LED或發光二極管，是一種固態光學pn結二極管，以光子的形式發射光能。

這些光子的發射發生在二極管結是由外部電壓正向偏置，允許電流流過其結點，在電子設備中，我們將此過程稱為電致發光。

LED發出的可見光的實際顏色，從藍色到紅色到橙色，由發射光的光譜波長決定，其本身取決于添加到用于生產它的半導體材料中的各種雜質的混合物。

7分段顯示

發光二極管與傳統燈泡和燈具相比具有許多優點，主要是它們體積小，壽命長，顏色多樣，價格便宜且易于獲得，以及易于與各種其他電子元件和數字電路接口。

但光的主要優點t發光二極管是因為它們的芯片尺寸小，它們中的一些可以在一個小而緊湊的封裝內連接在一起，產生通常稱為<7> 7段顯示器。

7段顯示器，也寫為“七段顯示器”，由七個LED（因此其名稱）組成，如圖所示以矩形方式排列。七個LED中的每一個被稱為段，因為當被照亮時，該段形成要顯示的數字（十進制和十六進制）的一部分。有時在同一封裝中使用額外的第8個LED，因此當兩個或多個7段顯示器連接在一起以顯示大于10的數字時，允許指示小數點（DP）。

每個LED在顯示器中的七個LED中，給出一個位置部分，其中一個連接引腳直接從矩形塑料封裝中取出。這些單獨的LED引腳標記為代表每個LED的 a 到 g 。其他LED引腳連接在一起并接線以形成公共引腳。

因此，通過以特定順序正向偏置LED段的適當引腳，一些段將是亮的而另一些段將是暗的，從而允許在顯示器上生成的數字的所需字符圖案。這樣我們就可以在同一個7段顯示器上顯示十個十進制數字 0 到 9 中的每一個。

顯示公共引腳是通常用于識別它是哪種類型的7段顯示器。由于每個LED有兩個連接引腳，一個稱為“陽極”，另一個稱為“陰極”，因此有兩種類型的LED 7段顯示器稱為：共陰極（CC）和共陽極（CA）。

兩個顯示器的區別，顧名思義，就是共陰極將7段的所有陰極直接連接在一起，共陽極具有連接在一起的7段的所有陽極，并如下照明。

<跨度> 1。共陰極（CC） - 在共陰極顯示器中，LED段的所有陰極連接一起連接到邏輯“0”或接地。通過限流電阻施加“高”或邏輯“1”信號來照亮各個段，以正向偏置各個陽極端子（ag）。

共陰極7段顯示器

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<跨度> 2。共陽極（CA） - 在共陽極顯示器中，LED段的所有陽極連接一起連接到邏輯“1”。通過適當的限流電阻將特定區段（ag）的陰極施加接地的邏輯“0”或“低”信號來照亮各個區段。

共陽極7段顯示

通常，共陽極顯示器更受歡迎，因為許多邏輯電路可以吸收比它們可以提供更多的電流。另請注意，共用陰極顯示器不是用于共陽極顯示器的電路的直接替代品，反之亦然，因為它與反向連接LED相同，因此不會發光。

根據要顯示的十進制數字，特定的一組LED是正向偏置的。例如，要顯示數字 0 ，我們需要點亮與 a，b，c，d，e 和對應的六個LED段。 ?F 。因此，可以使用如圖所示的7段顯示來顯示 0 到 9 的各種數字。

所有數字的7段顯示段。

然后，對于7段顯示，我們可以生成一個真值表，給出需要照亮的各個段以產生從 0 到 9 所需的十進制數字，如下所示。

7段顯示真值表

驅動7段顯示器

雖然可以將7段顯示器視為單個顯示器，但在單個封裝中仍然有7個單獨的LED，因此這些LED需要過流保護。 LED只有在正向偏置時才會發光，發光量與正向電流成正比。

這意味著隨著電流的增加，LED光強度會以近似線性的方式增加。因此，必須通過外部電阻控制該正向電流并將其限制在安全值，以防止損壞LED段。

紅色LED段的正向壓降非常低，大約為2到2 2.2伏（藍色和白色LED可以高達3.6伏），因此為了正確照明，LED段應連接到超過此正向電壓值的電壓源，并使用串聯電阻將正向電流限制為理想的價值。

通常對于標準的紅色7段顯示器，每個LED段可以正確地照射約15 mA，因此在5伏數字邏輯電路上，限流電阻的值約為200Ω（5v - 2v） ）/ 15mA，或220Ω到最接近的更高優選值。

因此，要了解顯示器的各段如何連接到220Ω限流電阻，請考慮下面的電路。 / p>

駕駛7段顯示器

在這個例子中，一個共同的段使用開關照亮陽極顯示器。如果關閉開關 a ，電流將通過LED的“a”段流向連接到引腳 a 的限流電阻，并且0伏，制作電路。然后只有段 a 會亮起。因此，需要一個LOW狀態（切換到接地）來激活此共陽極顯示器上的LED段。

但是假設我們希望十進制數“4”在顯示屏上亮起。然后關閉開關 b，c，f 和 g 以點亮相應的LED段。同樣，對于十進制數“7”，將關閉開關 a，b，c 。但使用單個開關照亮7段顯示器并不是很實用。

7段顯示器通常由特殊類型的集成電路（IC）驅動，通常稱為7段解碼器/驅動器，例如CMOS 4511.這種7段顯示驅動器，稱為二進制編碼十進制或BCD到7段顯示解碼器和驅動器，能夠照亮共陽極或共陰極顯示器。但是還有許多其他單顯示驅動器和雙顯示驅動器，例如非常流行的TTL 7447。

這個BCD到7段解碼器/驅動器采用標記為 A，B的4位BCD輸入，和 D 分別為 1,2,4 和 8 的二進制加權數字，有七個輸出將電流通過相應的段以顯示數字LED顯示的十進制數字。

CD4511的數字輸出與通常的CMOS輸出不同，因為它們可以提供高達25mA的電流來驅動LED段直接允許使用和驅動不同顏色的LED顯示器。

使用4511驅動7段顯示

在這個簡單的電路中，共陰極顯示器的每個LED段都有自己的陽極端子直接連接到4511驅動器，其陰極接地。每個輸出的電流通過一個1kΩ的電阻，將其限制在一個安全的數量級。 4511的二進制輸入是通過四個開關。然后我們可以看到使用BCD到7段顯示驅動程序（如CMOS 4511），我們可以使用四個開關（而不是之前的8個）或4位二進制信號控制LED顯示，允許多達16種不同的組合。

大多數數字設備使用7段顯示器將數字信號轉換為可由用戶顯示和理解的形式。該信息通常是數字，字符和符號形式的數字數據。共陽極和共陰極七段顯示器通過以各種組合照射各個段來產生所需的數量。

基于LED的7段顯示器在電子愛好者中非常受歡迎，因為它們易于使用且易于理解。在大多數實際應用中，7段顯示器由合適的解碼器/驅動器IC驅動，例如來自4位BCD輸入的CMOS 4511或TTL 7447。如今，基于LED的7段顯示器已經在很大程度上被消耗更少電流的液晶顯示器（LCD）所取代。