Sieben-Segment-Anzeigen sind Ausgabegeräte, die Informationen in Form von Bildern oder Text anzeigen können. Um die Bilder oder den Text in geeigneter Weise darzustellen, können einige Arten von Anzeigen nur alphanumerische Zeichen und Ziffern anzeigen. Einige Displays können aber auch Zeichen und Bilder anzeigen. Die am häufigsten zusammen mit Mikrocontrollern verwendeten Anzeigen sind LCD, LEDs und Sieben-Segment-Anzeigen usw.

Sieben-Segment-Anzeige

Die Sieben-Segment-Anzeige ist das gängigste Anzeigegerät, das in vielen Gadgets und elektronischen Geräten wie digitalen Messgeräten, Digitaluhren, Mikrowellenherden und Elektroherden usw. verwendet wird. Diese Anzeigen bestehen aus sieben Segmenten von Leuchtdioden (LEDs), die zu einer Struktur wie die Zahl 8 zusammengesetzt sind. Sieben-Segment-Anzeigen enthalten etwa 8 Segmente, wobei ein zusätzliches 8. Segment zur Anzeige von Punkten verwendet wird. Dieses Segment ist bei der Anzeige von nicht ganzzahligen Zahlen nützlich. Sieben Segmente werden als A-G und das achte Segment als H bezeichnet. Diese Segmente sind in der Form von 8 angeordnet, die im Schaltplan der Sieben-Segment-Anzeige dargestellt ist.

Sieben-Segment-Anzeigen sind im Allgemeinen in einem zehnpoligen Gehäuse erhältlich. Dabei beziehen sich 8 Pins auf die 8 LEDs, die restlichen Pins in der Mitte sind intern kurzgeschlossen. Diese Segmente gibt es in zwei Ausführungen: als gemeinsame Kathode und als gemeinsame Anode. In der Konfiguration mit gemeinsamer Kathode sind die negativen Anschlüsse mit den gemeinsamen Pins verbunden und der gemeinsame Anschluss ist mit der Masse verbunden. In einer gemeinsamen Anodenanordnung wird der gemeinsame Pin auf einen logischen High-Pegel gesetzt und die Pins der LED werden auf Low-Pegel gesetzt, um eine Zahl anzuzeigen.

Funktionsweise der Sieben-Segment-Anzeige

Wenn alle Segmente mit Strom versorgt werden, wird die Zahl 8 angezeigt. Wenn man die Stromversorgung für Segment G (also 7) unterbricht, wird die Zahl 0 angezeigt. Die Schaltung der Sieben-Segment-Anzeige ist so aufgebaut, dass die Spannung an verschiedenen Pins gleichzeitig angelegt werden kann. Auf die gleiche Weise kann man die Kombinationen bilden, um Ziffern von 0 bis 9 anzuzeigen. Praktischerweise gibt es Sieben-Segment-Anzeigen mit zwei Strukturen, beide Anzeigetypen bestehen aus 10 Stiften.

Die numerischen Siebensegmentanzeigen können auch andere Zeichen anzeigen. In der Regel sind aber A-G und L, T, O, S und andere auch verfügbar. Einige Probleme können mit H, X, 2 und Z auftreten. Jedenfalls ist die übliche Sieben-Segment-Anzeige nur numerisch. Alphanumerische Anzeigen sind ebenfalls erhältlich, kosten aber etwas mehr. Diese Arten von Anzeigen haben aufgrund ihrer hohen Beleuchtungsstärke immer noch einen echten Zweck, und 7-Segment-Anzeigen werden in dunklen Bereichen wie Bahnhöfen verwendet. Sogar in der NASA werden 7-Segment-Anzeigen für Countdowns verwendet, die auch bei Sonnenlicht gut lesbar sind.

Gemeinsame Anodenanzeige

Gemeinsame Kathodenanzeige

Gemeinsame Kathoden-7-Segment-Anzeige

Bei dieser Art von Anzeige sind alle Kathodenanschlüsse der LED-Segmente zusammen mit der logischen 0 oder Masse verbunden. Die einzelnen Segmente werden beleuchtet, indem das logische 1- oder HIGH-Signal über einen Strombegrenzungswiderstand angelegt wird, um die einzelnen Anodenanschlüsse a bis g in Durchlassrichtung vorzuspannen.

7-Segment-Anzeige mit gemeinsamer Anode

Bei diesem Anzeigentyp sind alle Anodenanschlüsse der LED-Segmente gemeinsam mit der logischen 1 verbunden. Die einzelnen Segmente werden beleuchtet, indem das logische 0- oder LOW-Signal über einen Strombegrenzungswiderstand an die Kathode des jeweiligen Segments a bis g angelegt wird.

Daher sind Sieben-Segment-Anzeigen mit gemeinsamer Anode sehr beliebt, da viele Logikschaltungen mehr Strom aufnehmen als abgeben können. Diese Anzeigen sind kein direkter Ersatz für eine Anzeige mit gemeinsamer Anode in einer Schaltung, da es das Gleiche ist, wie die LEDs in umgekehrter Reihenfolge anzuschließen, und daher die Lichtemission nicht stattfindet. Je nach der angezeigten Dezimalzahl ist die jeweilige LED-Gruppe in Vorwärtsrichtung vorgespannt. Um z. B. die Zahl 0 anzuzeigen, müssen die verbleibenden Segmente a, b, c, d, e und f leuchten. Dann können die Ziffern von 0 bis 9 mit einer Siebensegmentanzeige angezeigt werden.

Steuerungsmöglichkeiten der Siebensegmentanzeige:

Es gibt verschiedene Arten von Steuerungstechniken, die durch die Verbindung dieser Sieben-Segment-Anzeigen mit den externen Steuergeräten implementiert werden. Sieben-Segment-Anzeigen müssen von anderen externen Geräten gesteuert werden. Verschiedene Arten von Mikrocontrollern sind sehr nützlich für die Kommunikation mit externen Geräten wie Tastaturen, Speicher, Schalter usw. Es gibt zahlreiche Schnittstellentechniken, die entwickelt wurden, um die komplexen Probleme bei der Kommunikation mit Anzeigen zu lösen.