Seitsme numbrikohaga LED-näidik

Allikas: Vikipeedia
Tüüpiline seitsmesegmendiline LED-indikaator, kümnendkomaga
seitsmesegmendilise indikaatori üksikud segmendid

Seitsmesegmendiline indikaator (SSD – seven segment display) on elektrooniline näidik, mõeldud kümnendnumbrite kuvamiseks, mis on alternatiiviks keerulisematele tippmaatriksindikaatoritele.

Seitsmesegmendilised indikaatorid on laialt kasutatavad digitaalsetes kellades, lihtsamates kalkulaatorites, ja teistes elektroonilistes seadmetes, mis kuvavad arvandmeid.


Välimus[muuda | muuda lähteteksti]

Seitset ekraanielementi saab valgustada erinevates kombinatsioonides, et moodustada araabia numbreid. Elemendid on enam-vähem ühesuguse kuju ja suurusega (tavaliselt piklikud kuusnurgad, trapetsid ja ristkülikud), kuigi tavaliselt on vertikaalsed segmendid pikemad, et need oleksid paremini loetavad. Ühesugune LED-ide kuju on põhjendatud sellega, et samasuguseid dioode on odavam toota.

Numbrid 6, 7 ja 9 võivad olla näidatud mitut moodi, kasutades erinevaid segmente, sabaga või ilma selleta[1].

Seitse segmenti on paigutatud ristkülikukujuliselt järgmiselt: kaks vertikaalset segmenti mõlemal küljel ja kolm tükki ühekaupa üleval, keskel ja põhjal. Lisaks poolitab seitsmes segment ristkülikut horisontaalselt. On olemas ka neljateistkümne segmendi indikaatorid ja kuueteistkümne segmendi indikaatorid, aga tänapäeval on need enamasti asendatud tippmaatriksekraanidega.

7-segmendilise indikaatori elemendid on nimetatud tähtedega A–G, kuid kaheksandat segmenti, mida tähistatakse DP-ga (decimal point), kasutatakse ekraanil mittetäisarvuliste numbrite kuvamisel[1].

Ajalugu[muuda | muuda lähteteksti]

Joonis Wood-i patendist

Frank Wood patenteeris segmendilise LED-indikaatori 1908. aastal[2]. Esimene indikaator oli kaheksasegmendiline – lisaks oli kaldus segment nelja kuvamiseks.

7-, 9-, 14- ja 16-segmendiline näidik

1910. aastatel kasutati seitsmesegmendilist ekraani, mis oli valgustatud hõõglampidega, elektrijaamades katlaruumide juhtimispultides[3]. Nad olid kasutusel ka telefonijaamades, kus nende abil näidati valitud telefoninumbreid operaatoritele[4]. Nad ei saavutanud laialdast kasutamist kuni valgusdioodide tulekuni 1970. aastatel[5]. Enne seda kasutati numbrite näitamiseks enamasti Nixie torusid. Aastal 1970 tegi USA firma RCA seitsmesegmendilise hõõglambi Numitron[6].

LED-id olid väga kallid kuni aastani 1971, kui Jacques Pankov RCA laborist avastas lihtsama meetodi valgusdioodide tootmiseks[7][8]. Sellest aastast alates levis seitsmesegmendiliste indikaatorite kasutus kiiresti. Kasutati ka 9-, 14- ja 16-segmendilisi indikaatoreid, kuid need polnud nii populaarsed nagu seitsmesegmendilised ja on tänapäeval asendatud tippmaatriksindikaatoritega.

Sisemus[muuda | muuda lähteteksti]

Seitsmesegmendiline numberindikaatori sisemine korraldus on üsna lihtne. Indikaator koosneb seitsmest, või kaheksast (kui kasutatakse kahendkoma) LED-ist, mis on üksteisega ühendatud järgmise skeemiga:

7seg skeem.jpg

Nagu skeemidelt näha, võib indikaator olla ühise anoodiga või ühise katoodiga. Esimesel juhul antakse sisendisse plusspinge ja vajalikesse väljunditesse miinuspinge, teisel juhul vastupidi. Kui skeem, mis kasutab seitsmesegmendilist näidikut, ei saa korraga anda signaali kõikidesse indikaatori jalgadesse, siis kasutatakse nihkeregistrit. See annab võimaluse kasutada ainult 3 sisendsignaali indikaatori juhtimiseks. Esimene on clock signaal (SCK – SHCP skeemil), mis nihutab andmeid registris, teine on järjest sisenevad andmed (MOSI – DS) ja kolmas on andmete indikaatorile edastamise signaal, mida antakse, kui 8 bitti on juba nihkeregistris olemas.

