Nhìn vào chiếc đồng hồ điện tử trên tay, hay máy tính tiền tại cửa hàng, bạn đã bao giờ tò mò về những con số hiển thị rõ ràng, sắc nét? Bí mật ẩn sau đó chính là LED 7 đoạn – một linh kiện điện tử tuy nhỏ bé nhưng lại đóng vai trò vô cùng quan trọng trong cuộc sống hiện đại.

Là một trong những loại LED phổ biến nhất, LED 7 đoạn hiện diện trong vô số thiết bị điện tử, từ đồng hồ, máy tính, đến các thiết bị đo đếm. Bài viết này sẽ dẫn dắt bạn bước vào thế giới của LED 7 đoạn, khám phá cấu tạo, nguyên lý hoạt động, và bảng mã bí ẩn giúp tạo nên những con số lung linh huyền ảo.

♥ Bài viết liên quan ♥

LED 7 đoạn là gì?

Led 7 đoạn hay còn gọi là “seven segment display” là một module hiện thị kỹ thuật số có thiết kế đặc biệt để hiển thị các thông tin về số. Led 7 đoạn được được sắp xếp theo hình số 8 với 7 đoạn led, mỗi led là một đoan và khi được chiếu sáng sẽ trở thành một phần của một của một chữ số. Led thứ 8 thường là dấu chấm thập phân, để hiển thị các số ≥10 bạn cần ghép từ 2 module trở lên. Các số được tạo ra bằng các bật/tắt các thành led để tạo thành. \

Led 7 Đoạn Là Gì Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động 4

Cấu tạo của Led 7 đoạn như thế nào?

LED 7 đoạn là một dạng LED có cấu tạo đơn giản, thường được dùng để hiển thị các chữ số và chữ cái cơ bản. Được gọi là “7 đoạn” vì gồm tối thiểu 8 đoạn LED, từ a đến g và một đoạn chấm thập phân, được kết nối với nhau để hiển thị các ký tự như “0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, b, C, d, E, F,” và các ký tự không phải là số nguyên.

Để giải thích chi tiết hơn, LED HD sẽ trình bày như sau:

1. Cấu tạo của LED 7 đoạn

LED 7 đoạn bao gồm ít nhất 8 đoạn LED hàng đơn và một đoạn chấm thập phân. Mỗi đoạn LED hàng đơn có khả năng hiển thị một trong 7 phần của các ký tự và không thể kết hợp để tạo ra các ký tự phức tạp hơn. Các đoạn LED này được ký hiệu theo bảng chữ cái Alphabet từ a đến g và được sắp xếp sao cho khi kết nối với nhau, ta có thể hiển thị ra các chữ số và chữ cái thông qua việc bật/tắt của từng đoạn LED.

2. Áp dụng chấm thập phân

LED 7 đoạn còn có một đoạn thứ 8 gọi là chấm thập phân (Decimal Point), ký hiệu là DP. Đây được sử dụng khi muốn hiển thị số không phải là số nguyên, như các số thập phân, các biểu đồ, dấu chấm câu, hoặc các ký tự đặc biệt. Khi sử dụng chấm thập phân, số đoạn LED cần kích hoạt sẽ tăng lên, giúp hiển thị các giá trị có độ chính xác cao hơn trên LED 7 đoạn. Chấm thập phân có thể được đặt ở bất kỳ vị trí nào trên LED 7 đoạn, trừ những vị trí đã được sử dụng để hiển thị ký tự khác.

Phân loại LED 7 đoạn như thế nào?

LED 7 đoạn được phân loại thành hai loại chính dựa trên cách kết nối cực:

Led 7 Đoạn Là Gì Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động 3

1. Led 7 đoạn anode chung (Dương chung):

Trong loại này, cực dương (anode) của tất cả 8 LED được nối với nhau trong khi các cực âm (cathode) đứng riêng lẻ. Khi một điện áp dương được áp dụng vào cực dương chung của các LED, chúng sẽ được kích hoạt. Các cực âm của từng LED cần được kết nối đến mạch điện để tạo ra một mạch điện hoàn chỉnh và cho phép dòng điện đi qua. Khi dòng điện đi qua các LED, chúng sẽ tỏa sáng theo một mẫu được điều khiển bởi các thiết bị điều khiển.

