و یک سیم نیاز دارید.همچنین می توانید از یک تراشه مانند ثبت نام SN74HC595 استفاده کنید.این امکان را به شما می دهد تا داده هایی را با پین های کمتری ارسال کنید و بخش ها را با استفاده از تنها چند پین میکروکنترلر کنترل کنید.این باعث می شود سیم کشی آسانتر شود و به شما در ساخت نمایشگرهای بزرگتر کمک می کند.

سیم کشی دستی با آردوینو

شکل 15. هفت قطعه نمایشگر با Arduino رابط

هنگامی که شما در حال یادگیری یا ساختن یک نمونه اولیه هستید ، کنترل نمایشگر با دست با یک آردوینو معمول است.یک صفحه نمایش هفت بخش دارای هشت LED مانند "8" است.بخش ها A تا G نامگذاری شده اند که یک نقطه اضافی برای دهده (DP) است.

شما هر بخش را از طریق یک مقاومت به یک پین روی آردوینو وصل می کنید.اگر از صفحه نمایش کاتد مشترک استفاده می کنید ، پین مشترک به زمین می رود.برای روشن کردن یک بخش ، Arduino سیگنال بالایی را به پین ​​بخش ارسال می کند.

در نمایشگرهای مشترک کاتد ، بخش بالا این بخش را روشن می کند.در نمایشگرهای مشترک آند ، به جای آن به سیگنال کم نیاز دارید.مهم است که بدانید از کدام نوع نمایشگر استفاده می کنید ، بنابراین کد صحیح را می نویسید.

به عنوان مثال ، برای نشان دادن اعداد 0 تا 9 ، کد Arduino ترکیب مناسب بخش ها را برای هر شماره روشن می کند.این روش برای تمرین عالی است ، اما بیش از یک رقم خوب کار نمی کند مگر اینکه چند برابر یا تراشه راننده اضافه کنید.

با استفاده از تراشه درایور 4511 BCD تا هفت بخش

شکل 16 با استفاده از یک درایور 4511

برای آسانتر کردن کارها و ذخیره پین ​​های میکروکنترلر ، می توانید از یک تراشه مانند CD4511 استفاده کنید.این تراشه یک عدد باینری 4 بیتی را می گیرد و بخش های صحیح را روشن می کند تا رقم های 0 تا 9 را نشان دهد.

می توانید ورودی خود را از سوئیچ ها یا از میکروکنترلر به تراشه بدهید.هنگامی که ورودی تغییر می کند ، تراشه شماره صحیح را در صفحه نمایش روشن می کند.مقاومت ها هنوز از LED ها محافظت می کنند و مقاومت های کشویی هنگام فشار دادن سوئیچ ها ، ورودی را ثابت نگه می دارند.

تراشه 4511 سیم کشی و کد را ساده تر می کند.به جای کنترل هر بخش ، میکروکنترلر فقط یک شماره را ارسال می کند و تراشه از بقیه مراقبت می کند.

در پروژه های پیشرفته تر ، میکروکنترلرها می توانند با استفاده از روشهای ارتباطی مانند I2C یا SPI ، درایورها را به نمایش بگذارند.این امر کنترل بسیاری از رقم ها را بدون استفاده از پین زیاد آسان تر می کند.

چگونه می توان یک مدار نمایشگر 7 بخش ساخت؟

ساختن یک تنظیم نمایش هفت قسمتی از قطعات اساسی یک روش عالی برای یادگیری الکترونیک است.به یک ماژول نمایشگر ، یک تراشه رمزگشایی (مانند 4511) ، مقاومت ، سوئیچ های DIP (یا دکمه ها) و یک تخته نان احتیاج دارید.

مرحله 1 4511 را روی تخته نان خود قرار دهید و پین 16 را به برق و پین 8 به زمین وصل کنید.

مرحله 2پین های سیم 1 ، 2 ، 6 و 7 (ورودی های BCD) برای سوئیچ از طریق مقاومت های کشش 10K.این به شما امکان می دهد مقادیر باینری را به صورت دستی وارد کنید.

مرحله 3LT (تست لامپ) و LE (Latch Enable) را به VCC وصل کنید و BI (ورودی خالی) را وارد کنید.

مرحله 4پین های 9-15 (خروجی A -G) را از طریق مقاومت های 220-470Ω به صفحه نمایش وصل کنید.

مرحله 5پین های کاتد مشترک صفحه نمایش را به زمین گره بزنید.

اکنون ، چرخاندن سوئیچ ها ورودی BCD را تغییر داده و نمایشگر را به روز می کند.برای تمرین می توانید ویژگی هایی مانند نقاط اعشاری یا رقم دوم را اضافه کنید.استفاده از میکروکنترلر به جای سوئیچ های DIP به شما امکان می دهد کنترل نمایشگر چند برابر و پویا را کشف کنید.

مزایا و مضرات نمایشگرهای هفت بخش

مزایا

• استفاده آسان: صفحه نمایش هفت بخش بسیار ساده است.این هفت چراغ کوچک (به نام LED) به شکلی مرتب شده است که می تواند هر عدد را از 0 تا 9 نشان دهد. شما فقط چراغ های سمت راست را روشن می کنید تا هر شماره را تهیه کنید.این امر برای مبتدیان و پروژه های کوچک مانند ساعتهای دیجیتال یا پیشخوان ها عالی است.

