Affichage à sept segments

Écran de calculatrice à affichage à sept segments au moyen de cristaux liquides.
Un afficheur 7 segments.

Un affichage à sept segments est une technique d'affichage basé sur sept segments qui peuvent être activés ou désactivés en fonction du motif graphique à produire.

Ce type d'affichage est principalement utilisé pour l'affichage de chiffres décimaux et hexadécimaux. Il constitue une alternative aux affichages matriciels plus complexes.

L'affichage à sept segments est largement utilisé dans les horloges numériques, les compteurs électroniques, les calculatrices et les autres appareils électroniques qui affichent des informations numériques[1].

Représentation des caractères

Les différents segments d'un affichage à sept segments

Les sept segments sont disposés comme un rectangle composé de deux segments verticaux de chaque côté et d'un segment horizontal en haut, au milieu et en bas. Dans la plupart des applications, les segments sont de forme et de taille presque uniformes (généralement des hexagones allongés, bien que des trapèzes et des rectangles puissent également être utilisés). Dans les calculatrices, les segments verticaux sont plus longs et de forme plus étrange aux extrémités afin d'améliorer la lisibilité. Les sept éléments de l'affichage peuvent être allumés dans différentes combinaisons pour représenter les chiffres arabes.

Les segments sont désignés par les lettres A à G. Le point décimal optionnel (un huitième segment, appelé DP) est utilisé pour l'affichage des nombres non entiers[2],[3]. Un seul octet peut coder l'état complet d'un affichage à 7 segments, y compris le point décimal. Les codages de bits les plus populaires sont gfedcba et abcdefg. Dans la représentation gfedcba, une valeur d'octet de 0x06 active les segments 'c' et 'b', qui afficheraient un '1'.

Caracatères décimaux

Les chiffres de 0 à 9 sont les caractères les plus couramment affichés sur les afficheurs à sept segments. Les motifs les plus couramment utilisés pour chacun d'entre eux sont[4] :

  • 0
  • 1
    1
  • 2
    2
  • 3
    3
  • 4
    4
  • 5
    5
  • 6
    6
  • 7
    7
  • 8
    8
  • 9
    9

Les chiffres 6, 7 et 9 peuvent également être représentés sans queue.

Caractères hexadécimaux

Les chiffres hexadécimaux A à F sont représentés de la façon suivante :

  • A
    A
  • B
    B
  • C
    C
  • D
    D
  • E
    E
  • F
    F

Programmation

Animation montrant successivement 16 caractères pouvant être représentés par un afficheur 7 segments

En général, un afficheur à 7 segments se programme sur 4 bits grâce à 4 entrées conformément à la table de vérité suivante :

Programmation
Affichage Entrée 1 Entrée 2 Entrée 3 Entrée 4
0 0 0 0 0
1 0 0 0 1
2 0 0 1 0
3 0 0 1 1
4 0 1 0 0
5 0 1 0 1
6 0 1 1 0
7 0 1 1 1
8 1 0 0 0
9 1 0 0 1
A 1 0 1 0
B 1 0 1 1
C 1 1 0 0
D 1 1 0 1
E 1 1 1 0
F 1 1 1 1

En notant les entrées 1, 2, 3, 4 du tableau ci-dessus respectivement i 1 , i 2 , i 3 {\displaystyle i1,i2,i3} et i 4 {\displaystyle i4} , les équations des segments (pour afficher les nombres de 0 à F) sont :

