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最小のピンで7セグメントLEDディスプレイアレイを管理する Thought Leadership 最小限のピンで7セグメントLEDディスプレイアレイを管理する 20代の頃、私はマルチタスクの能力を誇りに思っていました。瞬時に複数のプロジェクト間で切り替え、調達担当者、エンジニア、技術者、マーケティングマネージャー、サポートスペシャリストの役割を同時にこなしながら、自分の電子機器スタートアップを運営していました。マルチタスクができることは祝福だと思っていました。 10年後、マルチタスクは作業の質を下げ、同時に脳を消耗させることに気づきました。年を取るにつれて何もかも忘れてしまうのも不思議ではありません！明らかに、マルチタスクは私のワークフローにとって持続不可能な習慣でした。しかし、電子設計においては、タスク、あるいはピンを切り替えることで、最小限のピンで7セグメントLEDアレイを制御することが可能です。 7セグメントLEDディスプレイの仕組み 7セグメントLEDディスプレイは、7つのLEDを長方形に配置した数値表示器です。7セグメントディスプレイを操作する基本は、通常のLEDを駆動するのと同じで、点灯させるためには順方向電圧が必要であり、各LEDを流れる電流には制限抵抗が必要です。 7セグメントLEDディスプレイには8本のピンがあることがわかります。7本のピンは 個々のLEDの一方の端を制御し、1本の共通ピンがLEDのカソードまたはアノードを制御します。これはセグメントディスプレイのタイプによって異なります。LEDを点灯させるために必要な電流も、7セグメントディスプレイのサイズによって異なります。 電子機器では、7セグメントLEDディスプレイはカウンターやタイマーによく使用され、適切なLEDを点灯させることで数字やアルファベットを表示します。これらは容易に入手可能で、同じ目的を達成するために複数の単一LEDを配置するよりも実装が簡単です。 7セグメントLEDディスプレイはさまざまな形状やサイズで提供されています。小さいサイズのものは通常、マイクロコントローラーやロジックチップの出力ピンによって直接駆動されます。より大きく電流を多く消費するLEDディスプレイは、通常、 トランジスタを使用して電流を沈めたり供給したりします。 最小限のピンで7セグメントLEDディスプレイアレイを制御する 単一の7セグメントLEDディスプレイを制御するのは簡単で、7つのピンのみを使用し、ディスプレイの共通をグラウンドまたは正の電源に恒久的に接続するだけです。しかし、単一セグメントでは実際のアプリケーションでの機能性に限りがあります。例えば、タイマーやカウンターアプリケーションでは、2つ以上の7セグメントLEDディスプレイを接続する必要があります。例として、駐車場の車両カウンターでは、実用的な使用のために少なくとも4つのセグメントが必要です。 7セグメントLEDディスプレイの配列を駆動するには、各制御ピンを専用の出力に接続する方法があります。しかし、これはマイクロコントローラーやラッチ統合回路（IC）のピン使用量を極端に高めます。その結果、4セグメントディスプレイの場合、28ピンが必要になります。 ピン数を減らすより良い方法は、すべての7セグメント制御ピンを同じ出力セットに接続し、各個別セグメントの共通ピンを特定の出力に接続することです。この接続モードでは、一度に1つの7セグメントディスプレイのみをオンにすることができます。 7セグメントLEDディスプレイ配列を駆動するためのファームウェアの使用方法 4セグメントディスプレイのピン数を28から11に削減することに成功しましたね。おめでとうございます！では、すべてのセグメントが正しい数字を一緒に表示していることをどのように確認しますか？技術的には不可能なタスクですが、人間の目の限界といくつかの巧妙なファームウェアプログラミングのおかげで、それを実現することができます。 人間の目は、一部の専門家が異なる意見を持つかもしれませんが、 60Hzまでの動きやちらつきしか検出できません。マイクロコントローラは非常に強力で、7セグメントLEDディスプレイを順番に、そしてより高い周波数で切り替えることができます。最終的な結果は、4つのディスプレイが同時に点灯し、正しい数字を表示しているように見える錯覚です。 ここでの鍵は、望ましい英数字の値をメモリ配列に格納し、特定の間隔で正しい出力ピンをオンにすることです。この方法は、制御する7セグメントディスプレイの数が多い場合に適用できます。唯一注意する必要があるのは、マイクロコントローラがより高速なリフレッシュレートを達成でき、その結果、高速スイッチングによる潜在的な電気干渉を引き起こす可能性があることです。 7セグメントLEDアレイのピン数を削減するためのPCB設計 7セグメントLEDアレイを制御しながらピンの数を最小限に抑えるには、LEDの配置とピン接続を注意深く監視することが必要です。
国境を越えるPCB設計の制限：エッジクリアランスを超えて拡張する Thought Leadership 国境を越えるPCB設計の制限：エッジクリアランスを超えて拡張する あなたは今まで、崖の端に立って、足をしっかりと地につけたことがありますか？いえ、転んだら少し怪我をするかもしれないような急な斜面のことではありません。私が言っているのは、ナショナルジオグラフィックで見るような、90度のスタイルで、真っ直ぐに2,000フィート下まで落ちる崖のことです。どんなに崖立ちに慣れている人でも、間違いなく恐ろしい体験です。 頭の中を駆け巡る思考は止まらず、非常に原始的です。もし近づきすぎたら足が滑るだろうか？背中に感じるあの突風はどうだろう？私の好みではありませんが、時には崖を覗き込む必要があります。 同様に、あなた（またはあなたのコンポーネント）が、PCBの端（クリアランス）に立っていて、余裕がほとんどない状態になることがあります。時には、あなたのコンポーネントがその2,000フィート（まあ、実際にはインチ単位に近いかもしれませんが）の崖の端に立つという恐ろしい体験をしなければならず、その存在の残りの期間、ピークパフォーマンスで動作することが求められます。