Segmentvisning
Et segmentvisning er i stand til at vise bogstaver, tal eller tegn gennem elektronisk eller elektromekanisk kontrol af et eller flere af dets segmenter. Der er mange forskellige typer segmentskærme, som adskiller sig i antal og placering af deres segmenter. Det vigtigste er displayet med syv segmenter , som z. B. bruges i digitale ure eller lommeregnere, og alle cifre fra 0 til 9 består af op til syv individuelle "bindestreger".
En udvidelse af dette segmentskærm fører til displayet på fjorten segment, som også indeholder yderligere diagonale og lodrette segmenter. Dette implementeres sjældent også som et sekstensegment display. Disse to segmentskærme giver fordelen ved at kunne vise alle store bogstaver i det latinske alfabet og nogle specialtegn som "+" og "*". På engelsk omtales disse skærme ofte som et stjernebaseret display , Union Jack- display eller britisk flagvisning på grund af deres udseende .
Andre yderligere udviklinger har undertiden betydeligt flere segmenter, for eksempel 38, 88 eller 111 i den udbredte Geascript-familie fra BMG / MIS. Især den høje læsbarhed sikrer, at denne teknologi kan gøre sig gældende i visse nicher, såsom parkeringsvejledningsteknologi , mod matrixskærme med mere fleksible designmuligheder.
Syv segment display
Et syv-segment display er et displayelement, der består af syv, omskiftelige, synlige bjælker, der er arrangeret i form af to overlejrede, ofte firkantede rektangler. Normalt er segmenterne mærket med de små latinske bogstaver a til g , der starter øverst, fortsætter med uret og navngiver det midterste segment sidst.
Det er hovedsageligt bruges til at repræsentere de decimale cifre nul til ni, for eksempel i lommeregnere eller digitale ure , men også til dels på ikke-elektroniske plancher, for eksempel til lotteri jackpots . Repræsentationen af cifrene er abstraheret her, så det er ikke helt perfekt i forhold til den "normale" skrifttype (især tydelige eksempler er cifrene 4 og 7 ). På grund af den udbredte anvendelse af displays med syv segmenter kan denne abstraktion næppe mærkes i hverdagen.
Derudover er et punkt ofte integreret som et kommasymbol til højre eller venstre for nummeret. Dette specifikke segment kaldes ofte dp for decimaltegn .
Man taler om et 1 / 2- cifret, hvis kun segmenterne b og c og et plustegn er integreret. Dette betyder, at 0 (= fra), tallet 1 samt + og - kan repræsenteres, f.eks. B. Annoncer op til 1999. Et 3 / 4- cifret bruges, når tallene 1, 2, 3 og off kan vises, f.eks. B. for annoncer op til 3999.
Da de fleste systemer i dag arbejder med en databredde på 8 bit eller et multipel deraf, er der stadig et ottende "element" for de fleste displayelementer i form af et punkt på basislinien til højre for segment d (højre, fordi det er der på grund af den mest kursive justering af skiltet har mere plads, end der er tilbage). Punktet styres via en ottende databit og fungerer for det meste som en decimalseparator , men bruges også helt forskelligt afhængigt af kravene.
historie
Så tidligt som den 17. juni 1908 havde Frank W. Wood patenteret et display med otte segmenter, der indeholdt et yderligere diagonalt segment for at vise nummer fire (patentnummer US 974.943, udstedt 8. november 1910). Segmentskærme blev kun mere udbredt i 1960'erne med fremkomsten af lysstofrør og LED- skærme. Før LED-teknologiens gennembrud var der i 1970'erne en forløber i form af numeriske displayrør i filamentteknologi - kun Numitrons i rørformede huse, derefter Minitroner (som de senere LED-versioner) i plastemballager - eller som et gasudladningsrør .
præsentation
Repræsentationen af bogstaver ( latin , græsk , kyrillisk ) er mulig i begrænset omfang. God læsbarhed kan opnås ved at bruge blandede store og små bogstaver. F.eks . Kan bogstaverne ‹A›, ‹C›, ‹E›, ‹F› og ‹G› bruges relativt godt til at repræsentere hexadecimale cifre .