2. Led 7 đoạn cathode chung (âm chung):

Trong loại này, cực âm (cathode) của tất cả 8 LED được nối với nhau trong khi các cực dương (anode) đứng riêng lẻ. Khi một điện áp được đưa vào cục đèn, điện áp sẽ kích thích các diode trong 7 đoạn LED này, khiến chúng phát ra ánh sáng. Tuy nhiên, để các đèn LED phát sáng, cần phải đưa cực âm vào mức điện áp thích hợp.

Sơ đồ chân của LED 7 đoạn

Sơ đồ chân của LED 7 đoạn như sau:

Led 7 Đoạn Là Gì Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động 1

Trong sơ đồ trên:

– Các chân a, b, c, d, e, f, g và DP được kết nối với các chân Digital trên Arduino và có thể được bật/tắt độc lập từng đoạn để hiển thị các ký tự.
– Chân COM (chân 3 và 8) được nối với nhau tạo thành một chân chung. Tuỳ thuộc vào loại LED 7 đoạn, chân này có thể được kết nối với GND hoặc 5V để điều khiển hoạt động của LED.

Nguyên lý hoạt động của Led 7 đoạn

mỗi đoạn LED trong một LED 7 đoạn hoạt động dựa trên nguyên tắc phân cực thuận, tức là khi điện cực dương của LED được nối với nguồn điện dương và điện cực âm được nối với nguồn điện âm, dòng điện sẽ chạy qua LED và làm cho nó phát sáng. Để hiển thị các chữ số từ 0 đến 9, các đoạn LED sẽ được bật/tắt theo các mẫu khác nhau. Một mạch điện tử bên trong sẽ điều khiển việc bật/tắt các đoạn LED này.

Vì vậy, bản chất hoạt động của LED 7 đoạn là sử dụng các mạch điện để điều khiển từng đoạn LED bật sáng theo một thứ tự nhất định, tạo thành các chữ số mong muốn. Kỹ thuật này giúp tạo ra các thiết bị hiển thị số với cấu tạo đơn giản và chi phí thấp, đồng thời cũng giúp tiết kiệm năng lượng.

Led 7 Doan La Gi Cau Tao Va Nguyen Ly Hoat Dong 5

Bảng nguyên lý hoạt động của LED 7 đoạn

Để trực quan hơn về nguyên lý hoạt động, cách hiển thị các số và ký tự của led 7 đoạn, chúng ta cùng xem bảng tóm tắt nguyên lý hoạt động của Led 7 đoạn nhé:

Số thập phân và ký tự hiển thị	Đoạn Led cần sáng
Số thập phân và ký tự hiển thị	a	b	c	d	e	f	g
0	x	x	x	x	x	x
1		x	x
2	x	x		x	x		x
3	x	x	x	x			x
4		x	x			x	x
5	x		x	x		x	x
6	x		x	x	x	x	x
7	x	x	x
8	x	x	x	x	x	x	x
9	x	x	x	x		x	x
A	x	x	x		x	x	x
b			x	x	x	x	x
C	x			x	x	x
d		x	x	x	x		x
E	x			x	x	x	x
F	x				x	x	x

