7 段顯示指南：引腳排列、驅動方法和應用

7 段顯示器是最簡單但最常用的電子顯示設備之一，用於顯示數字數據和有限字符。它由七個 LED 燈條組成，呈八字形排列，可以以各種組合點亮，形成從 0 到 9 的數字，以及一些字母字符。許多版本還包括一個額外的小數點（dp）段來顯示浮點數，使其適用於計算器、時鐘、儀表和電子設備。它們的簡單性、低功耗以及與微控制器的輕鬆介接使其即使在 LCD 和 OLED 的興起下仍保持相關性。由於其堅固耐用的設計，它們也可用於需要可靠性的工業設備、測試儀器和嵌入式系統。

7段顯示器引腳配置

Figure 2: 7 Segment Display Pinout Configuration

引腳號	密碼名稱	圖釘角色
1	引腳 E	管理左下角的 LED 段。
2	引腳 D	負責最低部分的 LED 段。
3	通用引腳	連接到 VCC 或接地，具體取決於顯示類型。
4	引腳 C	控制右下角位置的 LED 段。
5	DP 引腳	控制小數點 LED 區段。
6	引腳 B	管理右上角的 LED 部分。
7	引腳 A	指導最頂層 LED 段的操作。
8	通用引腳	類似於引腳 3;連接到 VCC 或接地。
9	引腳 F	在左上端運行 LED 段。
10	引腳 G	控制中間 LED 段的切換。

每個數字由七個 LED 段組成，標記為 A 到 G，以及一個可選的小數點（DP）。通過點亮這些片段的不同組合，可以顯示數字和一些字母。底部的引腳連接到每個段、小數點和公共端子（COM），這些端子可以連接到接地或電源電壓，具體取決於顯示器是共陰極還是共陽極。

7段顯示器的不同用途

數字時鐘

數字時鐘中使用 7 段顯示器，以易於閱讀的數字格式顯示小時、分鐘和秒。它們清晰的可見性使其適用於消費性和工業計時設備。

計算器

袖珍和桌上型計算器依靠 7 段顯示器來呈現數值結果。它們的低功耗要求確保了較長的電池壽命，即使在緊湊型設備中也是如此。

測量儀器

萬用電表、電壓表、電流表和頻率計數器通常使用 7 段顯示器來提供準確的數字讀數，確保工程師和技術人員的清晰度。

家用電器

微波爐、洗衣機和空調等設備使用 7 段顯示器來指示時間、溫度和程序設置。

燃油幫浦

加油機採用7段顯示器顯示燃油數量和成本，為客戶提供清晰、即時的數據。

記分牌

體育記分牌使用大型 7 段顯示器來顯示從遠處可見的比分、計時器和倒計時。

7 段顯示器中的共陰極與共陽極

共陰極（CC）

LED 的所有陰極（負極）端子都連接在一起並接地（GND）。當將高電壓施加到其相應的引腳時，一段會亮起。

這種類型易於與直接提供電流的微控制器或驅動 IC 一起使用。

共陽極（CA）

所有陽極（正極）端子都連接在一起並連接到 VCC。當段的引腳被拉低（到地）時，該段會打開。最適合電流吸收驅動器。

識別類型

在二極管模式下使用萬用表。對於公共陽極，將紅色探針連接到公共引腳，將黑色探針連接到段引腳，如果該線段亮起，則為 CA。反轉探頭以測試公共陰極。

7段顯示器的電氣規格

參數	範圍
順向電壓（Vf）	1.8–2.4 V（紅色/黃色：\~1.8–2.0 V，綠色/藍色：\~2.0–2.4 V）
順向電流（If）	10–30 mA（每段 20 mA 為標準值）
峰值電流	高達 100 mA （僅限脈衝/多工操作）
發光強度	1–10 mcd（值越高 = 越亮）
波長（彩色）	紅色：620–630 nm，綠色：565 nm
視角	50–120°

7段顯示器的電阻計算

Figure 3: Resistor Calculation for 7-Segment Displays

7段顯示器需要每個LED段都有一個限流電阻，以防止電流過大和亮度不均勻。電阻值使用歐姆定律確定，表示為 R = （Vcc – Vf） / If，其中 Vcc 是電源電壓，Vf 是 LED 的正向電壓，If 是所需的正向電流。例如，在 5 V 電源、每段順向電壓為 2.0 V 和目標電流為 10 mA 的情況下，計算結果變為（5 – 2） ÷ 0.01 = 300 Ω。由於電阻器採用標準值，因此最好選擇下一個更高的選項，例如 330 Ω，以確保安全。每個段都必須有自己的電阻器，因為在公共引腳上共享一個電阻器會導致亮度水平不均勻。對於多路復用顯示器，在調整電阻值時也應考慮脈衝操作。