LED 7 Đoạn: Giải thích nguyên lý hoạt động và ứng dụng

LED 7 đoạn là gì? Đây là một thiết bị hiển thị số phổ biến trong cuộc sống và công nghiệp. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về nguyên lý hoạt động cũng như các ứng dụng của LED 7 đoạn.

LED 7 đoạn – Thiết bị hiển thị số

LED 7 đoạn là một mô-đun hiển thị số được thiết kế đặc biệt. Nó bao gồm một số lượng đèn LED được sắp xếp theo hình dạng của các con số, tạo ra một màn hình dễ nhìn. Mỗi con số trong màn hình được tạo ra bằng cách bật hoặc tắt các đèn LED tương ứng.

Ứng dụng của LED 7 đoạn

LED 7 đoạn thường được sử dụng trong các thiết bị hiển thị số, như đồng hồ, bảng điện tử, máy đo nhiệt độ, và các ứng dụng điều khiển thời gian, đếm số, hiển thị kết quả và thông báo lỗi. Với cấu tạo đơn giản và khả năng hiển thị các ký tự đơn giản, LED 7 đoạn là một phương pháp phổ biến và đáng tin cậy để hiển thị thông tin số trên các thiết bị điện tử.

image

Cấu tạo của LED 7 đoạn

LED 7 đoạn có cấu tạo đơn giản và thường được sử dụng để hiển thị các chữ số và chữ cái đơn giản. Nó được gọi là “7 đoạn” vì bao gồm tối thiểu 8 đoạn LED, từ a đến g và một đoạn chấm thập phân, được kết nối với nhau để hiển thị các ký tự như “0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, b, C, d, E, F,…” và các ký tự đặc biệt.

Đoạn LED hàng đơn được ký hiệu theo bảng chữ cái từ a đến g và được sắp xếp sao cho khi kết nối với nhau, ta có thể hiển thị các chữ số và chữ cái thông qua sự bật/tắt của từng đoạn LED.

image

Nguyên lý hoạt động của LED 7 đoạn

LED 7 đoạn thường có 7 đoạn LED riêng biệt, mỗi đoạn tương ứng với một thanh gạch ngang hoặc dọc của các chữ số. Mỗi đoạn LED đều có hai đầu điện cực. Khi đầu dương được nối với nguồn điện dương và đầu âm nối với nguồn điện âm, dòng điện sẽ chạy qua LED làm nó phát sáng (nguyên tắc phân cực thuận).

Để tạo ra các chữ số 0-9, các đoạn LED cần được bật sáng theo các mẫu khác nhau. Ví dụ, để hiển thị số “1”, chỉ cần bật đoạn LED thứ 2 từ trên xuống, cho số “4” thì bật các đoạn 3, 5, 6. Việc chọn bật/tắt các đoạn LED được điều khiển bởi một mạch điện tử bên trong.

Như vậy, bản chất hoạt động của LED 7 đoạn là sử dụng các 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 với cấu tạo đơn giản và chi phí thấp.

Ví dụ về bảng mô tả cách tạo ra chữ số hiển thị của LED 7 đoạn:

Chung cực dương CA
image

Chung cực âm CC
image

Phân loại LED 7 đoạn

image

Có hai loại LED 7 đoạn phổ biến:

  1. Loại dương chung (Common Anode): Cực dương (anode) của tất cả 8 LED được nối với nhau và các cực âm (cathode) đứng riêng lẻ.
  2. Loại âm chung (Common Cathode): Cực âm (cathode) của tất cả 8 LED được nối với nhau, trong khi các cực dương (anode) đứng riêng lẻ.

Các phương pháp điều khiển LED 7 đoạn

Có ba phương pháp phổ biến để điều khiển nhiều LED 7 đoạn:

1. Kết nối trực tiếp với vi điều khiển

Phương pháp này liên quan đến việc kết nối trực tiếp các chân điều khiển của LED 7 đoạn với các chân PORT của vi điều khiển. Điều này đòi hỏi vi điều khiển có đủ số lượng chân để kết nối với tất cả các đoạn LED.

2. Sử dụng phương pháp quét LED

Phương pháp này sử dụng quét LED 7 đoạn, tức là trong một khoảng thời gian ngắn, chỉ một đoạn LED được kích hoạt và hiển thị. 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.

3. Sử dụng IC chốt dữ liệu

Phương pháp này sử dụng một 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. Điều này giúp giảm đáng kể số lượng chân điều khiển cần thiết và tối ưu hóa việc lập trình và điều khiển LED 7 đoạn.

Kết luận

LED 7 đoạn là một công nghệ đơn giản nhưng rất hữu ích trong việc hiển thị các thông tin số. Với ưu điểm về độ tin cậy, chi phí thấp và dễ sử dụng, LED 7 đoạn đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều thiết bị điện tử hiện đại. Hy vọng bài viết này đã giúp bạn hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động và ứng dụng của LED 7 đoạn.