Bảng mã led 7 đoạn chung cực dương anode

Led-7-Doan-Anode-Chung

Số và Ký tự hiển thị	Mã hiển thị dạng Nhị phân	Mã hiển thị dạng Thập lục phân
	h g f e d c b a
0	1 1 0 0 0 0 0 0	C0
1	1 1 1 1 1 0 0 1	F9
2	1 0 1 0 0 1 0 0	A4
3	1 0 1 1 0 0 0 0	B0
4	1 0 0 1 1 0 0 1	99
5	1 0 0 1 0 0 1 0	92
6	1 1 0 0 0 0 1 0	82
7	1 1 1 1 1 0 0 0	F8
8	1 0 0 0 0 0 0 0	80
9	1 0 0 1 0 0 0 0	90
A	1 0 0 0 1 0 0 0	88
B	1 0 0 0 0 0 1 1	83
C	1 1 0 0 0 1 1 0	C6
D	1 0 1 0 0 0 0 1	A1
E	1 0 0 0 0 1 1 0	86
F	1 0 0 0 1 1 1 0	8E
	1 0 1 1 1 1 1 1	BF

Bảng mã led 7 đoạn chung cực âm Cathode

Led-7-Doan-Cathode-Chung

Số và Ký tự hiển thị	Mã hiển thị dạng Nhị phân	Mã hiển thị dạng Thập lục phân
0	0 0 1 1 1 1 1 1	3F
1	0 0 0 0 0 1 1 0	06
2	0 1 0 1 1 0 1 1	5B
3	0 1 0 0 1 1 1 1	4F
4	0 1 1 0 0 1 1 0	66
5	0 1 1 0 1 1 0 1	6D
6	0 1 1 1 1 1 0 1	7D
7	0 0 0 0 0 1 1 1	07
8	0 1 1 1 1 1 1 1	7F
9	0 1 1 0 1 1 1 1	6F
A	0 1 1 1 0 1 1 1	77
B	0 1 1 1 1 1 0 0	7C
C	0 0 1 1 1 0 0 1	39
D	0 1 0 1 1 1 1 0	5E
E	0 1 1 1 1 0 0 1	79
F	0 1 1 1 0 0 0 1	71
–	0 1 0 0 0 0 0 0	40

Ứng dụng của LED 7 đoạn

LED 7 đoạn được sử dụng rộng rãi trong nhiều thiết bị điện tử để hiển thị thông tin số, bao gồm:

1. Thiết bị điện tử gia dụng:

Đồng Hồ Led 7 Đoạn, Báo Ngày Giờ, Nhiệt Độ + V — Đồng hồ led 7 đoạn, báo ngày giờ, nhiệt độ + v

Đồng hồ: hiển thị thời gian.
Máy tính: hiển thị số, chữ cái và ký hiệu.
Tivi: hiển thị kênh, âm lượng và các thông tin khác.
Radio: hiển thị tần số và các thông tin khác.
Lò vi sóng: hiển thị thời gian nấu và các thông tin khác.
Máy giặt: hiển thị thời gian giặt, chương trình giặt và các thông tin khác.
Tủ lạnh: hiển thị nhiệt độ và các thông tin khác.

2. Thiết bị đo lường:

Led 7 Đoạn Trên Cân Điện Tử — Led 7 đoạn trên cân điện tử

Đồng hồ đo điện: hiển thị số điện tiêu thụ.
Cân điện tử: hiển thị trọng lượng.
Nhiệt kế: hiển thị nhiệt độ.
Máy đo huyết áp: hiển thị huyết áp.

3. Thiết bị điều khiển:

Led 7 Đoạn Hiện Thị Nhiệt Độ Trên Điều Hòa — Led 7 đoạn hiện thị nhiệt độ trên điều hòa

Thang máy: hiển thị số tầng.
Máy điều hòa: hiển thị nhiệt độ cài đặt.
Bảng điều khiển: hiển thị thông tin cài đặt và trạng thái hoạt động.

4. Thiết bị khác:

Máy bán hàng tự động: hiển thị giá cả và thông tin sản phẩm.
Máy ATM: hiển thị số dư tài khoản và các thông tin khác.
Bảng LED hiển thị thông tin: hiển thị thời gian, ngày tháng, tin tức, v.v.

Ưu điểm và nhược điểm của Led 7 đoạn

Ngoài ra, LED 7 đoạn còn được sử dụng trong các thiết bị tự chế, các dự án DIY và các ứng dụng khác.