なんという人生でしょう！ ボードの不動産が不足している場合、詰め込むべき部品が山のようにある場合、または単にボードを取り囲むシャーシの制約の場合でも、時には許容されるエッジクリアランスの許容範囲を超えて部品を拡張する必要があります。では、これらの境界を超えて拡張するときにどのような要因が影響しますか？以下は、部品が左右に落ちないようにするためのいくつかのガイドラインです。 PCB設計の制限において、十分な銅の接続を保つ ボード上の任意の位置での部品配置の経験則は、まず十分な銅があることを確認することで、頑丈な電気機械的接続ができることです。 エッジクリアランスの許容範囲を超えて冒険する場合、いくつかのことが変わるかもしれませんが、銅に関するルールは変わりません。 まるで崖の端に立つ人が足をしっかりと地面に植える必要があるように、あなたも部品に同様の注意を払う必要があります。追加の予防措置を講じて、物理的な銅の接続が全体を通してしっかりしていることを約束することで、自分自身とあなたの設計を転倒から守ります。 意図を超えて使用する：箱の外で設計する もちろん、PCBを設計する際には、何らかの形で使用されることを期待していますが、製品が使用されている場合、消費者が設計を新しい方法で使用するための独創性を決して割り引くことはできません。言い換えれば、製品が意図したユーザーによって開かれたとき、あなたが想定していなかった目的で使用されるかもしれませんが、ユーザーはそれでもあなたの製品が彼らの基準を満たすことを期待します。 潜在的に危険なコンポーネントの周囲のスペースを見ることで、意図しない製品の使用からも損傷を防ぐために積極的になることができます。特に、コンポーネントが崖っぷちに近づいている場合、設計の箱外の使用例を考慮する必要があります。激しく扱われた場合に曲がったり壊れたりするものはありますか？シャーシへの損傷によって影響を受けることは？ 製品の意図された（および意図されていない）使用と、コンポーネントがどのように影響を受けるかについて賢明であることは、発生するであろうグレーエリア/エッジクリアランスの質問の多くに答えるでしょう。 製造上の制限とそれらを防ぐ方法 設計の凍結前に製造業者の制限を考慮するように言った回数に一ニッケルもらっていたら、直面しているどんな崖からでも階段を建てられるかもしれません。PCB設計ソフトウェアでは、思いつく限りのものを設計できますが、それを現実の世界（製造）に移すことは全く別の偉業です。 コンポーネントを互いに近づけたり、設計のエッジクリアランスに近づけたりすると、製造チームが取り入れることがより困難になります。製造業者の機械の能力によっては、最初のRFQを送り出したときに行き詰まる可能性があります。 RFQ。気がつけば、また設計図に戻っています。 これを克服する一つの方法は、設計を製造業者に委託する前に監査と 製造施設のレビューを実施することです。製造業者の能力を確認し、したがって、設計が成功するために必要な能力を持っていることを確認できます。少数の製造業者に連絡を取るだけでも、エッジクリアランスを超えて拡張しているときに制限が存在する場所のアイデアを得ることができます。 エッジを過度に考えすぎないでください エッジクリアランスを超えることはロケット科学ではありません。代わりに、それはリスクのゲームです。このゲームは、「どれだけエッジに近づけるか？」という問いになります。再び、千フィートの高さから見下ろすときに私が尋ねたいと思う質問ではありませんが、PCB設計では選択の余地がないこともあります。
製品比較: Mentor（PADS）とAltiumのPCB設計ソフトウェア 複数のデータモデルを使用するために、PCB設計ツールを行き来することにうんざりしていませんか。ユーザーの要求に合わせて機能するPCB設計プラットフォームのAltium Designerをぜひご検討ください。 Altium Designer 専門家を対象とする強力で使いやすい最新のPCB設計ツール。 PCBの設計を進めるには、ユーザーの要求に合った設計ツールが必要です。ただし、こうしたツールはスムーズに連携し、ユーザーが直面するすべての問題を解消できる高機能なものでなくてはなりません。多くの設計システムがこの目的を満たせない一方で、Altium Designerは大きな威力を発揮します。 統合設計環境が提供される64ビットの強力なプラットフォームには、あらゆる問題を解消する中核ツール群と高度な機能が搭載されています。これこそが、Altium Designerが設計のプロフェッショナルに選ばれている理由です。目の前に仕事が山積みのときに必要なのは、作業の邪魔をしない効率的なPCB設計ツールでしょう。こうした大量の仕事は、当然ながら納期と予算を守って完了しなければなりません。Altium Designerならそれが実現します。 Altium Designer: 統合設計環境で実現する効率的なPCB設計 Altiumは、ツールの連携を考慮して設計されていないPCB設計ソフトウェアに対するユーザーの不満を理解しています。アプリケーション間を行き来していると、余計な時間がかかるうえにミスも発生しやすくなります。これを解消するために設計されたAltium Designerは、統合設計環境ですべてのツールを使用できます。つまり、回路図、レイアウト、図面、シミュレーター、部品表をすべて1つの画面で開くことが可能です。 画面を閉じたり、ファイルを変換したりすることなく、必要なものを開いてすぐに使えます。64ビットの強力なマルチスレッド アーキテクチャーを基盤に構築されているため、必要な処理を確実に実行できます。次世代の課題にも対処できるように、Altium Designerの機能は絶えず改良、更新されるため、将来的な使用についても心配はいりません。これまでの設計ツールに対する不満が解消されます。 設計作業でAltium Designerを活用する
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