Siebensegmentanzeige

http://sites.prenninger.com/arduino-uno-r3/arduino-entdecken/siebensegmentanzeige

http://www.linksammlung.info/

http://www.schaltungen.at/

                                                                                             Wels, am 2016-11-16

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015_b_PrennIng-a_arduino.uno.r3-arduino.entdecken-siebensegmentanzeige (xx Seiten)_1a.pdf
015_b_fritz-x_Impuls-Zähler mit 7-Seg. Anzeige § 7447 74247 4017 4026 4033 74HC4511 4543_1a.pdf

Die Verwendung und Ansteuerungen von

LED-Siebensegmentanzeigen mit ARDUINO UNO R3


verschiedene LED-Siebensegmentanzeigen

Siebensegmentanzeigen bestehen meist aus einer großen Anzahl von LEDs, die so in einem Gehäuse angeordnet sind, um mit einer entsprechenden Ansteuerung damit Zahlen oder auch einfache Buchstaben oder Symbole darstellen zu können.

Verschiendene Typen und wichtige Daten



Es sind viele verschiedene LED-Anzeigen erhältlich, man sollte sich jedoch an gewissen technischen Daten orientieren.
gemeinsame Kathode/ gemeinsame Anode
In Siebensegmentanzeigen sind nicht alle Anschlüsse der LEDs einzeln herausgeführt, sondern es werden üblicherweise entweder alle Kathoden (Minuspole) oder alle Anoden (Pluspole) der LEDs zusammengeschaltet (die englische Bezeichnung lautet Common Cathode oder Common Anode).
Die Entscheidung für gemeinsame Anode/Kathode muss mit der geplanten Schaltung zur Ansteuerung aber abgestimmt sein!
Daten der LEDs:
wichtig ist hierbei in erster Linie die Vorwärtsspannung der LEDs (meist 2V) und der empfohlene Strom durch die LEDs (meist 10-20mA).
Es existieren auch Anzeigen mit Low-Current-LEDs, die mit nur 2mA auskommen.
Der tatsächlich benötigte Strom hängt aber stark von der Umgebungshelligkeit und der Effizienz der LEDs ab.
Große Anzeigen mit Ziffernhöhen über 20mm haben häufig mehrere LEDs pro Segment eingebaut, die elektrisch in Reihe geschaltet sind.
Dann ist eine höhere Spannung zur Ansteuerung notwendig.
Die Farbe der Anzeige kann nach Belieben gewählt werden, inzwischen sind sogar blaue Anzeigen erhältlich, leider sind diese noch deutlich teurer als rote, gelbe oder grüne LED-Anzeigen.
Ziffernhöhe:
üblich sind 10mm, 13mm und 20mm.
Es sind aber auch größere Anzeigen erhältlich, bis etwa 10cm Ziffernhöhe!
Bauform:
Es sind "normale", also bedrahtete Anzeigen, als auch SMD-Anzeigen erhältlich.
Die Pins bei den bedrahteten Anzeigen können unterschiedlich angeordnet sein, dafür lieber vorher im Datenblatt nachsehen.

Die Segmente werden im Datenblatt üblicherweise mit Kleinbuchstaben benannt (von a bis g), DP steht für den Dezimalpunkt.

Varianten der Ansteuerung mit Mikrocontroller

direkte Ansteuerung
Diese Variante eignet sich vor allem dann, wenn nur wenige Ziffern/Stellen (1 oder 2) angesteuert werden sollen.
Der gemeinsame Anschluss (gemeinsame Kathode oder Anode) wird hierbei mit dem entsprechenden Anschluss der Versorgungsspannung verbunden.
Eine gemeinsame Kathode wird mit GND verbunden, eine gemeinsame Anode mit
z.B. +5V. Die einzelnen Leitungen der LEDs werden dann über Vorwiderstände mit beliebigen freien Mikrocontrollerports verbunden.

Im Schaltplan ist die Ansteuerung für eine Anzeige mit gemeinsamer Kathode gezeigt.
Die Widerstände wurden für einen Strom von 20mA berechnet.
Ein Segment wird zum Leuchten gebracht, indem die entsprechende Mikrocontrollerleitung als Ausgang und auf +5V geschaltet wird. (Anmerkung zum Schaltplan:
Die Pinnummern (rot) kann man unbeachtet lassen, ein Blick ins Datenblatt deiner gewählten Siebensegmentanzeige verrät die Anordnung der Pins)

Soll eine Anzeige mit gemeinsamer Anode verwendet werden, so muss diese mit +5V verbunden werden.
Ein Segment leuchtet dann auf, wenn die entsprechende Mikrocontrollerleitung als Ausgang und auf GND geschaltet wird.

Anmerkung:
Der Dezimalpunkt muss nur dann verbunden werden, wenn er auch später benötigt wird!

Vorteil der Variante:
Sehr einfach umzusetzen, es sind nur die Siebensegmentanzeigen und Widerstände notwendig!
Hat der Mikrocontroller die Leitungen zu den LEDs ein Mal gesetzt, so leuchten die ensprechenden Segmente ständig. (Vergleiche mit Multiplexing!)

Nachteil der Variante:
nur für wenige Stellen vernünftig machbar, weil sonst zu viele Leitungen zu den LEDs benötigt werden
Mikrocontroller verträgt nur einen bestimmten Gesamtstrom, der insgesamt über seine Ausgangsleitungen fließen darf. Könnte bei mehr als einer Stelle schon kritisch werden!

Variante mit Schieberegistern
Für die direkte Ansteuerung werden viele Pins benötigt.
Bei mehr Stellen können Schieberegister als Porterweiterung benutzt werden.
Ein 8-bit Schieberegister reicht dabei gerade für eine Stelle mit Dezimalpunkt.
Der maximal zulässige Strom ist beim 74HC595 auf etwa 8 mA (70 mA je IC) begrenzt - das reicht von der Helligkeit in vielen Fällen, aber nicht immer.
Es werden unabhängig von der Zahl der Stellen nur 3 IO Leitungen (Takt, Daten, Datenübernahme) benötigt.
Dafür werden je Stelle ein IC und 7-8 Widerstände benötigt.

Multiplexing
Sollen viele Stellen angezeigt werden können, würde eine direkte Ansteuerung sehr viele Pins in Anspruch nehmen.
Eine bessere Möglichkeit ist dann, so genanntes Multiplexing anzuwenden.
Dabei werden die Stellen einzeln schnell nacheinander angesteuert.
Für das menschliche Auge sind dann aber trotzdem alle Stellen gleichzeitig erkennbar.

Exemplarisch soll hier eine Schaltung für 4 Stellen mit gemeinsamer Kathode gezeigt werden.
Das Schema kann relativ simpel an die gewünschte Stellenzahl angepasst werden.
Sollen Anzeigen mit gemeinsamer Anode verwendet werden, sollten nach Möglichkeit pnp-Transistoren verwendet werden (dann Emitter an +5V, Collector an Anode).