For nogle cifre er der varianter med et segment mere eller mindre: a i ‹6› og d i ‹9›. I sikkerhedskritiske områder er det fornuftigt at have et design, hvor svigt i ethvert segment ikke betyder, at et ciffer ligner et andet (f.eks. "9" eller "6" til "5"), men snarere at defekten er bemærket. Derudover kan præferencer fra den lokale håndskrift også være afgørende.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Andre store bogstaver, der kan identificeres tydeligt, er ‹H›, ‹I›, ‹J›, ‹K›, ‹L›, ‹O›, ‹R›, ‹S›, ‹U› og ‹V› små bogstaver er ‹b›, ‹c›, ‹d›, ‹e›, ‹g›, ‹h›, ‹i›, ‹j›, ‹l›, ‹n›, ‹o›, ‹q›, ‹ R ›, ‹t›, ‹u›, ‹v› og ‹z› tegnene for ‹P› / ‹p› og ‹Y› / ‹y› ser identiske ud for store og små bogstaver. Specialtegn kan omfatte minustegnet ‹-›, ‹_›, ‹" ›,‹ '›, ‹=› understreger og forenklede anførselstegn ‹<› vises ‹´›.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Nogle bogstaver ser nøjagtigt ud som tallene, fx ‹g›, ‹I› eller ‹l›, ‹O›, ‹S› / ‹s›, ‹Z› / ‹z› såsom ‹9›, ‹1›, ‹0›, ‹5›, ‹2›. De resterende er vanskelige at vise med de syv segmenter, især da de midterste eller diagonale linjer ikke kan vises godt. Tegn med et diakritisk mærke som de tyske umlauter ‹Ä›, ‹Ö› og ‹Ü› skaber også problemer. I nogle tilfælde er der dog ganske acceptable midlertidige repræsentationer, fx for de åbne ‹a›, ‹N› og ‹q›.
|
|
|
Eksempler
Med nogle cd-afspillere gives statusoplysninger på et syv-segment display:
| Hej |
|
| Åben |
|
| Tæt |
|
| Spil |
|
| belastning |
|
| Ingen disk |
|
| Un Disc |
|
| -AF- |
|
Styring
I dag består segmenterne for det meste af lysemitterende dioder (LED'er) eller LCD- skærme med flydende krystaller . I tilfælde af skærme i meget stort format bruges fluorescerende rør også til at danne segmenterne. Med LED'er er der encifrede skærme, der adskiller sig teknisk som matrixskærme ved at have en fælles anode eller en fælles katode . Decimaltegnet styres delvist på en dedikeret måde.
Syv segment dekoder
At styre syv-segment displays fremstillet af LED'er eller LCD-skærme, integreret syv-segment dekoder kredsløb (ICs) er for det meste anvendes, som omkode binært kodede tal (4 bit) til syv bits til at styre de syv segmenter. I diskrete ure fra 1970'erne, TTL og CMOS -moduler fra 74xx og 40xx -serien fra forskellige producenter, for det meste de typer, der ender med 46 ... 49, 247 eller 4511, anvendes. Disse er BCD-dekodere, der er baseret på princippet om demultiplexere, efterfulgt af multiplexere, der er omkodet med yderligere ikke-porte og AND-porte og en integreret outputdriver . Afhængig af komponenten blev der anvendt TTL-outputdrivere med en åben kollektor på op til 30 volt . I tilfælde af CMOS-udgange anvendes deres kortslutningsstyrke, og små lysdioder styres ofte uden yderligere komponenter. Nogle af kredsløbene tilbyder også funktionen "lampetest", hvor alle udgange er aktiveret. En blænding ved at deaktivere modulet eller dets udgange tildeles en yderligere forbindelse.
Tidsdelingsmultiplexing og skiftregistre
Numre, der består af flere cifre, kan styres ved hjælp af tidsdelingsmultipleksmetoden , hvilket betyder, at der ikke kræves et ekstra dekoderkredsløb for hvert ciffer. Ulempen her er skærmens flimring ved lave frekvenser og skærmens delvis reducerede lysstyrke, da den ikke er permanent kontrolleret. En anden metode er styring via skiftregistre , som beder processoren og 2 til 3 forbindelser om at styre skærmen, og som holder ledningsnet tyndt.
Siden 1990'erne har en programmerbar mikrocontroller delvist erstattet det store antal IC'er, der tidligere var nødvendige til mindre skærme, selvom antallet af nødvendige I / O-forbindelser på mikrocontrolleren kan reduceres med en BCD-til-7-segment dekoder. I tilfælde af større LED-skærme er drivertrin tilsluttet nedstrøms, da udgangene fra mikrocontrolleren ikke kan generere nok strøm.