Atmega328 mikrokontroller on ühendatud 7-segmendilise indikaatoriga nihkeregistri 74HC595 abil

Numbrite kuvamine[muuda | muuda lähteteksti]

Täisolekus olevat seitsmesegmendilist indikaatorit saab kodeerida ühe baidiga. Kõige populaarsemad bittide koodid on gfedcba ja abcdefg – mõlemad eeldavad, et loogiline 0 on sisselülitatud seisund ja loogiline 1 on väljalülitatud seisund.

Selles tabelis on kirjas kuueteistkümnendsüsteemis numbrite 0–9 kuvamiseks vajalikud koodid:

Number gfedcba abcdefg a b c d e f g
0 0x3F 0x7E 1 1 1 1 1 1 0
1 0x06 0x30 0 1 1 0 0 0 0
2 0x5B 0x6D 1 1 0 1 1 0 1
3 0x4F 0x79 1 1 1 1 0 0 1
4 0x66 0x33 0 1 1 0 0 1 1
5 0x6D 0x5B 1 0 1 1 0 1 1
6 0x7D 0x5F 1 0 1 1 1 1 1
7 0x07 0x07 1 1 1 0 0 0 0
8 0x7F 0x7F 1 1 1 1 1 1 1
9 0x6F 0x7B 1 1 1 1 0 1 1

Tähtede kuvamine[muuda | muuda lähteteksti]

Lisaks numbritele, seitsmesegmendiline indikaator on võimeline kuvama mõningaid ladina, kirillitsa ja kreeka tähestike tähti, kuid ainult mõned kujutised on ühemõttelised.

Kõige olulisemad tähed, mida indikaator oskab kuvada on ladina A-F - nad tähistavad kuueteistkümnendsüsteemis numbreid 10-15. Neid numbreid on vaja mõnedes kalkulaatorites, ning neid kasutatakse mõningates elektroonikaseadmetes kuvarite testimiseks. Kuigi ametlikku standardit pole, kuvab enamik seadmeid neid numbreid nii, nagu neid on parem näha: suured- A, C, E ja F ning väiketähed b ja d[9]. Et vältida kahemõttelisust numbri 6 ja tähe b vahel, põleb 6 kuvamisel A segment.

See tabel näitab kuueteistkümnendsüsteemis numbrite 10–15, ehk tähtede A-F, kuvamiseks vajalikke koode:

Number Täht gfedcba abcdefg a b c d e f g
10 A 0x77 0x77 1 1 1 0 1 1 1
11 b 0x7C 0x1F 0 0 1 1 1 1 1
12 C 0x39 0x4E 1 0 0 1 1 1 0
13 d 0x5E 0x3D 0 1 1 1 1 0 1
14 E 0x79 0x4F 1 0 0 1 1 1 1
15 F 0x71 0x47 1 0 0 0 1 1 1

Seitsmesegmendiline indikaator võib olla piisav tähtede kuvamiseks sellistes seadmetes, kus asjakohased sõnumid ei ole kriitilise tähtsusega ning neist pole võimalik valesti aru saada.

Mõned võimalikud sõned on näidatud siin:

7 seg words.jpg

Viited[muuda | muuda lähteteksti]

  1. 1,0 1,1 http://www.sentex.ca/~mec1995/tutorial/7seg/7seg.html
  2. [1]
  3. [Warren O. Rogers, Power Plant Signalling System, Power and the Engineer, Vol. 32, No. 5 (Feb. 1, 1910); pages 204-206.]
  4. [E. H. Clark, Evolution of the Call-Indicator System, Bell Laboratories Record, Vol 8, No. 5 (December 1929); pages 171-173]
  5. [http://www.electrical4u.com/seven-segment-display/
  6. Numitron Readout
  7. Light Emitting Diode
  8. Milestones on Development of LED
  9. https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/3210