So wurden die Bauteilwerte berechnet:
Für die Anzeigen wurde angenommen, dass pro Segment 15mA fließen soll, bei 2V Vorwärtsspannung.
Die Schaltung wird an 5V betrieben.
Da vier Anzeigen verwendet werden, muss pro Stelle kurzzeitig der vierfache Strom (d.h. 60mA=0,06A) fließen, um die entsprechende Helligkeit wie bei der direkten Ansteuerung zu erhalten.
Die LED-Vorwiderstände berechnen sich damit aus (5V-2V)/0,06A=50 Ohm.
Gewählt wurde der nächste Wert aus der E12-Reihe, nämlich 47 Ohm.
Die Verlustleistung beträgt P=I²*R=0,06A*0,06A*47Ohm=170mW pro Widerstand,
d.h. normale 1/4-Watt-Widerstände reichen aus.
Zu den Transistoren:
Sollen alle 7 Segmente und der Dezimalpunkt leuchten, müssen Ic=8*60mA=480mA Kollektorstrom fließen.
Die BC637 sind für 1A spezifiziert und sind somit ausreichend.
Bei einer min. Stromverstärkung von ca. 40 muss folglich Ib=480mA/40=12mA Basisstrom fließen.
Der nötige Basisvorwiderstand ist dann (5V-0,7V)/0,012A=358 Ohm, gewählt wurden 330 Ohm.
(Anm: Bei dieser Berechnung wurde der Spannungsabfall an der CE-Strecke sowie die Verlustleistung der Transistoren nicht berücksichtigt!)

Möglich ist auch die Verwendung von N-Kanal Logic-Level FETs anstelle der npn-Transistoren.

Je nach benötigter Helligkeit kann man auch mit weniger Strom auskommen.
Je nach µC kann man bis etwa 20 mA direkt treiben.
Bei 4-fach Multiplexing hätte man damit eine Helligkeit, die 5 mA Dauerstrom entspricht - das kann ggf. schon reichen.

Der Mikrocontroller muss nacheinander die "Stelle_x"-Anschlüsse auf +5V legen, während die anderen "Stelle_x"-Anschlüsse auf GND liegen.
Zusätzlich muss dann - wie bei der direkten Ansteuerung - an die Leitungen der Segmente dann +5V angelegt werden, um das entsprechende Segment leuchten zu lassen.

Sollen viele Stellen verwendet werden, kann Multiplexing problematisch werden, da mit einem hohen Strom gearbeitet werden muss und man damit möglicherweise den maximal zulässigen Spitzenstrom der LEDs überschreitet.
Außerdem kann ein Softwarefehler die Anzeigen zerstören:
Falls z.B. immer nur ein und dieselbe Stelle angesteuert wird, kann die Stelle durch den erhöhten Strom kaputt gehen.

Vorteile von Multiplexing:
Es können viele (bis etwa 16) Stellen angesteuert werden, nur mit Multiplexing ist dies vernünftig realisierbar.
Man kommt mit deutlich weniger Pins als bei der direkten Ansteuerung aus.
Es werden nur 7 bzw. 8 Widerstände für die Einstellung des Stromes benötigt.
variable Helligkeit der Stellen ist ohne zusätzliche Hardware möglich.
Es muss lediglich das Puls-Pausenverhältnis der Ansteuerung variiert werden

Nachteile von Multiplexing:
Der Mikrocontroller ist ständig mit der Ansteuerung der Anzeige beschäftigt.
Bei einem Softwarefehler kann es durch den erhöhten Strom durch die Segmente passieren, dass Siebensegmentanzeigen beschädigt werden.
Aufwändiges Platinenlayout notwendig, um alle Segmentleitungen der Anzeigen miteinander zu verbinden, es gibt allerdings auch Anzeigen, die für Multiplexing vorgesehen wurden und dort die Segmentleitungen bereits zusammengefasst sind.
bei zu geringer Wiederholfrequenz kann die Anzeige flimmern
Der Maximalstrom pro Portpin/gesamten Port (bei dieser einfachen Variante) wird zum Problem (außer bei Low-Current-Anzeigen).

spezielle Treiber-ICs
Es gibt auch ICs für die Ansteuerung von mehr-stelligen 7 Segmentanzeigen.
Die Daten werden dazu z.B. per I2C übergeben, und das IC sorgt dann für das Multiplexing inklusive der Treiber, und ggf. auch die Wandlung von BCD in die 7-Segment Symbole.
Beispiele sind MAX7219 / MAX7221 / ICM7218 für bis zu 8 Stellen und SAA1064 für maximal 4 Stellen.
Es können auch die bekannten I2C-Portexpander wie z.B. PCF8574 eingesetzt werden.
Pro Stelle benötigt man dann einen Portexpander.
Die Vorteile beim Einsatz von speziellen Treiber-ICs sind, dass zum einen der Mikrocontroller entlastet wird
(indem er nur 1x die Daten schicken muss und sich nicht ständig um Multiplexing o.ä. kümmern muss)
und zum anderen in den speziellen ICs meist schon Treiber und/oder Strombegrenzungen für die Anzeigen integriert sind und somit der Bauteileaufwand sinkt.

Schwerpunkt Segment- und Stellentreiber

Transistoren als Segmenttreiber

Um das gerade eben beschriebene Problem in den Griff zu bekommen, kann man einerseits Low-Current-Anzeigen verwenden, diese benötigen nur 2mA anstatt 20mA, sparen damit also 90% des Strombedarfes ein.
Andererseits können Transistorverstärker dahinter geschaltet werden (entweder npn-Transistoren in Kollektorschaltung oder pnp-Transistoren in Emitterschaltung.





Bei der linken Schaltung wird ein Segment zum Leuchten gebracht, wenn +5V vom Mikrocontroller angelegt wird, bei der rechten Schaltung muss dafür GND angelegt werden.
Bei der Schaltung links wird über dem Transistor (CE-Strecke) noch eine Spannung von ca 0,7V abfallen (weil an der BE-Strecke 0,7V abfallen müssen, um den Transistor zu schalten. B liegt aber auf etwa +5V.
Am Emitter liegen logischerweise noch etwa 4,3V an.).
Bei der rechten Schaltung sind diese Verluste prinzipbedingt kleiner.

Vor allem wenn für die Segmente mehr als 5 V benötigt wenden, bietet sich ein Treiber-IC wie UDN2981 an, das Pegelwandler und Treiber bis 500 mA (bzw. ca. 1 A je IC) enthält.
Bei nur 5 V als Versorgungsspannung wird es wegen des Spannungsabfalls von etwa 1,5-1,7 V knapp mit der Spannung.

Anmerkung:
Widerstände zum Begrenzen des Stromes durch die Anzeigen müssen weiterhin verwendet werden, sie sind oben nicht eingezeichnet!

Stellentreiber: ULN2003 und ULN2803
Beim Multiplexing wurden bisher npn-Transistoren eingesetzt, um die einzelnen Stellen anzusteuern (gilt nur für gemeinsame Kathode).
Da der Bauteile- und Verdrahtungsaufwand bei vielen Stellen aber steigt, ist eine Vereinfachung angebracht.
Es gibt ICs, in denen bereits eine ganze Reihe Transistoren enthalten sind, um Lasten zu schalten.
Die bekanntesten ICs dafür sind der ULN2003 und der ULN2803. Sie haben jeweils 7 bzw. 8 Darlingtons enthalten und können gegen GND schalten.
Sie können damit die npn-Transistoren inkl. den Basisvorwiderständen ersetzen. Die ICs sind kompakt, preiswert und können das Platinenlayout einfacher gestalten.
Der maximale Ausgangsstrom von 500mA pro Kanal reicht für 8 Segmente mit je 60 mA, also gerade 3 Stellen mit im Mittel 20 mA, oder 6 Stellen mit 10 mA mittlerem Strom.
Bei einem Defekt ließe sich das IC auch rasch austauschen (falls eine IC-Fassung verwendet wurde).