Kontrol af flere skærme med mikrokontroller
Mens visning af flere cifre med tæller-IC'er er ret uproblematisk, bliver antallet af nødvendige I / O-forbindelser kritisk, når du bruger mikrocontrollere. Så har z. B. et digitalt ur (uden sekundvisning) 28 lysdioder (eller 27, da tallet på ti timer ikke har brug for et segment). Selv når du bruger driver-IC'er, er antallet ret højt ved 16. Dette kan afhjælpes ved ikke permanent at tilslutte den fælles forbindelse af et ciffer til forsyningsspændingen, men ved at kontrollere cifrene efter hinanden. Derefter kan de syv separate forbindelser af alle cifre grupperes sammen. Dette betyder, at der kræves I / O-forbindelser til cifre , f.eks. Til et 4-cifret digitalt ur. B. 11 forbindelser (se multiplexer ). Dette resulterer i en lavere lysstyrke, som om nødvendigt kan kompenseres for af mindre seriemodstande. Dette kan dog beskadige skærmen i tilfælde af softwarefejl. Denne metode fører også til en synlig flimmer, når skærmen er filmet med tv-kameraer (svarende til filmskærme).
En bedre, men mere kompleks metode er at forbinde en driver-IC med et indbygget register (f.eks. 4511) til hvert ciffer. Mikrocontrolleren kan derefter vælge det ciffer, der skal ændres, via hukommelsesindgangen og ændre det som beskrevet via tilsluttede datalinjer.
Logisk tabel
Antag, at et 7-segment display har fire digitale indgange til kontrol. Derefter er der følgende tildeling af indgangene (x3, x2, x1, x0) for de syv segmenter (a, b, c, d, e, f, g):
| værdi | x3 | x2 | x1 | x0 | Karakter | -en | 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. plads | 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 |
Skiftefunktioner for segmenterne
Følgende koblingsfunktioner i disjunktiv normal form (DNF) er resultatet af ovenstående logiktabel:
Hvis du begrænser dig til decimaltegn, forenkles funktionerne til:
Syv-segment driverblokke, som kun kan vise decimalcifrene 0 til 9, indeholder kun de logiske funktioner, der er vist i det sidste afsnit, og viser meningsløse tegn, hvis de hexadecimale værdier A til F er til stede ved indgangen.
Otte segmentvisning
I et stykke tid blev der også brugt otte segmentskærme, hvilket gjorde det muligt at vise figurer mere runde. Disse blev brugt, blandt andet i de Digitron rør af den Sharp EL-8 lommeregner .
Display med ni segmenter
Ni eller elleve segmentskærme er sjældnere. Disse kan også bruges til at repræsentere bogstaver. De er blevet brugt siden slutningen af 1970'erne, for eksempel i skakcomputere som Chess Champion MK I af Skat Champion . Der er også to lodrette segmenter i midten plus to decimaler (øverst til venstre og nederst til højre).
Der er også andre varianter med diagonale segmenter, især for bedre at repræsentere det kyrilliske И og cifrene 1, 3 og 7 samt andre varianter med specialtegn eller til at repræsentere de russiske postnumre 
.
Fjorten-segment display
.jpg)
Displayet på fjorten segment bruges primært til at vise alle store bogstaver i det latinske alfabet. Det kan kun vise små bogstaver i begrænset omfang. Fjorten segment-skærme til visning af RDS i radioer er meget udbredt.
Det midterste vandrette element i syv-segment displayet er opdelt i to undersegmenter, g 1 og g 2 . De to yderligere lodrette segmenter i det vandrette centrum såvel som de diagonale elementer mellem hjørnerne og midten er angivet fra øverst til venstre til nederst til højre med h til m .
Seksten segment display
Dette display kan bruges til at vise andre tegn og symboler, f.eks. B. % -tegnet .
Ud over displayet med 14 segmenter er de øvre og nedre vandrette segmenter også opdelt i en 1 og en 2 samt d 1 og d 2 .
Perioden (som tegnsætningstegn , decimal- eller tusindskiller) kan også vises nyttigt med sekstensegmentvisningen ved kun at aktivere segment d 1 . Et separat dp- segment er derfor ikke absolut nødvendigt.
Weblinks
- Animation og funktionalitet i syv-segment displayet
- Computerskrifttyper, der simulerer segmentvisninger
Individuelle beviser
- ↑ BMG / MIS skrifttyper til Geascript-segmenter
- ↑ Dataark 74LS47, 74HC4511