Общий анод и общий катод
У семисегментного индикатора или RGB-светодиода восемь светодиодов, но выводов меньше: с одной стороны все они соединены вместе. Если объединены аноды — это общий анод, если катоды — общий катод. От этого зависит всё управление: и полярность кодов, и выбор дешифратора, и ключи разрядов.
Обновлено Редакция GAW
Общий анод (common anode, ОА) и общий катод (common cathode, ОК) — два варианта внутреннего соединения светодиодов в многоэлементном индикаторе: у семисегментного индикатора, светодиодной матрицы или RGB-светодиода. В первом случае аноды всех светодиодов соединены и выведены на один общий вывод, катоды выведены отдельно; во втором — наоборот.
Что меняется в управлении
| Общий анод | Общий катод | |
|---|---|---|
| Общий вывод подключают к | плюсу питания | земле |
| Сегмент зажигает | низкий уровень на выводе сегмента | высокий уровень |
| Выход управления сегментом | втекающий ток (sink), открытый коллектор или сток | вытекающий ток (source) |
| Дешифратор по SDLS111 TI | 74LS47, 7447A | 74LS48 |
| Ключ разряда при мультиплексировании | p-n-p или p-канальный, к плюсу | n-p-n, n-канальный или ULN2003, к земле |
Коды цифр для двух типов взаимно инверсны: если у семисегментного индикатора с общим катодом ноль — 0x3F, у индикатора с общим анодом тот же знак — 0xC0, если точка не горит.
Примеры из документации
TI в даташите SDLS111 прямо разделяет дешифраторы по типу индикатора: 7446A, 7447A и 74LS47 с активным низким уровнем выходов — для светодиодов с общим анодом, 7448 и 74LS48 с активным высоким уровнем — для общего катода. У 74LS47 выходы с открытым коллектором и управляют сегментами напрямую, у 74LS48 — встроенные подтягивающие резисторы.
В AN557 Microchip четыре индикатора подключены к PIC16C71 так: сегменты питаются с PORTB, а общий вывод каждого разряда замыкают на землю внешние транзисторы или микросхема ULN2003, и в таблице кодов единица зажигает сегмент — это схема с общим катодом. Причина — ток: вывод PIC16C71 по документу втекает до 25 мА, а через общий вывод разряда идёт сумма токов всех горящих сегментов.
Номиналы резисторов сегментов считает калькулятор резистора для светодиода, ключ разряда — калькулятор транзисторного ключа, а поочерёдное включение разрядов описано в статье о динамической индикации.
Частые вопросы
Как узнать, общий анод у индикатора или общий катод?
Мультиметром в режиме проверки диодов: красный щуп на общий вывод, чёрный на вывод сегмента. Если сегмент слабо засветился, общий вывод — анод. Если нет, поменять щупы: свечение при чёрном щупе на общем выводе означает общий катод. Тип стоит проверить до пайки: в даташите индикатора он указан на схеме выводов.
Можно ли подключить индикатор с общим анодом к Arduino?
Да. Общий вывод — к плюсу питания (через ключ, если разрядов несколько), сегменты — через резисторы к выводам. Сегмент зажигается низким уровнем, поэтому коды из таблицы для общего катода надо инвертировать: 0 вместо 1. Суммарный ток всех сегментов течёт через общий вывод, поэтому при нескольких разрядах его коммутируют транзистором, а не выводом микроконтроллера.
Какой дешифратор нужен для общего анода, а какой для общего катода?
По даташиту TI: 74LS47 и 7447A с открытым коллектором и активным низким уровнем — для общего анода, 74LS48 с активным высоким уровнем и внутренними подтягивающими резисторами — для общего катода. Ошибка в паре проявляется по-разному. 74LS48 на общем аноде через внутренние подтягивающие резисторы зажжёт инвертированный рисунок — все сегменты, кроме нужных. 74LS47 на общем катоде не зажжёт ничего: выходы с открытым коллектором умеют только отводить ток, а светодиоду с общим катодом его нужно подать.
Источники
- Texas Instruments. SN5446A, '47A, '48, SN54LS47, 'LS48, 'LS49 BCD-to-Seven-Segment Decoders/Drivers (SDLS111, March 1974, revised March 1988) — с. 1: '46A, '47A, 'LS47 — выходы с открытым коллектором, управляют индикаторами напрямую; '48, 'LS48 — внутренние подтягивающие резисторы; с. 3: '46A, '47A, 'LS47 имеют выходы с активным низким уровнем для светодиодов с общим анодом или ламп накаливания, '48, 'LS48, 'LS49 — с активным высоким для буферов ламп или светодиодов с общим катодом; таблица T1: ON — выход в активном состоянии
- Microchip. AN557: Four-Channel Digital Voltmeter with Display and Keyboard (DS00557D) — рис. 1: сегменты питаются с PORTB, ток разряда замыкают на землю внешние транзисторы, MOSFET или ULN2003; в таблице кодов единица зажигает сегмент; вывод PIC16C71 втекает до 25 мА, вытекает до 20 мА, PORTB суммарно — 100 мА вытекающего и 150 мА втекающего тока
Нашли ошибку?
Смотрите также
- Семисегментный индикаторСемь сегментов a–g и точка: цифры 0–9 и коды для них
- Семисегментные индикаторыОбщий анод и катод, коды 0–F, резисторы, мультиплексирование разрядов
- Коды семисегментного индикатораСегменты, hex-коды для анода и катода, массив на C, дешифраторы
- Динамическая индикацияРазряды по очереди: 8 + N выводов вместо 8 · N
- Резистор для светодиодаНоминал и мощность гасящего резистора
- Расчёт ключа на биполярном транзистореРезистор базы, ток базы, Iк/Iб и нагрев ключа