Variante mit Dezimalzähler CD4017
Sollen viele Stellen angesteuert werden, so muss bei der oben gezeigten Variante pro Stelle auch ein Portpin spendiert werden.
Stehen nicht genügend Ausgänge zur Verfügung, kann ein CMOS-Dezimalzähler CD4017 eingesetzt werden.

Bei der Verwendung dieses ICs müssen die Ausgänge auf der rechten Seite mit den Basiswiderständen aus der obigen Schaltung verbunden werden, die Transistoren und Widerstände werden also weiterhin benötigt!
Der Mikrocontroller muss lediglich die zwei Leitungen "erste Stelle" und "nächste Stelle" ansteuern.
Für die Leitung "nächste Stelle" kann auch eine Leitung für ein Segment mit genutzt werden - das spart dann noch einen IO Pin am µC.

Reset (erste Stelle) Clock (nächste Stelle) Aktion
L L
H L wähle die erste Stelle
L L
L H nächste (2.) Stelle
L L
L H nächste (3.) Stelle
L L
usw. usw. usw.


Das IC wird mit +5V und Masse versorgt und ist mit einem 100nF-Keramikkondensator abgeblockt (auf der rechten Seite des Schaltplans).

Vorteile mit CD4017:
spart Portpins kann bis zu 10 Stellen ansteuern, dann müssen aber auch die Ströme durch die LEDs entsprechend erhöht werden!

Nachteile mit CD4017:
es wird ein IC benötigt  Reihenfolge der Stellen-Ansteuerung ist durch die Hardware festgelegt

Segmenttreiber, BCD-7-Segm.
Sollen nur Ziffern dargestellt werden, können ICs eingesetzt werden, die einen BCD-Code zu Siebensegment-Leuchtkombinationen umwandeln können. Im BCD-Code werden einer Ziffer 4 Bits zugeordnet.
Somit werden anstatt den 7 Segmentleitungen nur 4 Leitungen benötigt.
Außerdem können so ohne µC BCD codierte Zahlen, z.B. Zählerstände angezeigt werden.

Bezeichnungen dieser ICs:
7447
74246 / 74247
CD4511 bzw. 74HC4511 (mit Speicher)




Vor dem Einsatz dieser ICs sollte man ins Datenblatt schauen und dabei den maximalen Ausgangsstrom beachten, sowie ob der Treiber am Ausgang gegen GND oder gegen +5V schaltet.
Leider können diese Treiber meist nur wenige mA am Ausgang schalten.

Die BCD-7-Segment-Treiber können sowohl bei der direkten Ansteuerung als auch bei Multiplexing eingesetzt werden.

Erhöhung des Wirkungsgrades
Als Betriebsspannung für die Anzeigen wurde bisher 5V gewählt, die Vorwärtsspannung der LEDs liegt aber bei etwa typischen 2V.
Die restliche Spannung wird im Widerstand verheizt.
Der Wirkungsgrad liegt hier also bei (2/5)*100%=40%.
Günstiger wäre es, wenn die Differenz zwischen Betriebsspannung und LED-Vorwärtsspannung geringer wäre.

Zum Beispiel ließe sich mit einem Schaltregler eine Spannung von 3V oder niedriger erzeugen.
Im Widerstand müsste dann weniger Leistung verbraten werden.
Der Einsatz eines Linearreglers macht hier natürlich keinen Sinn und erhöht auch nicht den Wirkungsgrad.

Insgesamt ist diese Variante aber nur sinnvoll, wenn viele Stellen angesteuert werden müssen oder der Stromverbrauch der Anzeigen sehr hoch ist.

Ansteuerung ohne Mikrocontroller
Impulszähler mit 7-Segment-Ansteuerung
Eine Siebensegmentanzeige kann bei einfachen Anwendungszwecken auch ohne Mikrocontroller angesteuert werden.

Für Impulszähler sind die CMOS-ICs CD4033 bzw. CD4026 recht häufig im Einsatz.

Diese Zähler zählen im Dezimalsystem und besitzen Ausgänge, die für die Ansteuerung einer 7-Segmentanzeige vorgesehen sind.

Die Ausgänge können nur wenige mA liefern, für "normale" Anzeigen mit 20mA werden also Segmenttreiber benötigt,
Low-Current-Anzeigen können direkt angesteuert werden.

Die entsprechende Leitung liegt auf High wenn das Segment leuchten soll.
Anmerkung:
Die Widerstände im Schaltplan sind für Low-Current-Anzeigen falsch dimensioniert)

CD4033 - Dezimalzähler mit 7-Segment-Decoder

Anwendung:
Dekadisches Zählen oder Teilen mit 7-Segment-Anzeige Betrieb:
Der CMOS CD4033 keine interne Speicherung und liefert nicht ausreichend Ausgangsstron zum direkten Treiben von Anzeigen mit hohem Strombedarf.
Eine rechteckförmige Spannung mit einem Zehntel der Eingangsfrequenz steht zur Verfügung.

Im Betrieb werden die Anschlüsse Reset und /CE (Clock Enable = Takt-Freigabe) auf Low gesetzt und der Eingang RB In (Ripple Blanking) wird mit Low oder einer höherwertigen Zählstufe verbunden.
Der Zähler erhöht/erniedrigt sich um eine Zählung bei jedem LH-Übergang (positive Flanke) des Taktes fort.

Es gibt zwei Arten von Ausgängen.

Am Ausgang Teilung durch 10 erscheint eine rechteckförmige Spannung, die High für die Zahlen 0 bis 4 und Low für die Zahlen 5 bis 9 ist.
An den Ausgängen a bis g wird ein High ausgegeben, wenn ein Anzeige-Segment leuchten soll. Fluoreszenz-Anzeigen und neuere LED-Anzeigen mit gemeinsamer Kathode können direkt von den Ausgängen getrieben werden.
LED's mit hohen Strömen und Neon-Anzeigen benötigen externe Treiber. Flüssigkristall-Anzeigen benotigen eine externe Wechselspannungs-Steuerung.

Der Zähler wird auf Null zurückgesetzt, indem der Reset-Anschluß auf High liegt.
Dies ergibt Low von a-b-c-d-e-f, zusammen mit einem High am Ausgang o/o 10.
Die Zählung wird fortgesetzt, wenn der Reseteingang auf Low liegt.
Ein High am Test-Eingang setzt alle Ausgänge auf High.
Um voreilende Nullen zu löschen, kann der Anschluß RB auf Low gelegt werden.

Technische Daten

5V 10V
Maximale Frequenz 2.5 MHz 5.0 MHz
Stromaufnahme bei 1 MHz 0.4 mA 0.8 mA
Betriebsspannung 3 - 15 V
Max. Betriebsfrequenz 50 Mhz
Temperatur -40 - +85 °C
Pins 16

http://www.cmos4000.de/media/cmos/ic-cmos-4033.pdf
http://www.bucek.name/pdf/4033.pdf

CD4033 Decade Counter




Siebensegment Zähler CD4033







Das IC besitzt zahlreiche Anschlüsse, die kurz erläutert werden sollen:
An CLK=Clock wird das Signal angeschlossen, mit welchem hochgezählt werden soll.
Liegt an CKINH=Clock Inhibit ein logisches High an, so wird ein Weiterzählen verhindert.
Für den normalen Betrieb muss diese Leitung auf Low gehalten werden.
Liegt RESET auf High, wird der Zähler auf 0 zurückgesetzt.
COUT=Carry Out signalisiert einen Übertrag.
Es ist - wie auch im Schaltplan gezeigt - dazu gedacht, die nächste Stelle hochzuzählen.
Da der Zähler im Dezimalsystem zählt, liegt hier logischerweise der durch 10 geteilte Takt von CLK an.

