【早わかり電子回路】7セグメント表示器の駆動回路とデコーダ回路
目次
１． 7セグメント表示器とは？
デジタル処理されたデータは、人間の目により認識される必要があります。
このためによく用いられるのが、「7セグメント表示装置」です。
7セグメント表示装置は、7つのセグメント（segment ＝ 部分）から構成された表示器です。
7つの細長いセグメントの表示パターンで、数字や英字を表すものです。
液晶表示器やLED表示器で構成されることが多いです。
液晶表示器が世の中に出始めたときに、時計や電卓の数字を表示するのに用いられてきました。
表示装置が、最初に世に出るときは、まず、7セグメント表示装置から始まり、だんだんと大型ディスプレイに発展していくことが多いのです。
今回は、この7セグメント表示装置の駆動回路やデコーダ回路について説明します。
２． 7セグメントLED表示器
ここでは、7セグメントのLEDを使用した表示器を例にとってみていきましょう。
7セグメントLED表示器は、図1のような形状の7つのLED（ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ）で構成されます。
例えば、数字の“３”を表示しようとすると、図2のようにａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｇのLEDを点灯させればよいことがわかります。
また、図2の右下のように、デシマルポイント（DP）という点のLEDが設けられているものもあります。
図1または図2のLEDが1つのパッケージに入っているものを「7セグメントLED表示器」と呼んでいます。
【図1 7セグメントLED表示器】
【図2 7セグメントLED表示器】
アノードコモン／カソードコモン
7セグメントLED表示器の内部の回路を示すと、図3、図4のようになっています。
図3は、内部のLEDのアノードが共通になっている「アノードコモンタイプ」、図4は、内部のLEDのカソードが共通になっている「カソードコモンタイプ」と呼ばれています。
これらは、論理が逆になっているので、使用するときは注意が必要です。
【図3 アノードコモンタイプ】
【図4 カソードコモンタイプ】
２． 7セグメントLED表示器用駆動回路
図5は、7セグメント表示器のLED駆動回路を示す図です。
スイッチＳ１～Ｓ８によって選択したLEDを点灯させます。
例えば、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｇを点灯させるために、S１、S２、S３、S４、S７をオンすれば、数字の“３”が表示されます。
このときのスイッチＳ１～Ｓ８の状態を制御するのに用いられるのが、以前にこの連載コラムでも取り上げたデコーダといわれるものです。
［※デコーダの解説は「デジタル回路のエンコーダとデコーダ」のページをご参照下さい。］
【図5 7セグメント表示器のLED駆動回路】
３． 7セグメントLED表示器用デコーダ
図6は、１０進数を２進数に直した（BCD）入力を7セグメント出力するための真理値表になります。
【図6 7セグメント出力するための真理値表】
図6において、例えば、１０進数の“０”は、7セグメントLEDを考えると、ｇのLEDだけ点灯しないということになり、ｇだけ０で、あとは１が入るという真理値になります。
このようにして真理値を作っていけば、BCD-7セグメントデコーダの真理値表ができます。
BCD-7セグメントデコーダの回路図
BCD-7セグメントデコーダの真理値表を回路図にしたものが図7になります。
【図7 BCD―7セグメントデコーダの真理値表の回路図】
図7において、A、B、C、Dは、図６のBCD入力値でａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇは、7セグメントの出力値になります。
実際には、1つのICの中にこれらの回路が入っていて、7セグメントデコーダというICとして販売されているので、7セグメントLEDと7セグメントデコーダを組み合わせて使用することが多いです。
（日本アイアール株式会社 特許調査部 E・N)
