Đèn LED (hay Diode phát quang) là một diode quang phát ra năng lượng ánh sáng ở dạng "photon" khi nó phân cực thuận. Trong điện tử, chúng ta gọi quá trình này là quá trình điện phát quang. Màu của ánh sáng nhìn thấy do đèn LED phát ra từ xanh lam đến đỏ và được xác định bởi bước sóng quang phổ của ánh sáng phát ra, do đó phụ thuộc vào các tạp chất khác nhau được thêm vào vật liệu bán dẫn trong quá trình sản xuất.
Đèn LED có nhiều ưu điểm hơn các loại đèn và đồ đạc truyền thống, và có lẽ điều quan trọng nhất trong số đó là kích thước nhỏ, độ bền, màu sắc đa dạng, giá thành rẻ và dễ sử dụng, khả năng dễ dàng giao tiếp với nhiều thành phần điện tử khác trong kỹ thuật số sơ đồ.
Nhưng ưu điểm chính của đèn LED là do kích thước nhỏ, một số trong số chúng có thể được tập trung trong một gói nhỏ gọn, tạo thành cái gọi là chỉ báo bảy đoạn.
Chỉ báo bảy đoạn bao gồm bảy đèn LED (do đó có tên như vậy),được sắp xếp trong một hình chữ nhật, như thể hiện trong hình. Mỗi trong số bảy đèn LED được gọi là một phân đoạn vì khi được thắp sáng, phân đoạn này tạo thành một phần của chữ số (thập phân hoặc thập lục phân). Đôi khi đèn LED bổ sung thứ 8 được sử dụng trong một gói. Nó dùng để hiển thị dấu thập phân (DP), do đó cho phép hiển thị số thập phân nếu hai hoặc nhiều màn hình 7 đoạn được kết nối với nhau để biểu thị các số lớn hơn mười.
Mỗi đoạn trong số bảy đoạn LED của màn hình được kết nối với miếng đệm tương ứng của hàng tiếp xúc, nằm ngay trên vỏ nhựa hình chữ nhật của chỉ báo. Các chân LED được dán nhãn từ a đến g, đại diện cho từng đoạn riêng lẻ. Các chân khác của các đoạn LED được kết nối với nhau và tạo thành một đầu cuối chung.
Vì vậy, phân cực thuận áp dụng cho các chân tương ứng của các đoạn LED theo một thứ tự nhất định sẽ làm cho một số phân đoạn sáng lên và phần còn lại vẫn bị mờ, do đó làm nổi bật ký tự mẫu số mong muốn được hiển thị trên màn hình. Điều này cho phép chúng tôi biểu diễn từng chữ số thập phân từ 0 đến 9 trên màn hình 7 đoạn.
Đầu ra chung thường được sử dụng để xác định loại màn hình 7 đoạn. Mỗi LED hiển thị có hai dây dẫn kết nối, một trong số đó được gọi là "cực dương" và dây dẫn còn lại được gọi là "cực âm". Do đó, đèn báo LED bảy đoạn có thể có hai kiểu thiết kế mạch - với một cực âm chung(OK) và cực dương chung (OA).
Sự khác biệt giữa hai loại màn hình này là trong thiết kế OK, cực âm của tất cả 7 đoạn được kết nối trực tiếp với nhau, trong khi trong thiết kế cực dương chung (OA), cực dương của cả 7 đoạn là kết nối với nhau. Cả hai chương trình đều hoạt động như sau.
- Cực âm chung (OK) - cực âm được kết nối với nhau của tất cả các đoạn LED có mức "0" hợp lý hoặc được kết nối với dây chung. Các phân đoạn riêng lẻ được chiếu sáng bằng cách điều khiển đầu ra cực dương của chúng đến mức logic "cao" hoặc logic "1" thông qua một điện trở giới hạn để phân cực chuyển tiếp các đèn LED riêng lẻ.
- Cực dương chung (OA) - cực dương của tất cả các đoạn LED được kết hợp và có mức logic là "1". Các phân đoạn riêng lẻ của đèn báo phát sáng khi từng catốt cụ thể được kết nối với đất, logic "0" hoặc tín hiệu tiềm năng thấp thông qua điện trở giới hạn thích hợp.
Nói chung, màn hình bảy đoạn anốt phổ biến hơn, vì nhiều mạch logic có thể tạo ra nhiều dòng điện hơn nguồn điện có thể cung cấp. Cũng lưu ý rằng màn hình cực âm chung không phải là sự thay thế trực tiếp trong mạch cho màn hình cực dương chung. Và ngược lại - điều này tương đương với việc bật đèn LED theo hướng ngược lại, và do đó sẽ không xảy ra hiện tượng phát ra ánh sáng.
Mặc dù chỉ báo 7 đoạn có thể được coi là một màn hình duy nhất, nhưng nó vẫnbao gồm bảy đèn LED riêng lẻ trong một gói, và như vậy, những đèn LED này cần được bảo vệ khỏi quá dòng. Đèn LED chỉ phát ra ánh sáng khi chúng được phân cực thuận và lượng ánh sáng chúng phát ra tỷ lệ với dòng điện thuận. Điều này chỉ có nghĩa là cường độ của đèn LED tăng gần tuyến tính khi tăng cường độ dòng điện. Vì vậy, để tránh làm hỏng đèn LED, dòng điện thuận này phải được kiểm soát và giới hạn ở giá trị an toàn bằng một điện trở giới hạn bên ngoài.
Các chỉ báo bảy đoạn như vậy được gọi là tĩnh. Bất lợi đáng kể của họ là số lượng lớn đầu ra trong gói. Để loại bỏ thiếu sót này, các lược đồ để kiểm soát động các chỉ số bảy phân đoạn được sử dụng.
Chỉ báo bảy đoạn đã trở nên phổ biến rộng rãi trong giới nghiệp dư trên đài phát thanh vì nó dễ sử dụng và dễ đọc.