Ein High-Signal an LAMPT=Lamp Test schaltet alle Ausgänge auf High.
Dadurch können defekte Segmente erkannt werden.

RBI und RBO (Ripple Blanking Input/Output) dienen zur Unterdrückung führender Nullen.
Manchmal kann es unerwünscht sein, dass auf einer Anzeige mit
z.B. vier Stellen kleine Zahlen mit vorangestellten Nullen angezeigt werden,
z.B. 0042.

Ist RBI auf High, so stellt das IC alle Ziffern normal dar.
Ist RBI dagegen auf Low, so wird bei einer "0" gar kein Segment zum Leuchten gebracht.

Da es sich um CMOS-ICs handelt, muss sichergestellt sein, dass jeder Eingang auf einem definierten Potential (High oder Low) liegt.
Eingänge, die nicht mit einer Versorgungsspannung verbunden wurden, müssen gegebenenfalls mit Pullup- oder Pulldown-Widerständen versehen werden.

ICL7117
Der ICL7117 und der ähnliche ICL7107 sind AD-Wandler, die die gemessene Spannung direkt auf 3,5 Stellen LED-Anzeigen (gemeinsame Anode) anzeigen.
So ein IC wird häufig in z.B. Einbaumessgeräten für Netzteile uvm. und Bausätzen eingesetzt. Die Segmente werden direkt mit je ca. 8 mA angesteuert.
Vergleich mit LC-Displays
Vorteile der Siebensegmentanzeige  gute Lesbarkeit auch bei größerer Entfernung oder schlechten Lichtverhältnissen, geeignet für
z.B. Uhren, Zähler usw.
Ansteuerung auch mit "normalen" ICs möglich;
Mikrocontrollerkenntnisse nicht zwingend notwendig (je nach Anwendung)
Anzeige kann rasch aktualisiert werden  wesentlich günstiger als LC-Textdisplays
Nachteile der Siebensegmentanzeige
oft höherer Stromverbrauch der Siebensegmentanzeige (2 - 20mA pro Segment!, LC-Display: z.B. 60mA inkl. Beleuchtung) 
werden die Anzeigen mit einem Mikrocontroller über Multiplexing gesteuert, so ist dieser mit der Ansteuerung der Segmentanzeigen ständig beschäftigt
erhöhter Bauteileaufwand (Vorwiderstände, Transistoren oder Segmenttreiber usw.)
es können weniger Zeichen dargestellt werden als auf einem LC-Display (sowohl Anzahl der Zeichen als auch Komplexität,
z.B. Buchstaben, Umlaute, Symbole)
Siebensegmentanzeigen aus LCDs

Abgesehen von den Siebensegmentanzeigen, die aus LEDs aufgebaut sind, sind auch noch Siebensegmentanzeigen auf Basis eines LCD erhältlich, siehe
z.B. hier.
Solche Anzeigen werden häufig bei digitalen Thermometern, Taschenrechnern, tragbaren digitalen Messgeräten oder Einbauanzeige für z.B. Labornetzgeräte verwendet.

Die Ansteuerung gestaltet sich hier etwas anders, da auf das LCD-Modul Wechselspannung gegeben werden soll.
Lediglich die Spannungsdifferenz von gemeinsamem Anschluss und der Segmentleitung bestimmt, ob das entsprechende Segment erscheint.
(Anmerkung: Mit einer konstanten Spannung können ebenfalls Segmente sichtbar gemacht werden, dies ist aber negativ für die Lebensdauer)
Bei diesen LCD-Anzeigen leuchten die Segmente nicht, sondern erscheinen als meist schwarze Balken.
Teils werden diese Displays dann noch mit einer Hintergrundbeleuchtung ausgestattet.

Der Vorteil dieser Anzeigen ist, dass sie (abgesehen von einer eventuellen Hintergrundbeleuchtung) nur relativ wenig Strom benötigen, meist liegt der Strombedarf bei wenigen µA.
Einige µC (z.B. Atmel Mega169) haben eine passende Ansteuerung für mehrere Stellen integriert.

siehe auch
RN-Digi Platine mit 4 Stellen per I2C zu steuern

Quelle:
http://rn-wissen.de/wiki/index.php/Siebensegmentanzeige






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    7-Segment-Anzeigen - Sichtbare Binärzahlen
      7-Seg.-Anzeige 13mm mit gem. Kathode


Wenn digitale Schaltungen komplexer werden, muss man irgendwann Binärzahlen für den Anwender gut erkennbar darstellen.
Um dies zu ermöglichen werden so genannte 7-Segment-Displays verwendet.
Solche Displays gibt es in verschieden Ausführungen und Technologien
z.B. LED-Displays, Displays in LCD-Technik oder Flureszens-Anzeigen.

Arbeitskarte im Shop bestellen
Hier wollen wir uns erst einmal die so genannten LED-Anzeigen ansehen.
Solche Displays gibt es in verschiedenen Ausführungen, Größen und Farben. In diesen Displays sind für die Darstellung von Zahlen 7 einzelne Leuchtdioden plus eine LED für den Dezimalpunkt untergebracht.

Eine Seite der Leuchtdioden wurden zusammen gefasst und auf einem oder mehreren Pins gelegt.
Hier werden Anzeigen mit einer Ziffernhöhe von 13mm verwendet. Diese besitzen 2 gemeinsame Anschlusspins.
Es sollte darauf geachtet werden, dass dieser Anschluss die gemeinsame Kathode ist.
Für welche Anzeigefarbe man sich entscheidet ist dem persönlichen Geschmack überlassen.
Wo sich die übrigen Pins der Anzeige befindet, zeigt die nebenstehende Grafik.


Um so ein 7-Segment-Display einmal zu testen, wurde hier eine kleine Schaltung aufgebaut.
Jede einzelne LED der Anzeige muss mit einem Vorwiderstand versehen werden.
Normalerweise könnten wir hier auch jeweils einen Vorwiderstand von 470 Ohm verwenden.
Jedoch würde dann die volle Ansteuerung aller Segmente eine angeschlossene Batterie sehr stark belasten.
Daher wurde hier ein Vorwiderstand 1,0 kOhm verwendet.
Dadurch ist die Anzeige ein wenig dunkler aber noch ausreichend um gut etwas erkennen zu können.
Mit der Drahtbrücke nach dem Pluspol der Batterie können wir nun die einzelnen Segmente der Anzeige aktivieren.
Wer möchte kann ja einmal versuchen mit mehrern Drahtbrücken nach Plus einzelne Zahlen darzustellen.



Um alle Ziffern unseres Dezimalsystems darzustellen, müssen die einzelne Segmente in einer bestimmten Anordnung geschaltet werden, wie es der nebenstehenden Grafik zu sehen ist.
Da digitale Schaltungen aber im Binärsystem arbeiten, müssen wir eine Schaltung haben, die bei entsprechenden Binärzahlen die notwendigen Segmente der Anzeige automatisch aktiviert.

So eine Schaltung kann man natürlich auch einzeln aus Logikgattern aufbauen.
Der Aufwand wäre aber immens und ist auch gar nicht notwendig.
Es werden eine ganze Reihe fertiger Schaltungen angeboten, die diese Arbeit übernehmen.
Solche Schaltkreise nennen sich Anzeigetreiber oder 7-Segment-Dekoder.




