LED 7 đoạn là gì? Nguyên lý hoạt động và cấu tạo

Led 7 đoạn rất dễ dàng bắt gặp thấy ứng dụng của chúng ở máy tính, đồng hồ hay bất cứ sản phẩm hiển thị nào có xuất hiện chữ số trong ngành điện tử. Vậy “Led 7 đoạn là gì ?”, liệu bạn đã thực sự hiểu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của nó.

Hãy dành ra 5 phút cùng Led Đại Nam tham khảo ngay bài viết dưới đây để nắm rõ về công nghệ này nhé!

LED 7 đoạn là gì?

LED 7 đoạn là một mô-đun hiển thị kỹ thuật số được thiết kế đặc biệt để truyền tải thông tin dưới dạng các con số, mang lại một màn hình dễ nhìn. Mỗi con số trên màn hình được tạo ra bằng cách bật hoặc tắt các đèn LED tương ứng.

Nó được gọi là “7 đoạn” vì bao gồm tối thiểu 8 đoạn LED hàng đơn (segment) và một đoạn chấm thập phân (Decimal Point). Mỗi đoạn LED hàng đơn có thể hiển thị một trong 7 phần của các ký tự nhưng không thể hiển thị kết hợp các đoạn LED hàng đơn để tạo ra các ký tự phức tạp hơn.

Ví dụ: Tại một cột đèn giao thông đang sáng đỏ. Khi đèn giao thông chuyển sang màu xanh, nghĩa là đèn LED ở vị trí thứ nhất của LED 7 đoạn đã bật. Khi đèn giao thông chuyển sang màu vàng, đèn LED ở vị trí thứ hai của LED 7 đoạn cũng được bật. Cuối cùng, khi đèn giao thông chuyển sang màu đỏ, đèn LED ở vị trí thứ ba của LED 7 đoạn cũng được bật. Kết quả là, thông qua sự kích hoạt và tắt các đèn LED tương ứng, LED 7 đoạn có thể hiển thị các con số từ 0 đến 9.

2 loại LED 7 đoạn

Có 2 loại màn hình LED 7 thanh:

• LED 7 đoạn Common Cathode.
• LED 7 đoạn Common Anode.

LED 7 đoạn CA – Anode (Dương)

Trong màn hình hiển thị Anode chung, tất cả các cực dương của LED 7 đoạn sẽ được kết nối với nhau ở mức logic “1”. Để bật từng đoạn LED riêng lẻ, ta sử dụng mức tín hiệu logic “0” thông qua một điện trở để giới hạn dòng điện và kết nối với cực âm Cathode và các đoạn LED a – g.

Khi có điện áp dương được kích hoạt vào cực dương (anode), các LED sẽ được bật. Để làm điều này, các cực âm (cathode) của từng LED cần được kết nối đến mạch điện để tạo thành một mạch điện hoàn chỉnh và cho phép dòng điện đi qua. Khi dòng điện chạy qua các LED, chúng sẽ tỏa sáng theo một mẫu được điều khiển bởi các thiết bị điều khiển.

LED 7 đoạn CC – Cathode (Âm)

LED 7 đoạn hoặc mạch đèn LED có một cấu trúc đơn giản. Các cực âm (cathode) của tất cả 8 LED được kết nối với nhau, trong khi các cực dương (anode) đứng riêng lẻ. Các cực âm của LED được kết nối lại với nhau và được gọi là “nối Mass” hoặc “nối mức logic 0”.

Khi một nguồn điện được kích hoạt, LED sẽ phát sáng. Tuy nhiên, trong trường hợp này, để làm cho đèn LED phát sáng, chúng ta cần đưa cực âm (cathode) vào một mức điện áp đúng.

Cấu tạo LED bảy ​​đoạn

Để giúp các bạn hiểu dễ dàng hơn, hãy cùng đọc xem Led Đại Nam mô tả sau về cấu trúc của led 7 thanh:

LED 7 đoạn có cấu trúc khá đơn giản, bao gồm 8 đoạn LED được đánh dấu theo bảng chữ cái, tương ứng với các ký tự trong bảng chữ cái tiếng Anh. Các đoạn LED này được kết nối với nhau để tạo ra hiển thị các chữ cái và số đơn giản như “0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, b, C, d, E, F,…” trên màn hình.

Đoạn thứ 8 trong cấu trúc LED 7 đoạn được gọi là DP (dot point) hoặc “chấm thập phân”. Nó được sử dụng khi muốn hiển thị một số không phải là số nguyên, ví dụ như số có phần thập phân.

Nguyên lý hoạt động của LED bảy ​​đoạn

Đối với Led 7 thanh, hầu hết đều hoạt động thông qua một nguyên tắc chung đó là: Muốn LED nào sáng thì LED đó cần được phân cực thuận. Muốn tạo ra chữ số nào thì bóng LED ở vị trí đó sáng lên.

