7-segment Display Counter

Compteur Pour Afficheur 7 segments / 7-segment Display Counter

Les afficheurs 7 segments peuvent être utilisés simultanément pour afficher les chiffres de 0 à 9, ainsi que quelques caractères, pour une utilisation dans un circuit de comptabilité ou pour être connectés à un microcontrôleur. De nos jours, il est très facile d'afficher des chiffres et des lettres sur plusieurs afficheurs LED à l'aide de microcontrôleurs, tels qu'Arduino ou Raspberry Pi, et d'un court programme informatique permettant d'afficher les chiffres souhaités. Cependant, il arrive, en tant qu'étudiant en électronique ou amateur, que l'on souhaite afficher deux chiffres ou plus dans le cadre d'un projet ou d'un circuit logique numérique. Comment procéder ?	7-segment Displays can be used together to display digits from 0 to 9 as well as a few characters for use in acounting circuit or interfaced to a microcontroller. Nowadays it is very easy to display numbers and letters across multiple LED displays using micro-controllers, such as the Arduino or Raspberry-Pi, along with a small bit of software related code to display the required digits. But sometimes as an Electronics student or hobbyist we want to display two or more numbers or digits as part of our project or digital logic circuit. So how can we do this?
Les afficheurs 7 segments offrent une solution pratique pour afficher des informations numériques de zéro à neuf. Ils sont constitués d'un ensemble de diodes électroluminescentes (DEL) connectées entre elles dans un seul boîtier. Chaque DEL (appelée segment) est illuminée par un courant électrique. En allumant différentes combinaisons de segments (certains allumés et d'autres éteints), on peut afficher des caractères ou des chiffres. Les DEL sont semblables aux diodes classiques : elles ne laissent passer le courant que dans un seul sens. La différence réside dans le fait qu'une DEL émet de la lumière à partir de sa jonction PN lorsqu'un courant électrique la traverse. Ce phénomène d'électroluminescence se produit lorsque la tension entre l'anode (A) et la cathode (K) est supérieure d'environ 2 volts à la tension entre ces deux bornes. Le courant d'alimentation typique nécessaire pour alimenter une LED se situe entre 6 mA et 20 mA environ. Sa valeur est généralement contrôlée par une résistance en série avec la LED. Ainsi, en polarisant en direct l'un des segments de la LED d'affichage (anode vers l'alimentation, borne positive, et cathode vers la masse, borne négative), on peut obtenir un affichage aléatoire de segments ou un chiffre décimal de 0 à 9, fournissant ainsi un résultat visuel pour notre projet.	7-segment displays provide a convenient way of displaying numerical information from zero to nine. As they basically consist of a load of light emitting diodes connected together within a single indicator package. Each light emitting diode (called a segment) is illuminated using an electrical current. And by illuminating various combinations of segments so that some segments will be turned “ON” and emitting light while others will be turned “OFF” we can display individual characters or numbers. The Light Emitting Diode, LEDs are just like normal diodes, in that they only allow current to flow in one direction. This difference between the two is that an LED emits light energy from its PN-junction when an electrical current passes through it. This electroluminescence action occurs whenever the Anode (A) terminal of the LED is more positive than its Cathode (K) terminal by approximately 2 volts. The typical supply current required to illuminate an LED junction ranges from between about 6mA to 20mA. And whos value is commonly controlled using a resistor in series with the LED. So by forward-biasing any one of the displays LED segments so that the anode terminal is towards the supply (positive) and the cathode terminal is towards ground (negative), we can produce a set of randomly lit segments or a decimal number from 0 to 9 providing a visual output for our project.
