7セグメントLEDの点灯回路を紹介【配線や部品を少なくする方法も】

どうも、なかしー(@nakac_work)です。
僕は自動車や家電製品のマイコンにプログラミングをする仕事をしています。

7セグメントLEDは電子工作でよく使う部品です。

センサの電圧をマイコンに取り込んで、7セグメントLEDに数値を表示することが多いと思います。

7セグメントLEDの内部にはLEDが7つ(小数点付きだと8つ)のLEDが入っているだけです。LEDを光らせる回路ならLEDを抵抗に直列に繋げばいいはずなのに、電子工作の入門書を見るとトランジスタやICを使っていたりします。

そして、マイコンで7セグメントLEDを点灯させるときは7セグメントLED×7本(もしくは8本)の信号線が必要なのに、1つ分しかないこともあると思います。

今回は「7セグメントLEDを点灯させる回路とプログラム」について紹介します。

この記事の内容

7セグメントLED点灯回路

7セグメントLEDにはアノードコモンとカソードコモンの2種類があります。

アノードとカソードがあるのはLEDと同じですよね。
冒頭でお伝えした通り、回路もLEDと同じです。

LEDの点灯回路がよく分からないならこちらの記事を先に読んでください。
>>発光ダイオード(LED)を光らせよう【現役エンジニアが教える電子工作】

しかし、マイコンやICを7セグメントLEDに繋ぐときに注意が必要です。
その理由は出力できる電流が少ないので、光が暗くなってしまうかもしれません。

そういう時は、電流を増幅させる役割の「トランジスタ」をICやマイコンに繋いで、7セグメントLEDに電流を流すを増やすことができます。

「トランジスタ」について知りたい人はこちらの記事がおすすめです。
>>トランジスタの仕組みを理解しよう【使い方や回路例も紹介】

もしも、ICが繋がっているならこの2つのICだと思います。

7セグメントLED用のロジックICです。

通常だと7本の配線が必要ですが、このICを使うことで4本に省略することができます。0～9の数字は4ビットで表現できます。ICに数字を2進数で入力すると、その数字に応じた7セグメントLEDの点灯パターンを出力してくれます。

トランジスタがたくさん入っているICです。
トランジスタアレイにはシンク型とソース型があります。

どっちを使えば良いのかについては、7セグメントLEDのコモンを元に選べばOKです。

数字を２ケタ、３ケタと桁数が増えるたびに7セグメントLEDとそれに伴って抵抗やトランジスタや配線が増えます。

そういう時に、便利なのがダイナミック点灯です。
ダイナミック点灯は光の残像効果を使って、光っているように見せることができます。

その代わりに7セグメントLEDを1つずつ点灯させる必要があります。
回路はこんな感じです。

7セグメントLEDのダイナミック点灯は全て点灯し終わらせるまで20msec以内に終わらせないと綺麗に表示できません。

これを7セグメントLEDごとに繰り返します。

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