  • a = i 1 ¯ . i 3 + i 1. i 4 ¯ + i 2. i 3 + ( i 2 + i 4 ) ¯ + i 1. i 2 ¯ . i 3 ¯ + i 1 ¯ . i 2. i 4 {\displaystyle a={\bar {i1}}.i3+i1.{\bar {i4}}+i2.i3+{\overline {(i2+i4)}}+i1.{\bar {i2}}.{\bar {i3}}+{\bar {i1}}.i2.i4}
  • b = ( i 1 + i 2 ) ¯ + ( i 2 + i 3 ) ¯ + ( i 2 + i 4 ) ¯ + i 1 ¯ . ( i 3 ⊕ i 4 ) ¯ + i 1. i 3 ¯ . i 4 {\displaystyle b={\overline {(i1+i2)}}+{\overline {(i2+i3)}}+{\overline {(i2+i4)}}+{\bar {i1}}.{\overline {(i3\oplus i4)}}+i1.{\bar {i3}}.i4}
  • c = ( i 1 ⊕ i 2 ) + i 3 ¯ . i 4 + ( i 3 ⊕ i 4 ) ¯ . i 2 ¯ {\displaystyle c=(i1\oplus i2)+{\bar {i3}}.i4+{\overline {(i3\oplus i4)}}.{\bar {i2}}}
  • d = i 1. i 3 ¯ + ( i 1 + i 2 + i 4 ) ¯ + i 2. ( i 3 ⊕ i 4 ) + i 2 ¯ . i 3. i 4 {\displaystyle d=i1.{\bar {i3}}+{\overline {(i1+i2+i4)}}+i2.(i3\oplus i4)+{\bar {i2}}.i3.i4}
  • e = ( i 2 + i 4 ) ¯ + i 3. i 4 ¯ + i 1. i 2 + i 1. i 3 {\displaystyle e={\overline {(i2+i4)}}+i3.{\bar {i4}}+i1.i2+i1.i3}
  • f = i 1. i 2 ¯ + ( i 3 + i 4 ) ¯ + i 3 ¯ . ( i 1 ⊕ i 2 ) + i 1. i 3 + i 2. i 4 ¯ {\displaystyle f=i1.{\bar {i2}}+{\overline {(i3+i4)}}+{\bar {i3}}.(i1\oplus i2)+i1.i3+i2.{\bar {i4}}}
  • g = i 3. ( i 1 + i 2 ¯ + i 4 ¯ ) + i 1. i 4 + i 3 ¯ . ( i 1 ⊕ i 2 ) {\displaystyle g=i3.(i1+{\bar {i2}}+{\bar {i4}})+i1.i4+{\bar {i3}}.(i1\oplus i2)}

On peut retrouver ces équations en établissant la table de Karnaugh de chaque segment ; il existe d'autres possibilités de formules.

Dans le cas d'un afficheur 7 segments commandé par 8 bits, la table de vérité donne (segment G correspondant à bit 7 et A à bit 1) :

Programmation
Affichage Bit 8 Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Hexadécimal
0 0 0 1 1 1 1 1 1 0x3F
1 0 0 0 0 0 1 1 0 0x06
2 0 1 0 1 1 0 1 1 0x5B
3 0 1 0 0 1 1 1 1 0x4F
4 0 1 1 0 0 1 1 0 0x66
5 0 1 1 0 1 1 0 1 0x6D
6 0 1 1 1 1 1 0 1 0x7D
7 0 0 0 0 0 1 1 1 0x07
8 0 1 1 1 1 1 1 1 0x7F
9 0 1 1 0 1 1 1 1 0x6F
A 0 1 1 1 0 1 1 1 0x77
B 0 1 1 1 1 1 0 0 0x7C
C 0 0 1 1 1 0 0 1 0x39
D 0 1 0 1 1 1 1 0 0x5E
E 0 1 1 1 1 0 0 1 0x79
F 0 1 1 1 0 0 0 1 0x71

Références

  1. ↑ « Seven Segment Displays » [archive du ]
  2. ↑ « Seven Segment Displays » [archive du ] (consulté le )
  3. ↑ Elektrotechnik Tabellen Kommunikationselektronik, Braunschweig, Germany, Westermann Verlag, , 3rd éd. (ISBN 3142250379), p. 110
  4. ↑ (de) Dieter Nührmann, Werkbuch Elektronik, Achim, Bremen, Germany, Franzis-Verlag GmbH, , 3e éd. (ISBN 3-7723-6543-4), p. 695

Voir aussi

Sur les autres projets Wikimedia :

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Articles connexes

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  • Écran à liquide ferroélectrique (FLD)
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Articles liés
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