• هزینه کم: این نمایشگرها برای تهیه و خرید ارزان هستند.از آنجا که آنها ساده هستند و از فناوری اساسی استفاده می کنند ، هزینه زیادی ندارند.این باعث می شود آنها برای پروژه های کم بودجه یا محصولاتی که نیاز به مقرون به صرفه دارند ، عالی باشند.

• از قدرت بسیار کمی استفاده می کند: نمایشگرهای هفت بخش برای کار به خصوص در مورد LCD به برق زیادی احتیاج ندارند.حتی اگر نسخه های LED از آنها به روش صحیح استفاده کنید ، از قدرت زیادی استفاده نمی کنند.به همین دلیل آنها برای دستگاه هایی که باتری کار می کنند خوب هستند.

• خواندن آسان: اعداد موجود در صفحه نمایش هفت بخش روشن و واضح هستند.انواع LED به شدت درخشش می یابد و حتی در تاریکی یا از دور نیز قابل مشاهده است.به همین دلیل آنها را در ساعتهای زنگ دار و دستگاههای اندازه گیری اساسی می بینید.

• قوی و ماندگار: این نمایشگرها قطعات متحرک ندارند ، بنابراین به راحتی نمی شکنند.چراغ های داخل (LED) می توانند مدت زمان بسیار طولانی داشته باشند.آنها همچنین حتی در صورت گرم شدن ، سرد بودن یا اگر دستگاه مورد ضرب و شتم قرار می گیرند ، خوب کار می کنند.

• کوچک و صرفه جویی در فضا: نمایشگرهای هفت بخش کوچک هستند و در فضاهای تنگ به خوبی مناسب هستند.شما می توانید چندین طرف را در کنار هم قرار دهید تا بدون نیاز به فضای زیادی ، شماره های طولانی تر را نشان دهید.آنها برای دستگاه های جمع و جور مناسب هستند.

معایب

• نمی توان کلمات یا نمادهای کامل را نشان داد: این نمایشگرها برای نشان دادن اعداد ساخته شده اند ، نه حروف یا نمادهای کامل.آنها می توانند چند حرف ساده (مانند A ، B ، C) نشان دهند ، اما همه آنها نیست.بنابراین آنها برای نشان دادن کلمات یا جملات کامل خوب نیستند.

• در طراحی انعطاف پذیر نیست: شکل بخش ها ثابت است ، بنابراین نمی توانید نحوه نگاه اعداد را تغییر دهید.شما همچنین نمی توانید تصاویر یا نمادهای خاص را نشان دهید.این گزینه های طراحی را برای محصولات شیک تر یا مدرن تر محدود می کند.

• دیدن برخی از زوایا سخت است: با انواع LED ، اگر مستقیم به آنها نگاه نمی کنید ، خواندن شماره ها دشوار است.اگر از کنار آن نگاه کنید یا در خارج از آن بسیار روشن است ، دیدن این شماره ها ممکن است سخت باشد.

• انواع LED می تواند از قدرت بیشتری استفاده کند: نمایشگرهای LED از برق بیشتری نسبت به LCD استفاده می کنند ، به خصوص اگر بسیاری از بخش ها در تمام مدت در آن قرار دارند.این می تواند برای وسایل باتری که در آن صرفه جویی در مصرف مهم است ، مشکلی باشد.

• اگر یک قسمت شکسته شود ، خواندن آن دشوار است: اگر یکی از چراغ ها (بخش ها) کار را متوقف کند ، می تواند یک عدد را اشتباه جلوه دهد.به عنوان مثال ، اگر یک بخش میانی شکست بخورد ، شماره 8 ممکن است مانند 0 باشد.این می تواند دیگران را گیج کند.

• سیم کشی برای بسیاری از رقم ها پیچیده می شود: نشان دادن بیش از یک رقم به معنای سیم و قطعات بیشتر است.برای اتصال همه چیز ممکن است به تراشه های ویژه و کار اضافی نیاز داشته باشید.این می تواند طراحی و برنامه نویسی را به خصوص برای مبتدیان سخت تر کند.

پایان

نمایشگرهای هفت بخش ابزارهای ساده و مفیدی برای نمایش اعداد هستند.آنها قطعات خاصی (به نام بخش ها) را روشن می کنند تا رقم های 0 تا 9 را تشکیل دهند. بر اساس نحوه سیم کشی این بخش ها دو نوع وجود دارد.اتصال این نمایش ها آسان است ، از انرژی زیادی استفاده نمی کنند و برای دستگاه های اساسی مانند ساعت ، متر و وسایل آشپزخانه عالی هستند.شما می توانید آنها را به روش های مختلف کنترل کنید ، از سیم کشی مستقیم گرفته تا استفاده از تراشه هایی که باعث صرفه جویی در فضا و آسانتر کردن کارها می شود.حتی اگر آنها نمی توانند کلمات کامل یا تصاویر فانتزی را نشان دهند ، وقتی به نمایشگرهای شماره ای شفاف و ساده نیاز دارید ، هنوز انتخاب خوبی هستند.