В этой статье мы рассмотрим, где найти и как добавить семисегментный индикатор (еще его называют семисегментный дисплей) в программе Proteus. Семисегментный индикатор (seven—segment display) — это широко используемое электронное устройство отображения десятичных чисел от 0 до 9. Они чаще всего используются в электронных устройствах, таких как цифровые часы, таймеры и калькуляторы, для отображения числовой информации.
Рекомендуем ознакомится со статьей, посвященной 7-ми сегментным дисплеям.
Краткое описание семисегментных индикаторов
7-сегментный индикатор состоит из семи светодиодов (A, B, C, D, E, F, G), расположенных прямоугольно, как показано на рисунке 1 слева. Каждый из семи светодиодов называется сегментом. При включении одного из светодиодов он образует сегмент — часть отображаемого числового разряда (как десятичного, так и шестнадцатеричного). Дополнительный 8-й светодиод, который иногда используется в одном корпусе, позволяет отображать десятичную точку (обозначается DP) когда два или более 7-сегментных дисплея соединены вместе.
7-сегментные индикаторы очень часто располагают рядом друг с другом для создания многоразрядных дисплеев. В программе Proteus существуют модели для одноразрядных индикаторов, 2-х, 4-х, 6-ти и 8-ми разрядных.
Типы семисегментных индикаторов
Существует два основных типа 7-сегментного светодиодного индикатора.
7-сегментный индикатор с общим анодом
В этом устройстве все положительные выводы (аноды) всех 7 (при наличии точки — 8) светодиодов соединены вместе в один контакт, который называется общим анодом. Все отрицательные выводы используются для включения/выключения определенного сегмента. Чтобы сегмент засветился, необходимо на выводе установить низкий логический уровень (то есть заземлить). На рисунке ниже управляющий вывод сегмента A подключен к GND, тем самым включая его, а вывод общего анода подключен к питанию +5В.
Предупреждение!
В реальных схемах при подключении семисегментного индикатора необходимо использовать токоограничивающие резисторы.
7-сегментный индикатор с общим катодом
В этих устройствах все отрицательные выводы (катоды) всех 7 (при наличии точки — 8) светодиодов соединены вместе в один контакт, называемый общим катодом. Все положительные выводы служат для управления включением/выключением определенных сегментов. В отличии от индикаторов с общим анодом, здесь все наоборот: общий катод подключается к земле GND, а для включения определенного сегмента необходимо подать на вывод напряжение логической единицы (обычно +5В или +3.3В). На рисунке ниже управляющий вывод сегмента G подключен к напряжению питания +5В, а общий катод — к GND.
Таблицы истинности
На картинках ниже вы можете видеть необходимые логические уровни на выводах семисегментных дисплеев с общим катодом и общим анодом для отображения определенного цифрового значения от 0 до 9. Значение 0 для вывода сегмента означает что он подтянут к GND, а 1 — подтянут к напряжению +5В.
Не забудьте про различие Proteus и реальной схемы — без токоограничивающих резисторов дисплей выйдет из строя!
Как добавить семисегментный индикатор в Proteus
Для того чтобы добавить 7-ми сегментный индикатор в программе Протеус, первым делом, в созданном проекте переходим в режим Component Mode 
и нажимаем на кнопку выбор устройства 
(Pick Devices).
В поле Keywords (Ключевые слова) вводим 7SEG и получаем список доступных моделей семисегментных индикаторов:
Для информации
Кроме 7-ми сегментных индикаторов в программе Proteus еще доступны 14-ти и 16-ти сегментные дисплеи.
Семисегментный дисплей со встроенным декодером
Модели 7SEG-BCD (красный цвет), 7SEG-BCD-BLUE (синий цвет) и 7SEG-BCD-GRN (зеленый цвет) — это устройства со встроенным бинарным декодером и имеют всего лишь 4 входа. Они отображают следующие символы шестнадцатеричной системы счисления: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F. Для этого необходимо подать на входы индикатора соответствующие уровни в двоичной системе. Какие логические уровни должны быть установлены на входы для отображения конкретного символа показаны в таблице 1.
| Символ | Вход 0 | Вход 1 | Вход 2 | Вход 3 |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 3 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 4 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 5 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 6 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 7 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 8 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 9 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| A | 0 | 1 | 0 | 1 |
| B | 1 | 1 | 0 | 1 |
| C | 0 | 0 | 1 | 1 |
| D | 1 | 0 | 1 | 1 |
| E | 0 | 1 | 1 | 1 |
| F | 1 | 1 | 1 | 1 |
Для проверки работы добавим на рабочую область красный семисегментный индикатор с названием 7SEG-BCD. На его входы подключим логические переключатели, которые помогут установить нужную комбинацию логических уровней. Переключатели можно найти в библиотеке протеуса под названием LOGICTOGGLE.
На видео ниже можно наблюдать, как при смене логических уровней на входе меняется символ на индикаторе.
Семисегментный индикатор с общим анодом
Семисегментные дисплеи с общим анодом в протеусе называются 7SEG-COM-AN-BLUE (синего цвета), 7SEG-COM-AN-GRN (зеленого цвета), 7SEG-COM-ANODE (красного цвета).
Добавим на рабочую область красный семисегментный индикатор с общим анодом под названием 7SEG-COM-ANODE:
Сбоку находятся выводы, отвечающие за управление семи сегментами. Сверху вывод общего анода, на который подается напряжение питания.
Как добавить и как управлять сегментами можно увидеть на видео ниже.
Семисегментный индикатор с общим катодом
Семисегментные дисплеи с общим катодом в протеусе называются 7SEG-COM-CAT-BLUE (синего цвета), 7SEG-COM-CAT-GRN (зеленого цвета), 7SEG-COM-CATHODE (красного цвета).
Нижний вывод — это вывод общего катода, который подключается к GND. Слева выводы, отвечающие за управление сегментами. В отличии от индикатора с общим анодом, для включения сегмента здесь необходимо на вход подать логическую единицу (обычно +5В или +3.3В).
Многоразрядный семисегментный индикатор
На картинке ниже можно увидеть названия индикаторов, представляющих из себя соединенных вместе несколько 7 сегментных дисплеев. Например, 7SEG-MPX2-CA-BLUE — это двухразрядный семисегментный дисплей с общим анодом синего цвета. 7SEG-MPX4-CC — это четырехразрядный семисегментный индикатор с общим катодом красного цвета.
Как работать с многоразрядными индикаторами рассмотрим в отдельной статье.