Afficheur 7 segments Comme son nom l'indique, un afficheur 7 segments est composé de sept segments, c'est-à-dire de sept diodes électroluminescentes (DEL), qui, ensemble, forment un chiffre complet. En réalité, la plupart des afficheurs 7 segments contiennent huit DEL internes, la huitième servant à afficher la virgule décimale, généralement dans un coin inférieur. Donc, si un afficheur 7 segments est composé de sept DEL (sans tenir compte de la virgule décimale pour l'instant), une DEL par segment, et qu'une DEL possède deux bornes (anode et cathode), cela signifie-t-il que chaque afficheur 7 segments possède 14 broches de connexion ? La réponse est non. Bien qu'un segment puisse être allumé individuellement, une borne de chaque DEL interne est reliée à un point commun. Ainsi, au lieu de 14 broches de connexion pour l'afficheur, nous n'en aurons que huit (7 + 1). Une broche est dédiée à chacune des sept LED, plus une broche commune. C'est cette broche commune qui détermine le type et le nom de l'afficheur 7 segments. Lorsque les cathodes de toutes les LED de l'afficheur sont connectées ensembles, on parle d'afficheur à cathode commune (CC). De même, lorsque les anodes de toutes les LED de l'afficheur sont connectées ensembles, on parle d'afficheur à anode commune (CA). Un afficheur 7 segments peut donc être soit à cathode commune (CC), soit à anode commune (CA).	7-Segment Display As its name suggests, a 7-segment display consists of seven segments, meaning it consists of seven light emitting diodes or LED’s, which together can be used to form one complete digit on the display. Actually, most 7-segment displays contain eight internal LED’s as the eigth one is used for a decimal point, usually in one of the bottom corners of the display. So if a 7-segment display consists of seven LED’s (ignoring the decimal point for now). One for each segment, and an LED has two terminals, an Anode and a Cathode, does that mean that each single 7-segment display will have 14 connecting pins or terminals. Well the answer is, No. While an LED segment can be illuminated individually as required, one terminal of each internal LED is connected to a common point or node. Thus instead of having 14 connecting pins for the display we will only have only eight (7 + 1) pins. One each for the seven individual LEDs plus a common pin, and it is this “common pin” which identifies the type and name of 7-segment display. When the cathode terminals of all the LEDs used in the display are shortedtogether, the display is referred to as a Common-cathode, (CC) display. Likewise, when all the anode terminals of the LEDs used in the display areshorted together, the display is referred to as a Common-anode, (CA) display. Thus a 7-segment display can be either a Common Cathode (CC) or a Common Anode (CA) type display.
	Common Anode (CA) Configuration Common Cathode (CC) Configuration
Configuration à cathode commune (CC) Affichage à cathode commune (CC) – Dans un afficheur à cathode commune, toutes les cathodes (K) des segments LED sont reliées entre elles et connectées à la masse (0 volt). L'éclairage de chaque segment est obtenu par l'application d'un courant électrique approprié polarisant en direct les anodes (a à g). Un afficheur à cathode commune nécessite donc un circuit de commande capable de fournir le courant nécessaire.	Common Cathode (CC) Configuration The Common Cathode (CC) Display – In the common cathode display, all the cathode (K) connections of the LED segments are tied together and connected to ground or zero-volts. The individual segments are illuminated by the application of a suitable electric current to forward bias the individual Anode terminals (a to g). Thus common cathode display requires a driving circuit that can source a current.
Configuration à anode commune (CA) Affichage à anode commune (AC) – Dans un affichage à anode commune, toutes les connexions anode (A) des segments LED sont reliées à une alimentation positive. L'allumage de chaque segment est obtenu en appliquant un signal de masse (niveau bas) à sa borne de cathode (a à g). Un affichage à anode commune nécessite donc un circuit de commande capable d'absorber le courant.	Common Anode (CA) Configuration The Common Anode (CA) Display – In the common anode display, all the anode (A)connections of the LED segments are joined together to a positive voltage supply. The individual segments are illuminated by applying a ground, or “LOW” signal to the Cathode terminal of the particular segment (a to g). Thus a common anode display requires a driving circuit which can sink a current.