So ein 7-Segment-Dekoder ist
z.B. das CMOS-IC CD4543.
Dieser Chip kann aber noch ein wenig mehr als nur eine Anzeige zu steuern.
Wie in der Abbildung zu sehen, wird an der oberen Pinreihe das Display angeschlossen.
Mit Hilfe des Pins PH (Pin 6) bestimmen wir, ob wir eine gemeinsame Anode oder eine Kathode haben.
Da dieses IC auch LCD-Anzeigen treiben kann, wird dieser Pin äußerst wichtig.
Da wir in diesem Lehrgang Anzeigen mit gemeinsamer Kathode verwenden, wird dieser Eingang hier auf 0V gelegt.

Mit BI können wird die Anzeige durch das anlegen eines 1-Signals dunkel geschaltet.
Der CD4543 besitzt auch noch ein eingebautes Datenregister, welches durch LD (Pin 1) gesteuert wird.
Legen wir dort ein 0-Signal an, können wir die Daten beliebig ändern, ohne das sich die Anzeige ändert.




Um den Dekoder das Leben einzuhauchen, wurde diese Schaltung aufgebaut.
Beim Anschluss der Batterie zeigt die Anzeige eine '6'.
Durch ändern der Drahtbrücken an den Dateneingängen D0-D3 (Pin 2-5) können wir andere Binärzahlen dekodieren lassen.
Man sollte aber darauf achten, das die Anschlüsse ein wenig 'durcheinander' sind.
Also immer das Anschlussbild weiter oben beachten.

Wer ein wenig herum probiert wird schnell merken, dass der Dekoder nur Zahlen von 0-9 darstellen kann.
Legen wir Binärzahlen, welche hier ja noch bis 15 gehen, an, so bleibt die Anzeige dunkel.
Der CD4543 nennt sich auch BCD-Dekoder. Andere Dekoder stellen
z.B. die Zahlen 10-15 als Hex-Zahlen dar, wieder andere haben hier bestimmte Sonderzeichen usw.




Natürlich wird man solche Anzeigeschaltungen nicht mit vorcodierten Drahtbrücken ansteuern sondern durch Zähler etc. mit Daten versorgen.
So etwas wird nun bei diesem Aufbau gemacht.
Hier wird die Anzeigenschaltung durch einen BCD-Zähler, bekannt aus dem Lehrgang Zählerschaltungen - Alles in Stufen, ergänzt.
Der Zähler selbst wird durch einen Taktgeber angesteuert.
Nun kann man auf dem Display nacheinander die Ziffern '0' bis '9' ablesen.



Mit einer Ziffer in einer Zählereinheit kommt man oft nicht weit. Meist benötigt man mehrere Stellen.
Durch das kaskadieren mehrere Zähldekaden ist dies auch problemlos möglich.
Hierbei haben wir aber ein größeres Problem.
Wer sich einmal die Mühe gemacht und bei der einstelligen Zähldekade den Strombedarf gemessen hat, wird durchschnittlich 40 mA festgestellt haben.

Misst man nun den Strombedarf dieser doppelten Zähldekade kommt man schon auf einen Strom von durchschnittlich 80 mA.
Bei jeder weiteren Stelle erhöht sich der Strombedarf entsprechend.
Man kann sich leicht ausmalen, welche Energiemengen man aufbringen müsste wenn man
z.B. eine Anzeigeeinheit mit 4*6 Anzeigen betreibt. Hier liegt der Strombedarf schon bei ca. 1 A.
Dies ist weder ökologisch noch schaltungstechnisch gut.
Hierfür gibt es aber eine recht einfache Lösung. In dieser Zählerschaltung benötigen wir nur einen weiteren Taktgeber.



Nahezu jeder LED-Anzeigetreiber hat einen Eingang der 'Blanking Input' heißt.
Wird dieser Eingang, welcher beim CD4543 auf Pin 7 liegt, auf 1 gesetzt, schaltet der Anzeigetreiber die LED-Anzeige aus.
Wie hilft uns das nun aber?
Wollen wir den Strombedarf der Anzeige senken müssen wir nur dafür sorgen, dass immer nur 1 Anzeige zur Zeit leuchtet.
Diese lassen wir einen kurzen Moment in Betrieb und schalten diese dann ab während wir die nächste Anzeige einschalten.
Auch diese lassen wir nur einen kurzen Augenblick in Betrieb.

Dies erreichen wir bei unserer Schaltung indem wir an den einen BI-Eingang des CD4543 das Signal des zusätzlichen Taktgebers einspeisen und das invertierte Signal des Taktgebers in den zweiten CD4543.
Der Taktgeber hat eine recht hohe Frequenz und wenn man nun die Schaltung in Betrieb nimmt, kann man den Zähler immer noch sehr gut sehen, obwohl die Anzeigen nur die halbe Zeit angesteuert werden.
Unsere Augen sind aber zu träge und nehmen die LED-Anzeigen mit kräftigen Leuchten war.

Das die Anzeigen ein wenig dunkler geworden sind, kann man an den beiden Dezimalpunkten beobachten.
Diese leuchten ein wenig stärker auf als der Rest der Anzeige.
Wer sich davon überzeugen möchte, dass die Anzeigen wirklich abwechselnd aktiviert werden, kann dies leicht überprüfen indem er den Kondensator C2 durch einen Elko ersetzt.
Jetzt kann man das wechselseitige Aufblinken der Anzeigen erkennen.



Quelle:
http://www.dieelektronikerseite.de/Lections/7-Segment-Anzeigen%20-%20Sichtbare%20Binaerzahlen.htm





elektor Modularer Zähler
374_b_8U-4Dis-5V_916063-11  Modularer Zähler 4-stell. 0..9999 § CD4518 CD4543_1a.pdf





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7 Segment Counter display Circuit using IC 555 and CD4033 



http://www.gadgetronicx.com/7-segment-counter-display-circuit-ic555/




Reaktionszeit Tester



Schaltung oben wird verwendet, um Zählungen in 7-Segment-Anzeige anzuzeigen.
Hier verwenden wir zwei ICs und 7-Segment, um diese Aktion durchzuführen.

IC1 NE555, IC2 CD4033 und eine 7-Segment-Anzeige LT543.

Wie wir wissen, ist IC NE555 ein Timer-IC und CD4033 ist ein einfacher Decoder-IC, der üblicherweise zum Ansteuern von 7 Segmentdisplays verwendet wird.

Lassen Sie uns in die Arbeitsbeschreibung dieser einfachen Zählerschaltung gelangen.

ARBEITEN DES CIRCUIT:

Hier wurde NE 555 als Astable Multivibrator verdrahtet, der in der Lage ist, eine Rechteckwelle zu erzeugen.
Die Periode der Rechteckwelle wurde mittels einer externen Komponente RC, die mit dem IC 555 verbunden ist, bestimmt.
Der Astable Multivibrator benötigt keinen externen Trigger, er ist in der Lage zu erzeugen
Kontinuierlichen Rechteckimpulsen.
Der Ausgangsimpuls wurde dann an den Eingang des IC-CD4033 gegeben.

Für jeden Puls schreitet der Ausgang des CD4033 um einen Zähler fort.
Der Ausgang des IC2 in der Schaltung wurde mit dem 7-Segment a, b, c..g verdrahtet, wie in der Abbildung gezeigt.
Dann leuchtet der Impuls vom Decoder die sieben Segmente auf einer Sequenz dort, indem er als Zähleranzeige arbeitet.
Hier wurde der Schalter S1 verwendet, um das Zählen einzuleiten.
Die Diode D1 wurde hier verwendet, um das Risiko einer versehentlichen Verpolung zu vermeiden.

