Segmentvisning
En segmentvisning kan visa bokstäver, siffror eller tecken genom elektronisk eller elektromekanisk styrning av ett eller flera av dess segment. Det finns många olika typer av segmentdisplayer som skiljer sig åt i antal och arrangemang för deras segment. Det viktigaste är skärmen med sju segment , som z. B. används i digitala klockor eller fickräknare och alla siffror från 0 till 9 består av upp till sju individuella "rader".
En förlängning av denna segmentvisning leder till displayen med fjorton segment, som också innehåller ytterligare diagonala och vertikala segment. Detta implementeras sällan också som en sextonsegmentskärm . Dessa två segmentskärmar har fördelen att de kan visa alla stora bokstäver i det latinska alfabetet och vissa specialtecken som "+" och "*". På engelska kallas dessa skärmar ofta som en starburst-display , Union Jack- display eller brittisk flaggdisplay på grund av deras utseende .
Annan vidareutveckling har ibland betydligt fler segment, till exempel 38, 88 eller 111 i den utbredda Geascript-familjen från BMG / MIS. Speciellt den höga läsbarheten säkerställer att denna teknik kan hävda sig i vissa nischer, såsom parkeringskontrollteknik , mot matrisskärmar med mer flexibla designalternativ.
Display med sju segment
En display med sju segment är ett displayelement som består av sju separat omställbara, synliga staplar som är ordnade i form av två överlagrade, ofta fyrkantiga rektanglar. Vanligtvis är segmenten märkta med de små latinska bokstäverna a till g , som börjar längst upp, fortsätter medurs och namnger mittdelen till sist.
Det främst används för att representera de decimala siffrorna noll till nio, till exempel i fickräknare eller digitala klockor , men även delvis på icke-elektroniska informationstavlorna, exempelvis för lotteri jackpot . Representationen av siffrorna är här abstrakt, så inte helt perfekt jämfört med det "normala" teckensnittet (särskilt uppenbara exempel är siffrorna 4 och 7 ). På grund av den utbredda användningen av skärmar med sju segment är denna abstraktion knappt märkbar i vardagen.
Dessutom är en punkt ofta integrerad som kommasymbol till höger eller vänster om numret. Detta specifika segment kallas ofta dp för decimal .
Man talar om en 1 / 2- siffra om bara segmenten b och c och ett plustecken är integrerade. Detta betyder att 0 (= av), siffran 1, samt + och - kan representeras, t.ex. B. Annonser fram till 1999. En 3 / 4- siffra används när siffrorna 1, 2, 3 och av kan visas, t.ex. B. för annonser upp till 3999.
Eftersom de flesta system idag arbetar med en databredd på 8 bitar eller en multipel därav, finns det fortfarande ett åttonde "element" för de flesta visningselement i form av en punkt på baslinjen till höger om segment d (höger, för där, på grund av den mest kursiva inriktningen av skylten har mer utrymme än det finns till vänster). Poängen styrs via en åttonde databit och fungerar mestadels som decimalavgränsare , men används också helt olika beroende på krav.
historia
Redan den 17 juni 1908 hade Frank W. Wood en patentskärm med åtta segment som innehöll ytterligare ett diagonalt segment för att visa nummer fyra (patentnummer US 974 943, utfärdat 8 november 1910). Segmentdisplayer blev bara mer utbredda på 1960-talet med tillkomsten av lysrörs- och LED- skärmar. Före genombrott av LED-teknik fanns det under 1970-talet prekursorn i form av numeriska displaytuber i filamentteknik - endast Numitrons i rörformiga höljen, sedan Minitrons (liksom de senare LED-varianter) i plastförpackningar - eller som ett gasurladdningsrör .
presentation
Representationen av bokstäver ( latin , grekiska , kyrilliska ) är möjlig i begränsad omfattning. God läsbarhet kan uppnås med hjälp av blandade stora och små bokstäver. Exempelvis kan bokstäverna ‹A›, ‹C›, ‹E›, ‹F› och ‹G› användas relativt bra för att representera hexadecimala siffror .
