什麼是九段顯示器?9 段、7 段、14 段、16 段顯示器差別比較

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九段顯示器與十六段 LED 顯示器比較

講到字節型的 LED 顯示器,大家最熟的是七段,再來是十四段、十六段的米字顯示器,九段顯示器(9-segment display)比較少人提。可以把九段顯示器想成七段的加強版:「8」字形的七個字節完全保留,在裡面多加兩條斜段,另外通常附一個小數點(DP)。多了這兩條斜段,每一位數就能畫出幾種七段畫不出來的筆劃,線路卻比十四段、十六段簡單很多。順帶一提,「九段」指的是一個字元裡發光字節的數量,小數點不算,七段、十六段也是同樣的算法。

九段顯示器長什麼樣子?

先回到大家熟悉的七段「8」字形:上、中、下三條橫段,左右各兩條直段。九段就是把這七段留著,再在「8」字裡面加兩條斜段,上半部一條、下半部一條。右下角的圓點是小數點,位置跟七段、十六段一樣。

OPD-S5030(1) 0.5 吋單位數九段 LED 顯示器實拍,未點亮,可看到「8」字形內的兩條斜段
我司 OPD-S5030(1) 實拍(未點亮)。「8」字裡上下兩條斜段,就是九段比七段多出來的部分。

以我司的 OPD-S5030(1) 0.5 吋單位數九段顯示器來舉例,就是這種排列,字節做成菱形(diamond)。如果對七段、十四段、十六段這些名稱還不太熟,或是想知道字節在封裝裡面是怎麼接線的,可以先看七段顯示器內部結構與腳位圖解。

9 段、7 段、14 段、16 段顯示器差別比較

一位數的字節越多,能畫的字元就越多,但腳位和驅動輸出也要跟著增加,這是選顯示器時一定要一起算的成本。下面這張表把四種常見的字節排列放在一起比較。

顯示器種類每位數字節數(不含 DP)排列方式適合顯示展躍光電產品
七段7「8」字形:三條橫段加四條直段數字 0-9 與少數英文字母多種尺寸與位數,THT 與 SMD 都有
九段9七段「8」字形加兩條斜段數字,加上幾種七段畫不出來的筆劃0.5 吋單位數,THT
十四段14外框加中央十字與斜段(「米」字形)數字與大寫英文字母0.4 吋 SMD,1 到 4 位數,例如 0.4 吋 4 位數 SMD 十四段顯示器
十六段16與十四段相同,但上、下橫段各拆成兩半數字、大寫字母與大部分小寫字母THT,字高 0.3 吋到 2.2 吋,1、2 或 4 位數,例如 0.5 吋單位數十六段顯示器
七段、九段、十四段、十六段 LED 顯示器字節排列比較圖,下排以字母 R 示範四種顯示器的差異
同一個 R 放在四種顯示器上:七段只能擺出小寫 r,九段多了斜段,就排得出大寫 R。

那九段實際上能顯示哪些字?下面用三張範例圖,分別看阿拉伯數字、大寫和小寫英文字母,最後附上真值表,工程師寫驅動程式時可以直接對照。七段和十六段的完整真值表,放在七段顯示器能顯示什麼?數字與英文字母顯示對照(含真值表)這篇。

先看阿拉伯數字 0 到 9。九段顯示數字跟七段完全一樣,H、I 兩條斜段都用不到,所以原本寫給七段的數字字型可以直接沿用。

九段 LED 顯示器顯示阿拉伯數字 0 到 9 範例
0 到 9 跟七段一樣,兩條斜段都用不到。

再來是大寫英文字母(Capital English Alphabet)。A 到 Z 裡面,九段能排出 16 個。其中 A、C、E、F、G、H、I、J、L、O、P、S、U 七段也排得出來;N、Q、R 就是九段多了斜段才畫得好的:N 是左右兩條直段中間拉一整條 H+I 斜線,Q 是 O 加上下半部斜段 I 當尾巴,R 是 P 加上 I 當右下的腳。要注意 I、O、S 畫出來跟數字 1、0、5 一模一樣,但放進單字裡(像 LINE、OPEN、CLOSE)還讀得出來,七段那篇也是這樣用,所以照樣顯示。B、D 就不一樣了:B 就是 8,D 跟 0、O 都分不開,偏偏小寫 b、d 很好認,所以大寫列成 N/A,改用小寫。K、M、V、W、X、Y、Z 需要「/」方向的斜段,T 需要中間一條直段,這兩種九段都沒有,這幾個字母就要交給十四段或十六段。