Die gegebene 7-Segment-Anzeigezählerschaltung kann verwendet werden, wo der Prozess des Zählens von Ereignissen unter kontrollierter Umgebung benötigt wurde.




Quelle:
http://www.gadgetronicx.com/7-segment-counter-display-circuit-ic555/






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2 Digit Zähler 0 bis 99

Der Schaltplan des Objektzählers ist ziemlich ähnlich zu meinem bisherigen Projekt (digitale Stoppuhr Schaltung), aber ein wenig komplex.
In dieser Schaltung haben wir einen Komparator (IC LM358) und IR Sender und Empfänger Paar für die Erkennung eines Objekts verwendet.

Und dann haben wir eine Timer-IC NE555 verwendet, um einen Impuls für die Auslösung der sieben Segment-Decoder (CD4033)
und zwei gemeinsame Kathode sieben Segment-Display-Einheiten sind mit 7 Segment-Decoder-IC verbunden.

555-Zeitgeber-IC im monostabilen Modus zur Erzeugung eines Impulses konfiguriert.

Ein LM7805 Spannungsregler wird für die Bereitstellung einer konstanten 5 Volt Stromversorgung für die Schaltung verwendet.

Und eine 9-Volt-Batterie für die Stromversorgung der gesamten Schaltung verwendet.

 
Arbeiten
In dieser Schaltung erkennen wir Objekt mit IR-Sensor und Komparator und dann legen wir den Ausgang des Komparators auf monostabilen Multivibrator. Dieser monostabile Multivibrator erzeugt einen Puls der festen Zeitperiode, der durch die gegebene Formel eingestellt werden kann.

T = 1,1 RC

In dieser Schaltung haben wir gewählt R1 ist 10K und C1

Objektzähler Blockdiagramm
Nachdem wir einen Puls aus dem 555-Timer erhalten hatten, setzten wir den Taktgeber des 7-Segment-Decoders (U4) an und führen dann das Signal (Pin 5) zum Takt des anderen 7segment-Decoders (U3).
Nach Erhalt des Pulses aus dem 555-Zeitzähler ändert sich 7 Segmentzählerzahlwert der Segmentanzeige.

Und wenn die Zahlzählung bei 10 im U4-Decoder erreicht, dann sendet er ein Signal oder einen Impuls an den Sekundärsecoder (U3) des Sekundäres 7 aus, und dann ändert sein zweites Display seinen Zahlenwert.

Und dieser Vorgang wiederholt sich.

Diese Objektzählerschaltung kann 00-99 zählen.


IR-Transmitter  IR-Receiver     Verstärker               MMV                                                        7-Segm. Decoder               2x   7-Segm. Display


elektor 2003-07s076  020041-11  Lichtschranke mit Zähler § NE555 4033 HD11310_1a.pdf
634_c_4T-2IC-2U-7s-1Buz-5V_020041-11 555 4033 Lichtschranke mit Zähler (7segment)_1a.pdf


Objektzähler oder Produktzähler sind wichtige Anwendungen, die in Industriezweigen, Einkaufszentren usw. verwendet werden.
Sie zählen Objekte oder Produkte automatisch und verringern so die menschliche Anstrengung.
In diesem Tutorial werden wir eine einfache Objektzählerschaltung entwerfen, ohne einen Mikrocontroller zu verwenden.

 
Bauteile
    LM358 Op-Amp IC
    NE 555 Zeitgeber IC
    7805 Spannungsregler IC
2x CD4033
2x 150R Widerstand
2x 10k Widerstand
    100k Widerstand
    10k Potentiometer
    220uF Kondensator
    IR-Led Tx
    IR-Empangs-Diode Rx
    9 Volt Batterie
    dazu 9V T-9V-Batterie-Anschluss
    LED 5mm rot
    LED 5mm weiß


Quelle:
http://circuitdigest.com/fullimage?i=circuitdiagram/Object-Counter-Circuit-Diag.gif






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Digitale Würfel-Schaltung  NE555, CD4026

Im Labor, bauten wir eine digitale Würfel-Schaltung mit einer astable Oszillator (NE555) Schaltung gefolgt von einem Zähler, Display-Treiber
und ein Display.
In Ihren eigenen Worten, beschreiben Sie jeden Abschnitt dieser Schaltung und wie sie interagieren.
Zeichnen Sie ggf. Schaltpläne.
Bitte verwenden Sie für die Vollständigkeit die Angaben auf unserer Website.
Überprüfen Sie die Details der einzelnen IC (NE555, CD4026) und der 7-Segment-Kathodenanzeige.

Dies muss nur etwa 2 Absätze sein. Dank für das Helfen ich heraus!

DAS UNTERSCHIEDEN IST DIE ANGABEN, DIE MIT DEM LABORBLATT AUFGEFÜHRT WERDEN:




Ein digitaler Würfelschaltkreis kann mit Hilfe eines stabilen Oszillatorschaltkreises, gefolgt von einem Zähler, einem Displaytreiber und einem Display, leicht realisiert werden.
Hier haben wir einen Zeitgeber NE555 als einen stabilen Oszillator mit einer Frequenz von etwa 100 Hz verwendet.
Als Counter-Cum-Display-Treiber kann der Decade-Zähler IC CD4026 oder CD4033 (welcher verfügbar ist) verwendet werden.
Bei Verwendung von CD4026 ist Pin 14 (Kaskadierungsausgang) unbenutzt (offen) zu belassen, aber bei CD4033 dient Pin 14 als Lampenteststift und muss geerdet werden.
Die Schaltung verwendet nur eine Handvoll Komponenten.
Der Stromverbrauch ist auch durch die Verwendung von CMOS-ICs relativ gering und eignet sich daher gut für den Batteriebetrieb.
In dieser Schaltung sind zwei Weichenschalter S1 und S2 vorgesehen.
Während der Schalter S2 für das anfängliche Zurücksetzen der Anzeige auf "0" verwendet wird,
simuliert die Unterdrückung von S1 das Auswerfen eines um IC1 konfigurierten stabilen Oszillators sowie des Kondensators C1 (über den Widerstand R1), der die Batteriespannung auflädt .
Somit wird auch nach dem Loslassen des Schalters S1 die astabile Schaltung um IC1 den Takt erzeugen, bis der Kondensator C1 hinreichend entlädt.
Somit werden für die Zeitdauer des Eindrückens des Schalters S1 und die Entladung des Kondensators C1 danach Taktimpulse von IC1 erzeugt
und an den Taktstift 1 des Zählers IC2 angelegt, dessen Zählwert bei einer Frequenz von 100 Hz ansteigt, bis C1 suffi entlädt - geeignet, IC1 zu deaktivieren.
Wenn die Oszillationen von IC1 aufhören, kann die letzte (zufällige) Zählung im Zähler IC2 auf der 7-Segment-Anzeige betrachtet werden.
Diese Zählung würde normalerweise zwischen 0 und 6 liegen, da an der Vorderflanke jedes 7.
Taktimpulses der Zähler auf Null zurückgesetzt wird. Dies wird wie folgt erreicht. Beachten Sie das Verhalten der Segmente "b" in der Tabelle. Beim Reset wird bei Zählwert 0 bis Ziffer 4 das Segment 'b' Ausgang hoch.
Beim Zählwert 5 wechselt er in den niedrigen Pegel und bleibt so während des Zählvorgangs 6 erhalten.
Am Beginn des Zählwerts 7 geht jedoch der Ausgang vom niedrigen zum hohen Zustand über.
Ein differenzierter scharfer Hochimpuls durch die C-R-Kombination von C4-R5 wird angelegt, um den Pin 15 des IC2 zurückzusetzen,
um den Ausgang für einen Bruchteil einer Impulsperiode, der auf der 7-Segmentanzeige nicht sichtbar ist, auf "0" zurückzusetzen.
Wenn also die Uhr beim siebten Zählerstand anhält, werden die dekodierten Segmentausgänge für die Zählungen 0 bis 9 die Würfel von einem Spieler.
Wenn der Akku mit dem Schaltkreis verbunden ist, wird der Zähler- und Anzeigebereich um IC2 (CD4026 / CD4033) erregt
und das Display zeigt normalerweise "0" an, da kein Takteingang verfügbar ist.
Sollte die Anzeige irgendeine andere Dezimalstelle anzeigen, können Sie den Schalter S2 erneut drücken, so dass das Display '0' anzeigt.
Um das Würfeln zu simulieren, muss der Spieler den Schalter S1 kurz drücken.