För vissa siffror finns det varianter med ett segment mer eller mindre: a i ‹6› och d i ‹9›. I säkerhetskritiska områden är en design vettig där misslyckandet i något segment inte betyder att en siffra ser ut som en annan (t.ex. "9" eller "6" till "5") utan snarare att defekten märks. Dessutom kan preferenser från lokal handskrift också vara avgörande.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Andra stora bokstäver som kan identifieras tydligt är ‹H›, ‹I›, ‹J›, ‹K›, ‹L›, ‹O›, ‹R›, ‹S›, ‹U› och ‹V› Små bokstäver bokstäverna är ‹b›, ‹c›, ‹d›, ‹e›, ‹g›, ‹h›, ‹i›, ‹j›, ‹l›, ‹n›, ‹o›, ‹q›, ‹R›, ‹t›, ‹u›, ‹v› och ‹z› tecknen för ‹P› / ‹p› och ‹Y› / ‹y› ser identiska ut för stora och små bokstäver. Specialtecken kan inkludera minustegnet ‹-›, ‹_›, ‹" ›,‹ '›, ‹=› understryket och förenklade citattecken ‹<› visas ‹´›.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Vissa bokstäver ser exakt ut som siffrorna, t.ex. ‹g›, ‹I› eller ‹l›, ‹O›, ‹S› / ‹s›, ‹Z› / ‹z› såsom ‹9›, ‹1›, ‹0›, ‹5›, ‹2›. De andra är svåra att visa med de sju segmenten, särskilt eftersom mellersta eller diagonala linjerna inte kan visas bra. Tecken med ett diakritiskt märke som de tyska umlauterna ‹Ä›, ‹Ö› och ‹Ü› orsakar också problem. I vissa fall finns det dock ganska godtagbara provisoriska representationer, t.ex. för de öppna ‹a›, ‹N› och ‹q›.
|
|
|
Exempel
Med vissa CD-spelare ges statusinformation på en sju-segmentskärm:
| Hej |
|
| Öppna |
|
| Stänga |
|
| Spela |
|
| Ladda |
|
| Ingen skiva |
|
| Un Disc |
|
| -AV- |
|
Kontrollera
Idag består segmenten mest av ljusdioder (LED) eller LCD- skärmar ( liquid crystal display). När det gäller skärmar i mycket stort format används lysrör också för att bilda segmenten. Med lysdioder finns enkelsiffriga skärmar som skiljer sig tekniskt som matrisskärmar genom att de har en gemensam anod eller en gemensam katod . Decimalpunkten styrs delvis på ett dedikerat sätt.
Avkodare för sju segment
Att styra sju etapper display som består av lysdioder eller LCD-skärmar, integrerade sju segment avkodare kretsar (ICs) är vanligtvis används, vilket Recode binärkodade siffror (4 bitar) och sju bitar för att styra de sju segment. I diskreta klockor från 1970-talet används TTL- och CMOS- moduler från 74xx- och 40xx- serierna från olika tillverkare, mestadels typerna som slutar med 46 ... 49, 247 eller 4511 . Dessa är BCD-avkodare som baseras på principen om demultiplexers, följt av multiplexrar som kodas om med ytterligare icke-grindar och AND-grindar och en integrerad utgångsdrivrutin. Beroende på komponenten användes TTL-utgångsdrivrutiner med en öppen kollektor på upp till 30 volt . När det gäller CMOS-utgångar används deras kortslutningsstyrka och små lysdioder styrs ofta utan ytterligare komponenter. Några av kretsarna erbjuder också funktionen "lamptest", där alla utgångar är aktiverade. En blankning genom att avaktivera modulen eller dess utgångar tilldelas en ytterligare anslutning.
Tidsdelningsmultiplexering och skiftregister
Siffror som består av flera siffror kan styras med tidsdelningsmultiplexmetoden , vilket innebär att en ytterligare avkodarkrets inte krävs för varje siffra. Nackdelen här är skärmens flimmer vid låga frekvenser och skärmens delvis reducerade ljusstyrka, eftersom den inte är permanent kontrollerad. En annan metod är styrning via skiftregister , som begär att processorn och 2 till 3 anslutningar ska styra skärmen och som håller ledningsnät tunna.
Sedan 1990-talet har en programmerbar mikrokontroller delvis ersatt IC: n som tidigare krävts i stort antal för mindre skärmar, även om antalet nödvändiga I / O-anslutningar på mikrokontrollern kan minskas med en BCD-till-7-segmentavkodare. När det gäller större LED-skärmar är drivsteg anslutna nedströms, eftersom utgångarna från mikrokontrollern inte kan generera tillräckligt med ström.