Il existe plusieurs façons de connecter plusieurs afficheurs LED 7 segments à un circuit électronique, chacune présentant ses propres avantages. Chaque segment nécessitant un courant d'environ 6 à 20 milliampères (mA) pour fonctionner à luminosité normale, et un afficheur comportant sept segments (plus un point décimal), on utilise généralement des circuits intégrés de décodage/pilotage dédiés pour piloter chaque segment directement. Les circuits intégrés de décodage convertissent un type de données d'entrée en un autre. Différents types de décodeurs numériques sont disponibles selon le type de données d'entrée (binaire, BCD ou hexadécimal) et le code de sortie requis, représentant le nombre de lignes de sortie décodées. Par exemple : 3 vers 8 lignes, 4 vers 16 lignes, etc. Dans notre cas, nous avons besoin d'un circuit intégré de décodage capable de convertir un code binaire en un ensemble de signaux de sortie pour piloter un afficheur 7 segments, tel qu'un décodeur BCD vers 7 segments. Le codage décimal binaire, ou BCD en abrégé, est un ensemble de chiffres binaires de 4 bits utilisé pour représenter les 10 chiffres décimaux de 0 à 9 avec la liste suivante de puces de décodage IC capables de faire exactement cela.	There are many different ways to connect multiple 7-segment LED displays to an electronic circuit, with each one having its own advantages. Because each individual segment requires about 6 to 20 milli-amperes (mA) of current to illuminate it for normal brightness, and as there are seven segments (plus a decimal point), generally dedicated decoder/driver chips are used to drive each display directly. IC decoder chips basically convert one type of input data into another type. And there are different types of digital decoders available depending upon the type of input data (such as binary, BCD, or hex), and the required output code representing the number of decoded output lines. For example: 3-to-8 lines, 4-to-16 lines, etc. In our case we require a decoder chip which can convert some binary code into a set of output signals to drive a 7-segment display such as a “BCD-to-seven-segment decoder”. Binary Coded Decimal, or BCD for short, is a set of 4-bit binary digits used to represent the 10 decimal digits from 0 to 9 with the following list of IC decoder chips which are able to do just that.
TTL Decoder IC’s 74LS47 Common Anode 74LS48 Common Cathode 74LS247 Common Anode	CMOS Decoder IC’s 74HC4511 Common Cathode 4511 Common Cathode CD4513 Common Cathode 4026 CC (7 segment dysplay decade counter)
Le circuit intégré décodeur 7 segments TTL 74LS47 est de loin le plus répandu et est capable de piloter des afficheurs à anode commune (CA). Le TTL 74LS47 possède une entrée BCD 4 bits et sept sorties actives « BAS » individuelles pour piloter chacun des sept segments LED. Une sortie active « BAS » signifie que la broche de sortie est mise à la masse (0 V) pour allumer un segment LED, tandis qu'une sortie « HAUT » éteint le segment LED. La série d'afficheurs HDSP est un bon point de départ, mais tout afficheur à anode commune standard conviendra (et le choix est vaste). À l'aide de quatre interrupteurs, un nombre binaire de 4 bits est appliqué aux entrées BCD A, B, C et D du décodeur 74LS47 pour produire les signaux de sortie a, b, c, d, e, f et g qui pilotent l'afficheur 7 segments et affichent les chiffres de 0 à 9, comme illustré.	The TTL 74LS47 is the most popular 7-segment decoder IC by far and which is capable of driving common anode (CA) displays. The TTL 74LS47 has a 4-bit BCD input and seven individual active “LOW” outputs for driving each of the seven LED segments. Active “LOW” means the output pin switches to ground (0V) to light an LED segment, while a “HIGH” output will turn the LED segment “OFF”. The HDSP series of displays is a good starting point but any standard common anode display will do, (and there are plenty to choose from). With the aid of four switches, a 4-bit binary number is applied to the BCD inputs A, B, C and D of the 74LS47 decoder to produce the output signals a, b, c, d, e, f and g used to drive the 7-segment display generating the required numbers from 0 to 9 as shown.
DCBA = n 0000 = 0 0001 = 1 0010 = 2 0011 = 3 0100 = 4 0101 = 5 0110 = 6 0111 = 7 1000 = 8 1001 = 9