Es gibt eine Wahrscheinlichkeit von einer Wahrscheinlichkeit in sieben, dass das Display '0' anzeigen würde.
In einer solchen Situation erhält der betreffende Spieler eine andere Chance, bis die Anzeige nicht Null ist.
Hinweis.
Obwohl es durchaus möglich ist, die Anzeige von & ldquor; 0 "zu hemmen und den Zähler um & ldquor; 1" vorzuschieben,
macht derselbe die Schaltung etwas komplex und daher wurde eine solche Modifikation nicht versucht.

Quelle:
http://www.chegg.com/homework-help/questions-and-answers/lab-built-digital-dice-circuit-using-astable-oscillator-555-circuit-followed-counter-displ-q1092705





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Frequenzzähler
Frequenzzähler messen die Frequenz eines Eingangssignals.
Diese werden üblicherweise in Laboratorien, Fabriken und Feldumgebungen verwendet, um direkte Frequenzmessungen von verschiedenen Vorrichtungen bereitzustellen.
Die meisten Frequenzzähler arbeiten unter Verwendung eines Zählers, der die Anzahl von Ereignissen (Oszillationen), die in einer bestimmten Zeitspanne (z. B. einer Sekunde) auftreten, akkumuliert.
Nach dem voreingestellten Zeitraum wird der Wert im Zähler auf ein Display übertragen und der Zähler auf Null zurückgesetzt.

Schaltungsbeschreibung

Fig. 1 zeigt den Schaltkreis eines Frequenzzählers, der um den Zeitgeber NE555, einen Dekadenzähler / Teiler CD4033, einen 7805-Regler, eine 7-Segmentanzeige und einige diskrete Komponenten gebaut ist.
Fünf Dekadezähler-7-Segment-Treiber-ICs (jede CD4033) sind miteinander verbunden, um einen 5-stelligen Dezimalzähler zu bilden.
Der IC CD4033 besteht aus einem 5-stufigen Zähler und einem Ausgangsdekoder, der den Code in ein decodiertes 7-Segment-Ausgangssignal umwandelt, um eine Stufe einer numerischen Anzeige anzusteuern.







Die von der Oszillatorquelle kommenden Sinussignale werden zunächst mit Hilfe des Transistors T2 und der Diode D1 in positiv gehende Impulse umgewandelt.
Diese Impulse werden dann durch den 5-stelligen Dezimalzähler gezählt.

Wenn Pin 2 von IC3 auf logisch "0" ist, schaltet jeder Impuls des Oszillators den Zähler um Eins fort.
Der logische Zustand von Pin 2 ist abhängig von dem Ausgang des monostabilen Multivibrators, der um IC NE555 (IC2) herum aufgebaut ist.

Der NE555 ist ein hochstabiler Regler, der in der Lage ist, genaue Taktimpulse zu erzeugen.
Die Zeitperiode des monostabilen Multivibrators wird durch die Kombination aus dem Widerstand R5, dem voreingestellten VR1 und dem Kondensator C4 bestimmt.
Hier wird genau auf eine Sekunde eingestellt.

Der monostabile Multivibrator wird durch den astabilen Multivibrator ausgelöst, der um einen anderen IC NE555 (IC1) herum aufgebaut ist.
Die Zeitdauer des astabilen Multivibrators wird durch die Kombination der Widerstände R1 und R2 und des Kondensators C1 bestimmt.
Hier ist IC1 ausgelegt, um eine Rechteckwelle mit zwei zweiten "hohen" und zwei Sekunden "tiefen" Perioden auszugeben.

Der monostabile Multivibrator (IC2) wird immer dann ausgelöst, wenn der Ausgang des astabilen Multivibrators (IC1) niedrig wird.
Der Ausgang von IC2 geht sofort hoch und bleibt eine Sekunde lang hoch.
Der Transistor T1 invertiert den Ausgang von IC2, um den Eingangsanschluß 2 von IC3 niedrig zu machen.

Sobald IC2 angesteuert wird, sendet die Vorderflanke des positiven Ausgangspulses über den Kondensator C6 ein Ruhe-Signal an alle Dekadenzähler.
Die fünf 7-Segment-Anzeigen (DIS1 bis DIS5) zeigen nun die Zählung als '00000' an.
Wenn der Pin 2 von IC3 niedrig ist, wird der Zähler für eine Sekunde gezählt.
Es setzt fort, die Eingangsimpulse zu zählen, solange der Ausgang von IC2 hoch bleibt.

Nach einer Sekunde wird der Ausgang von IC2 wieder niedrig.
Der Transistor T1 wird abgeschaltet, wodurch ein weiteres Zählen verhindert wird, indem der Pin 2 des IC3 auf die Logik "1" gezogen wird.
Die Anzahl der bislang gezählten Impulse wird über 7-Segment-Anzeigen angezeigt.

Der Vorgang wiederholt sich, solange Strom an die Zählerschaltung angelegt wird.
Pin 5 des Zeitschalters NE555 ist der Steuerspannungspin, der vorwiegend zum Filtern verwendet wird, wenn der Timer in rauschenden Umgebungen verwendet wird.
Durch Anlegen einer Spannung an diesen Pin ist es jedoch möglich, die berechnete Periode zu variieren.
Ein mit Pin 5 des NE555 verbundener 0,01μF-Kondensator umgeht jedes Rauschen, um die berechnete Impulsbreite zu verändern.
LED2 gibt die Zählperiode an.

Feige. Fig. 2 zeigt die Stromversorgungsschaltung.
Das 230V, 50Hz Wechselstromnetz wird durch den Transformator X1 heruntergelassen, um einen sekundären Ausgang von 9V, 500mA zu liefern.
Der Transformatorausgang wird durch den Vollwellengleichrichter BR1 gleichgerichtet, durch den Kondensator C7 gefiltert und durch den IC 7805 (IC8) geregelt.
Die so erhaltene geregelte 5 V DC wird weiter durch die Kondensatoren C8 und C9 gefiltert. LED3 dient als Betriebsanzeige.
Der Widerstand R14 wirkt als Strombegrenzer.
Über dem Ausgang des Regler-IC ist ein Kondensator über 10 μF angeschlossen, während die Diode D1 den Regler IC schützt, falls sein Eingang kurzgeschlossen wird.

a

Bau
Montieren Sie den Schaltkreis auf einer Leiterplatte (PCB), um Zeit- und Montagefehler zu minimieren.
Eine tatsächliche, einseitige Leiterplatte für den Frequenzzähler ist in Fig. 1 gezeigt. 3 (Ansicht als PDF) und sein Komponentenlayout in Abb. 4 (Ansicht als PDF)

Download PCB und Komponenten Layout PDFs (Bild 3, 4): hier klicken

Die Komponenten sorgfältig zusammenbauen und auf eventuelle übersehene Fehler überprüfen.
Verwenden Sie ein niederkapazitives Kabel, um das Signal von der Oszillatorquelle zum Frequenzzähler zu führen.
Eine bekannte Frequenzquelle (wie zB ein Kalibriersignal eines Oszilloskops) mit dem Eingang des Zählers verbinden und den Trimpot VR1 einstellen, um die Frequenz auf den 7-Segmentanzeigen anzuzeigen.