Styrning av flera skärmar med mikrokontroller
Medan visningen av flera siffror med räknare-IC är ganska oproblematisk, blir antalet nödvändiga I / O-anslutningar kritiska när man använder mikrokontroller. Så har z. B. en digital klocka (utan sekundvisning) 28 ljusdioder (eller 27, eftersom siffran på tio timmar inte behöver ett segment). Även när man använder förar-IC är antalet ganska högt vid 16. Detta kan åtgärdas genom att inte permanent ansluta den gemensamma anslutningen av en siffra till matningsspänningen utan genom att styra siffrorna efter varandra. Sedan kan de sju separata anslutningarna för alla siffror grupperas tillsammans. Detta innebär att I / O-anslutningar krävs för siffror , t.ex. för en fyrsiffrig digital klocka. B. 11 anslutningar (se multiplexer ). Detta resulterar i en lägre ljusstyrka, som vid behov kan kompenseras av mindre seriemotstånd. Detta kan dock skada skärmen i händelse av programvarufel. Denna metod resulterar också i en synlig flimmer när skärmen filmas med TV-kameror (liknande filmskärmar).
En bättre men mer komplex metod är att ansluta en drivrutins-IC med ett inbyggt register (t.ex. 4511) till varje siffra. Mikrokontrollern kan sedan välja den siffra som ska ändras via minnesingången och ändra den enligt beskrivningen via anslutna datalinjer.
Logiktabell
Antag att en 7-segmentsdisplay har fyra digitala ingångar för kontroll. Sedan finns följande tilldelning av ingångarna (x3, x2, x1, x0) för de sju segmenten (a, b, c, d, e, f, g):
| värde | x3 | x2 | x1 | x0 | karaktär | 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: e | 0 | 1 | 0 | 0 |  |
0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 5 | 0 | 1 | 0 | 1 | |
1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 6: e | 0 | 1 | 1 | 0 | |
1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 7: e | 0 | 1 | 1 | 1 |  |
1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 8: e | 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: e | 1 | 1 | 0 | 0 | |
1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 13: e | 1 | 1 | 0 | 1 | |
0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 14: e | 1 | 1 | 1 | 0 | |
1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 15: e | 1 | 1 | 1 | 1 | |
1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 |
Växlingsfunktioner för segmenten
Följande växlingsfunktioner i disjunktiv normalform (DNF) är resultatet av logiktabellen ovan:
Om du begränsar dig till decimalsiffrorna förenklas funktionerna till:
Sju-segment drivblock, som bara kan visa decimalsiffrorna 0 till 9, innehåller endast de logiska funktionerna som visas i det sista avsnittet och visar meningslösa tecken om de hexadecimala värdena A till F är närvarande vid ingången.
Åtta segment display
Under ett tag användes också åttasegmentskärmar, vilket gjorde att siffror kunde visas mer runda. Dessa används bland annat i Digitron rören i den Sharp EL-8 miniräknare .
Display med nio segment
Nio eller elva segmentskärmar är sällsynta. Dessa kan också användas för att representera bokstäver. De har använts sedan slutet av 1970-talet, till exempel i schackdatorer som Chess Champion MK I av Skat Champion . Det finns också två vertikala segment i mitten plus två decimaler (uppe till vänster och nere till höger).
Det finns också andra varianter med diagonala segment, särskilt för att bättre representera den kyrilliska И och siffrorna 1, 3 och 7, liksom andra varianter med specialtecken eller för att representera de ryska postnumren 
.
Fjorton segment display
.jpg)
Displayen på fjorton segment används främst för att visa alla versaler i det latinska alfabetet. Det kan bara visa små bokstäver i begränsad utsträckning. Fjorton-segment skärmar för visning av RDS i radio är utbredda.
Det mellersta horisontella elementet i sju-segmentet är uppdelat i två delsegment, g 1 och g 2 . De två ytterligare vertikala segmenten i det horisontella mitten såväl som de diagonala elementen mellan hörnen och mitten betecknas från övre vänster till nedre höger med h till m .
Sexton segment display
Denna display kan användas för att visa andra tecken och symboler, t.ex. B. % -tecknet .
Förutom displayen med 14 segment är de övre och nedre horisontella segmenten också uppdelade i en 1 och en 2 samt d 1 och d 2 .
Perioden (som skiljetecken , decimal eller tusen avgränsare) kan också visas med hjälp av sextonsegmentvisningen genom att bara aktivera segment d 1 . Ett separat dp- segment är därför inte absolut nödvändigt.
webb-länkar
Individuella bevis
- ↑ BMG / MIS Geascript-segmentteckensnitt
- ↑ Datablad 74LS47, 74HC4511