Nguyên lý phân cực thuận

LED 7 đoạn là một loại hiển thị số thông dụng, gồm 7 đoạn LED riêng biệt. Mỗi đoạn tương ứng với một thanh ngang hoặc dọc của các chữ số. Mỗi đoạn LED có hai đầu điện cực. Khi kết nối đầu dương với nguồn điện dương và đầu âm với nguồn điện âm, dòng điện sẽ chạy qua LED và khiến nó phát sáng (gọi là phân cực thuận).

Để hiển thị các chữ số từ 0 đến 9, các đoạn LED phải được bật sáng theo các mẫu khác nhau. Ví dụ, để hiển thị số “1”, chỉ cần bật đoạn LED thứ hai từ phía trên xuống. Đối với số “4”, cần bật các đoạn LED thứ ba, năm và sáu. Quá trình chọn bật hoặc tắt các đoạn LED được điều khiển bởi một mạch điện tử nằm bên trong.

Điều này có nghĩa là hoạt động của LED 7 đoạn dựa trên việc sử dụng mạch điện để điều khiển từng đoạn LED bật sáng theo một thứ tự nhất định, tạo thành các chữ số mong muốn. Kỹ thuật này giúp tạo ra các thiết bị hiển thị số có cấu trúc đơn giản và giá thành thấp.

Bảng mô tả cách tạo ra chữ số hiển thị

Chung cực âm

Chung cực dương

Các cách điều khiển nhiều Led 7 đoạn

Có 3 cách để điều khiển LED 7 thanh được Led Đại Nam đưa ra như sau:

• Kết nối trực tiếp các chân điều khiển LED với PORT của vi điều khiển.
• Dùng quét LED.
• Sử dụng quét LED nhưng với IC chốt dữ liệu ( Giúp tiết kiệm các chân điều khiển).

Kết nối trực tiếp với PORT của vi điều khiển

Việc kết nối trực tiếp này cho phép vi điều khiển điều khiển từng đoạn LED 7 đoạn một cách độc lập. Bằng cách thay đổi trạng thái của các chân điều khiển tương ứng, vi điều khiển có thể hiển thị các ký tự và số liệu khác nhau trên mỗi đoạn LED.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng để áp dụng phương pháp này, vi điều khiển phải có đủ số lượng chân điều khiển để phù hợp với số lượng đoạn của LED 7 đoạn. Nếu không, vi điều khiển sẽ không thể điều khiển và hiển thị đầy đủ thông tin trên toàn bộ LED 7 đoạn.

Quét Led

Phương pháp này tức là trong một khoảng thời gian ngắn, chỉ một đoạn LED được kích hoạt và hiển thị. Sau đó, đoạn tiếp theo được kích hoạt và trạng thái hiển thị trước đó tắt đi. Quá trình này lặp lại với tần suất cao đến mức người sử dụng có cảm giác các đoạn đang được hiển thị cùng nhau.

Quét LED (IC chốt dữ liệu)

Sử dụng IC chốt dữ liệu để tiết kiệm các chân điều khiển của LED 7 đoạn. Khi sử dụng IC chốt dữ liệu, người dùng chỉ cần một số ngõ vào của vi điều khiển để gửi dữ liệu tới IC chốt, từ đó điều khiển hiển thị của LED 7 đoạn. Giúp giảm thiểu đáng kể số lượng chân điều khiển cần thiết và tối ưu hóa việc lập trình và điều khiển LED 7 đoạn.

Ứng dụng của LED 7 đoạn

LED 7 thanh thường được sử dụng trong các thiết bị hiển thị công nghệ số. Cấu tạo đơn giản và khả năng hiển thị các ký tự dễ nhìn, đây là một phương pháp phổ biến và đáng tin cậy để hiển thị thông tin số trên các thiết bị điện tử như:

• Đồng hồ đeo tay và kỹ thuật số.
• Bảng điện tử và Máy tính cơ bản.
• Thiết bị đo lường như máy đo nhiệt độ, công suất, áp suất.
• Thiết bị đếm số, hiển thị kết quả, và thông báo lỗi.
• Hiển thị màn hình bếp từ, tủ lạnh, máy giặt
• Đồng hồ đo đường cho ô tô, xe máy.
• Trong các thiết bị điện công nghiệp có hiển thị màn hình.

Như vậy là bài viết trên, LED Đại Nam trả lời câu hỏi LED 7 đoạn là gì cùng quý bạn đọc rồi. Hy vọng rằng thông tin về nguyên lý hoạt động và cấu tạo của nó đã mang lại kiến thức hữu ích. Đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi nếu có bất kỳ câu hỏi hoặc ý kiến đóng góp nào !