Quelle:
http://electronicsforu.com/electronics-projects/frequency-counter










Arduino Powered 7 Seg LED Display Using Shift Registers - I Made It at TechShop

7-Segment Counter 0-99 with 74HC595-Arduino Forum








#define LATCH 4
#define CLK 3
#define DATA 2

                // This is the hex value of each number stored in an array by index num
byte digitOne[10]= {0x6F, 0x09, 0x73, 0x3B, 0x1D, 0x3E, 0x7C, 0x0B, 0x7F, 0x1F};
byte digitTwo[10]= {0x7B, 0x11, 0x67, 0x37, 0x1D, 0x3E, 0x7C, 0x13, 0x7F, 0x1F};

int i;

void setup(){
  pinMode(LATCH, OUTPUT);
  pinMode(CLK, OUTPUT);
  pinMode(DATA, OUTPUT);
}


void loop(){
  for(int i=0; i<10; i++){
    for(int j=0; j<10; j++){
      digitalWrite(LATCH, LOW);
      shiftOut(DATA, CLK, MSBFIRST, ~digitTwo[i]);            // digitTwo
      shiftOut(DATA, CLK, MSBFIRST, ~digitOne[j]);            // digitOne
      digitalWrite(LATCH, HIGH);
      delay(500);
    }
  }
}



https://www.instructables.com/id/Arduino-powered-7-seg-LED-display-using-Shift-Regi/




7-Segmentzähler 0-99 mit 74HC595

7-Segment display with 74HC595 shift register | Arduino Projects




-Segment display with 74HC595 shift register code:


ARDUINO Scetch

/*
* 7-segment display with 74HC595 shift register
* 4-Digit counter example.
* Common anode 7-segment display is used.
* This is a free software with NO WARRANTY.
* https://simple-circuit.com/
*/
 
// counter button definition
#define button    A0
 
// shift register pin definitions
#define clockPin  7   // clock pin
#define dataPin   6   // data pin
 
// common pins of the four digits definitions
#define Dig1    5
#define Dig2    4
#define Dig3    3
#define Dig4    2
 
// variable declarations
byte current_digit;
int  count = 0;
void disp(byte number, bool dec_point = 0);
 
void setup()
{
  pinMode(button, INPUT_PULLUP);
  pinMode(Dig1, OUTPUT);
  pinMode(Dig2, OUTPUT);
  pinMode(Dig3, OUTPUT);
  pinMode(Dig4, OUTPUT);
  pinMode(clockPin, OUTPUT);
  pinMode(dataPin, OUTPUT);
 
  disp_off();  // turn off the display
 
  // Timer1 module overflow interrupt configuration
  TCCR1A = 0;
  TCCR1B = 1;  // enable Timer1 with prescaler = 1 ( 16 ticks each 1 µs)
  TCNT1  = 0;  // set Timer1 preload value to 0 (reset)
  TIMSK1 = 1;  // enable Timer1 overflow interrupt
}
 
ISR(TIMER1_OVF_vect)   // Timer1 interrupt service routine (ISR)
{
  disp_off();  // turn off the display
 
  switch (current_digit)
  {
    case 1:
      disp(count / 1000);   // prepare to display digit 1 (most left)
      digitalWrite(Dig1, LOW);  // turn on digit 1
      break;
 
    case 2:
      disp( (count / 100) % 10 );   // prepare to display digit 2
      digitalWrite(Dig2, LOW);     // turn on digit 2
      break;
 
    case 3:
      disp( (count / 10) % 10 );   // prepare to display digit 3
      digitalWrite(Dig3, LOW);    // turn on digit 3
      break;
 
    case 4:
      disp(count % 10);   // prepare to display digit 4 (most right)
      digitalWrite(Dig4, LOW);  // turn on digit 4
  }
 
  current_digit = (current_digit % 4) + 1;
}
 
// main loop
void loop()
{
  if(digitalRead(button) == 0)
  {
    count++;  // increment 'count' by 1
    if(count > 9999)
      count = 0;
    delay(200);  // wait 200 milliseconds
  }
}
 
void disp(byte number, bool dec_point)
{
  switch (number)
  {
    case 0:  // print 0
      shiftOut(dataPin, clockPin, MSBFIRST, 0x02 | !dec_point);
      digitalWrite(clockPin, HIGH);
      digitalWrite(clockPin, LOW);
      break;
 
    case 1:  // print 1
      shiftOut(dataPin, clockPin, MSBFIRST, 0x9E | !dec_point);
      digitalWrite(clockPin, HIGH);
      digitalWrite(clockPin, LOW);
      break;
 
    case 2:  // print 2
      shiftOut(dataPin, clockPin, MSBFIRST, 0x24 | !dec_point);
      digitalWrite(clockPin, HIGH);
      digitalWrite(clockPin, LOW);
      break;
 
    case 3:  // print 3
      shiftOut(dataPin, clockPin, MSBFIRST, 0x0C | !dec_point);
      digitalWrite(clockPin, HIGH);
      digitalWrite(clockPin, LOW);
      break;
 
    case 4:  // print 4
      shiftOut(dataPin, clockPin, MSBFIRST, 0x98 | !dec_point);
      digitalWrite(clockPin, HIGH);
      digitalWrite(clockPin, LOW);
      break;
 
    case 5:  // print 5
      shiftOut(dataPin, clockPin, MSBFIRST, 0x48 | !dec_point);
      digitalWrite(clockPin, HIGH);
      digitalWrite(clockPin, LOW);
      break;
 
    case 6:  // print 6
      shiftOut(dataPin, clockPin, MSBFIRST, 0x40 | !dec_point);
      digitalWrite(clockPin, HIGH);
      digitalWrite(clockPin, LOW);
      break;
    
    case 7:  // print 7
      shiftOut(dataPin, clockPin, MSBFIRST, 0x1E | !dec_point);
      digitalWrite(clockPin, HIGH);
      digitalWrite(clockPin, LOW);
      break;
 
    case 8:  // print 8
      shiftOut(dataPin, clockPin, MSBFIRST, !dec_point);
      digitalWrite(clockPin, HIGH);
      digitalWrite(clockPin, LOW);
      break;
 
    case 9:  // print 9
      shiftOut(dataPin, clockPin, MSBFIRST, 0x08 | !dec_point);
      digitalWrite(clockPin, HIGH);
      digitalWrite(clockPin, LOW);
  }
}
 
void disp_off()
{
   digitalWrite(Dig1, HIGH);
   digitalWrite(Dig2, HIGH);
   digitalWrite(Dig3, HIGH);
   digitalWrite(Dig4, HIGH);
}
 
// end of code.

https://simple-circuit.com/arduino-7-segment-74hc595-shift-register/










DIN A4 ausdrucken
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Impressum: Fritz Prenninger, Haidestr. 11A, A-4600 Wels, Ober-Österreich, mailto:schaltungen@schaltungen.at
ENDE






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