Ưu điểm của LED 7 đoạn:

Đơn giản, dễ sử dụng: LED 7 đoạn có cấu tạo đơn giản và dễ dàng điều khiển bằng các vi điều khiển.
Giá rẻ: LED 7 đoạn có giá thành rẻ so với các loại màn hình hiển thị khác.
Bền bỉ: LED 7 đoạn có tuổi thọ cao và hoạt động ổn định trong nhiều môi trường khác nhau.
Hiển thị rõ ràng: LED 7 đoạn hiển thị thông tin rõ ràng và dễ đọc.
Tiết kiệm điện năng: LED 7 đoạn tiêu thụ điện năng thấp so với các loại màn hình hiển thị khác.
Kích thước đa dạng: LED 7 đoạn có nhiều kích thước khác nhau để phù hợp với nhiều ứng dụng.

Nhược điểm của LED 7 đoạn:

Khả năng hiển thị ký tự phức tạp hạn chế: LED 7 đoạn chỉ có thể hiển thị các chữ số và một số ký tự đặc biệt.
Kích thước tương đối lớn: LED 7 đoạn có kích thước lớn hơn so với các loại màn hình hiển thị khác như LCD.
Góc nhìn hạn chế: LED 7 đoạn chỉ có thể hiển thị rõ ràng ở một góc nhìn nhất định.
Độ sáng không cao: LED 7 đoạn có độ sáng không cao so với các loại màn hình hiển thị khác.
Khó hiển thị hình ảnh: LED 7 đoạn không thể hiển thị hình ảnh.

LED 7 đoạn là một linh kiện điện tử hữu ích và phổ biến. Với nhiều ưu điểm như đơn giản, dễ sử dụng, giá rẻ, bền bỉ, hiển thị rõ ràng, LED 7 đoạn được ứng dụng rộng rãi trong nhiều thiết bị điện tử. Tuy nhiên, LED 7 đoạn cũng có một số nhược điểm như khả năng hiển thị ký tự phức tạp hạn chế, kích thước tương đối lớn, góc nhìn hạn chế, độ sáng không cao, khó hiển thị hình ảnh. Do đó, việc lựa chọn sử dụng LED 7 đoạn cần cân nhắc đến nhu cầu sử dụng và các yếu tố khác như giá thành, kích thước, độ sáng, v.v.

Led 7 Đoạn Là Gì Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động 2

Những phương pháp điều khiển Led 7 đoạn

LED 7 đoạn có thể được điều khiển bằng ba cách chính:

Kết nối trực tiếp với cổng của vi điều khiển: Cách này đòi hỏi vi điều khiển phải có đủ số lượng cổng để kết nối với tất cả các đoạn của LED 7 đoạn. Mỗi đoạn LED sẽ được kết nối trực tiếp với một cổng trên vi điều khiển.
Quét LED: Cách này chỉ cho phép một đoạn LED được kích hoạt và hiển thị trong một khoảng thời gian ngắn. Sau đó, đoạn LED tiếp theo sẽ được kích hoạt và đoạn LED trước đó sẽ bị tắt. Quá trình này sẽ lặp lại nhanh chóng, tạo ra hiệu ứng như tất cả các đoạn LED đều được hiển thị cùng một lúc.
Quét LED kết hợp với IC chốt dữ liệu: Cách này sử dụng một IC chốt dữ liệu để giảm số lượng cổng cần thiết trên vi điều khiển. Khi sử dụng IC chốt dữ liệu, chỉ cần một số lượng nhỏ cổng trên vi điều khiển để gửi dữ liệu tới IC chốt, từ đó điều khiển hiển thị của LED 7 đoạn. Điều này giúp tối ưu hóa việc lập trình và điều khiển LED 7 đoạn.

Cách chọn loại điện trở hạn dòng cho Led 7 đoạn

LED 7 đoạn được cấu tạo từ bảy đèn LED riêng biệt, mỗi đèn LED sẽ được kết nối với một điện trở hạn dòng để ngăn chặn việc hỏng hóc do dòng điện quá cao.

