Перейти к содержанию

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 анодОбщий катод
Общий вывод подключают кплюсу питанияземле
Сегмент зажигаетнизкий уровень на выводе сегментавысокий уровень
Выход управления сегментомвтекающий ток (sink), открытый коллектор или стоквытекающий ток (source)
Дешифратор по SDLS111 TI74LS47, 7447A74LS48
Ключ разряда при мультиплексированииp-n-p или p-канальный, к плюсуn-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

  1. 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
  2. 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?