Коды семисегментного индикатора

Сегменты и биты

Сегменты обозначают буквами: a — верхний, дальше по часовой стрелке b, c, d (нижний), e, f, g — средний, dp — точка. В таблице кодов Microchip AN557 сегмент a стоит в бите 0, g — в бите 6, а бит 7 всегда равен нулю — калькулятор отдаёт его точке. В AN557 сегменты питает порт, а ток разрядов замыкают внешние транзисторы (рис. 1), поэтому мы читаем эти коды как коды для общего катода: при таком подключении код нуля — 0x3F (сегменты a–f).

При другом подключении меняется только порядок битов. Например, у драйвера MAX7219 в режиме без декодирования бит D7 управляет точкой, D6 — сегментом A, а D0 — сегментом G. Тот же ноль для него — 0x7E. Калькулятор принимает любой порядок: выберите готовый или задайте свой, перечислив сегменты от бита 0 до бита 7, — так удобно, если сегменты разведены на плате по выводам как получилось.

Общий катод и общий анод

У индикатора с общим катодом сегмент горит при высоком уровне на его выводе, с общим анодом — при низком. Поэтому коды для общего анода — инверсия кодов для общего катода: 0x3F превращается в 0xC0. Дешифраторы тоже делятся на два вида: по данным TI, 74LS47 имеет выходы с активным низким уровнем и рассчитан на общий анод, а 74LS48 и CD4511B — на общий катод. Ток сегмента в любом случае ограничивают резистором — его номинал посчитает калькулятор резистора для светодиода.

Шестёрка, семёрка и девятка

Цифры 6, 7 и 9 бывают двух начертаний — с «хвостиком» и без:

TI прямо пишет в даташите 74LS47, что 74LS247 и 74LS248 рисуют 6 и 9 с хвостиками и выпущены, чтобы у разработчика был выбор из двух начертаний. Если в одном приборе стоят индикаторы с дешифратором и с программным выводом, начертание лучше сделать одинаковым — переключатель «Начертание 6 и 9» подстроит таблицу под нужную микросхему. Семёрку все четыре таблицы рисуют сегментами a, b, c; вариант с сегментом f встречается в других шрифтах и включается отдельно.

Коды больше девяти

Дешифратор двоично-десятичного кода получает четыре бита, то есть ещё шесть кодов кроме 0–9, и разные микросхемы показывают на них разное. CD4511B на кодах 1010–1111 гасит индикатор (рис. 8 даташита). 74LS47/48 выводят на кодах 10–14 особые символы из сегментов d, e, g и других, а на 15 гасят индикатор. MAX7219 в режиме Code B выводит минус, E, H, L, P и пробел. Из букв шестнадцатеричных цифр в этих таблицах есть только E — у MAX7219 это код 1011; A, b, C, d и F ни один из трёх дешифраторов не рисует — их выводят программно, как в AN557.

Пример: четыре разряда на микроконтроллере

Для текста «12.34» на индикаторе с общим катодом и подключением «a — бит 0» калькулятор выдаёт массив 0x06, 0xDB, 0x4F, 0x66: у двойки добавлен бит 7, точка. В динамической индикации разряды включают по очереди, и в каждый момент на порт сегментов выводится один байт из такого массива; схема, частота обновления и токи — в статье «Семисегментные индикаторы». С дешифратором CD4511B таблица не нужна — он сам переводит двоично-десятичный код в сегменты, а MAX7219 умеет и то и другое: режим Code B для цифр и режим без декодирования для произвольных знаков.