Đối với LED 7 đoạn màu đỏ, mức dòng điện lý tưởng để đảm bảo độ sáng tốt nhất cho mỗi đoạn LED là 15 mA. Do đó, khi sử dụng mạch điện có điện áp là 5V, giá trị của điện trở hạn dòng sẽ xấp xỉ 200Ω, được tính theo công thức sau:

Trong đó:

là điện áp nguồn (5V)
là điện áp qua LED (thông thường là 2V cho LED màu đỏ)
$I_{f}$ là dòng điện qua LED (15mA)

Tuy nhiên, bạn cũng có thể sử dụng các giá trị điện trở phổ biến gần nhất như 220Ω hoặc 330Ω.

Led 7 Đoạn Là Gì Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động 6

Trong đó:

Các chữ cái từ a đến g đại diện cho các đoạn LED.
dp là đoạn chấm thập phân.
Mỗi đoạn LED (a đến g và dp) được kết nối với một điện trở hạn dòng.

Hướng dẫn kết nối LED 7 đoạn với Arduino

Để kết nối LED 7 đoạn với Arduino, bạn sẽ cần một breadboard và gắn LED 7 đoạn ở giữa. Dưới đây là hướng dẫn chi tiết:

Định vị LED 7 đoạn: Đặt LED 7 đoạn lên breadboard sao cho dấu thập phân hướng xuống dưới. Các chân của LED 7 đoạn sẽ được đánh số từ 1 đến 5 từ trái sang phải ở phía dưới và từ 10 đến 6 từ trái sang phải ở phía trên.
Kết nối chân COM: Chân COM của LED 7 đoạn sẽ được kết nối với chân 5V của Arduino nếu bạn sử dụng LED Anode chung, hoặc kết nối với chân GND của Arduino nếu bạn sử dụng LED Cathode chung.
Kết nối các chân LED: Bốn chân ở phía trên (b, a, f và g) sẽ được kết nối với các chân Digital từ 2 đến 5 của Arduino. Các chân còn lại ở phía dưới (e, d, c và DP) sẽ được kết nối với các chân số từ 6 đến 9 của Arduino.
Thêm điện trở hạn dòng: Mặc dù LED 7 đoạn có thể hoạt động mà không cần đến điện trở hạn dòng, nhưng để đảm bảo các đèn LED không bị hỏng do dòng điện quá cao, bạn nên thêm một điện trở 220Ω cho mỗi đoạn.

Led 7 đoạn	Arduino	Ghi chú
a	3	Thêm điện trở 220Ω
b	2	Thêm điện trở 220Ω
c	8	Thêm điện trở 220Ω
d	7	Thêm điện trở 220Ω
e	6	Thêm điện trở 220Ω
f	4	Thêm điện trở 220Ω
g	5	Thêm điện trở 220Ω
DP	9	Thêm điện trở 220Ω
COM	5V	Đối với LED 7 đoạn Anode chung
COM	GND	Đối với LED 7 đoạn Cathode chung

Đánh giá post

Hồ Hải

Tôi là Hồ Hải, hiện đang là Chuyên viên Kỹ thuật của SKV.Lighting. Với hơn 5 năm trong lĩnh vực nghiên cứu, thi công và lắp đặt màn hình LED, thiết bị sân khấu, tôi đã thực hiện thành công hơn 5000 dự án lớn nhỏ, thúc đẩy tăng trưởng doanh số của công ty. Tôi hy vọng với những kỹ năng và kinh nghiệm nhiều năm của mình, tôi sẽ mang tới những kiến thức bổ ích và những trải nghiệm tuyệt vời nhất dành cho khách hàng, đúng như phương châm của SKV Lighting “Uy tín – Cam Kết – Tận tâm”.

Tin Tức

LED 7 đoạn là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

LED 7 đoạn là gì?