Для отображения цифр и символов на многоразрядных дисплеях используют метод поочерёдного включения сегментов. Каждый разряд активируется на короткое время, а человеческий глаз воспринимает это как непрерывное изображение. Частота переключения должна превышать 50 Гц, чтобы избежать мерцания.
Для управления сегментными экранами с общим анодом или катодом применяют последовательное переключение разрядов. Каждый сегмент активируется на 1-5 мс, затем отключается, а сигнал передаётся следующему элементу. Частота смены должна превышать 50 Гц, чтобы избежать мерцания.
Оптимальный алгоритм для AVR:
void update_display() {
static uint8_t digit = 0;
PORTB &= ~(1 << LATCH_PIN);
shiftOut(DATA_PIN, CLOCK_PIN, MSBFIRST, digit_patterns[digits[digit]]);
shiftOut(DATA_PIN, CLOCK_PIN, MSBFIRST, 1 << digit);
PORTB |= (1 << LATCH_PIN);
digit = (digit + 1) % 8;
}
Основные ошибки: недостаточная частота обновления (менее 30 Гц), отсутствие токоограничивающих резисторов на сегментах, перегрев транзисторов из-за неправильного расчёта нагрузки. Для индикаторов с высотой символов более 50 мм добавляйте теплоотводы на ключевые элементы.
Схема подключения
Подключите аноды сегментов через транзисторы (например, BC547 для маломощных светодиодов). Катоды объедините поразрядно. Управляйте транзисторами через порты МК с токоограничивающими резисторами 220-470 Ом.
Код для AVR
Пример для ATmega328P:
ISR(TIMER1_COMPA_vect) {
PORTB &= ~(1 << PB0 | 1 << PB1); // Отключить оба разряда
PORTC = digits[current_digit]; // Загрузить новый символ
PORTB |= (1 << current_pin); // Включить текущий разряд
current_digit = (current_digit + 1) % 2;
}
Инициализируйте таймер1 в режиме CTC с предделителем 8 и значением OCR1A = 1999 для частоты 100 Гц при 16 МГц.
Использование в современных устройствах
Электронные табло и информационные панели
Бытовая техника и управляющие интерфейсы
Медицинские приборы, такие как пульсоксиметры, используют этот метод для отображения частоты сердечных сокращений и уровня кислорода. Частота обновления достигает 500 Гц, что исключает задержки при считывании критических параметров.