九段 LED 顯示器顯示大寫英文字母 A 到 Z 範例,B、D、K、M、T、V、W、X、Y、Z 標示為無法顯示
大寫能排出 16 個,N、Q、R 要靠斜段;I、O、S 跟 1、0、5 同形,B、D 改用小寫,其餘 N/A 的字母要用十四段或十六段。

小寫英文字母(Lowercase English Alphabet)反而能排出 20 個,比大寫多,因為很多小寫字母本來就只佔「8」字的下半部,像 b、c、d、n、o、r、u,七段就排得出來。九段在小寫多出來的是 k:左邊直段加中間一橫,再用下半部斜段 I 當右下的斜腳。g 跟 9、s 跟 5 長得一樣,要靠前後文判讀;小寫 l 用左邊的直段,跟用右邊直段的數字 1、大寫 I 分開;y 多畫底下一橫,才不會跟 4 撞形。f 沒有像樣的小寫寫法,實務上直接用大寫 F。m、v、w、x、z 跟大寫一樣,缺「/」斜段或中間直段,列成 N/A。

九段 LED 顯示器顯示小寫英文字母 a 到 z 範例,f、m、v、w、x、z 標示為無法顯示
小寫能排出 20 個,k 用到下半部斜段;g、s 跟 9、5 同形,f 改用大寫 F。

跟七段一樣,九段拼單字時也是大小寫混用:大寫排不出來的,用小寫補,例如 b、d、t;七段排不好的 N、R,九段可以直接用大寫。這適合事先就決定好的幾個短字,像 OPEN、CLOSE、ON、OFF,每個字都先對照上面兩張圖確認一次;如果要顯示的字沒辦法事先挑,例如使用者自己輸入的文字,就改用十四段或十六段。

最後是真值表,格式跟七段那篇一樣:一列一個字元,A 到 I 九個字節各一欄,打 V 的就是要點亮(V : TURN ON LED),右上角附字節圖和 OPD-S5030、OPD-S5031 的腳位。表中列出 0 到 9 和用到斜段的 N、Q、R;其他沒用到斜段的字母,寫法大部分跟七段真值表一樣,可以對照那篇。小寫 k 要點亮的是 E、F、G、I 四段。

九段顯示器數字與字母真值表,列出 0 到 9 及 N、Q、R 各要點亮的 A 到 I 字節,附 OPD-S5030、OPD-S5031 腳位
打 V 的就是要點亮的字節,腳位依 OPD-S5030 規格書。

什麼時候該選九段顯示器?

簡單來說,九段是夾在七段和米字顯示器中間的選擇。產品主要是顯示數字,但介面上有一兩個字元或符號七段畫不出來;換成十四段、十六段,又會多出一堆用不到的字節、腳位和驅動輸出。這種時候九段就是比較划算的選擇。

  • 七段:只要顯示數字和幾個簡單字母,像是計時器、計數器、溫度顯示,七段就夠了。
  • 九段:以數字為主,但需要幾條七段沒有的斜向筆劃。這裡建議各位在決定之前,先把規格書上的字節圖拿出來,跟你要顯示的每一個字元逐一對過一遍。
  • 十四段:需要用大寫字母拼出單字,例如選單名稱或捲動的狀態訊息。我司的十四段是 SMD,適合小型、走回焊(reflow)製程的電路板。
  • 十六段:大寫之外還要大部分小寫字母,或是需要能遠距離看清楚的大尺寸插件字元。我司的十六段最大做到 2.2 吋單位數顯示器。
單位數與多位數七段 LED 顯示器
七段顯示器從單位數到多位數都有,是最常見的字節型顯示器。

最後提醒一點,九段沒辦法完整顯示 A 到 Z 全部字母。如果設計到一半,要顯示的字元越加越多,與其想辦法遷就少掉的筆劃,不如早一點換成十四段或十六段,拖到後面改板的成本只會更高。所有尺寸和位數可以在我司的 LED 米字顯示器頁面一起比較。

OPD-S5030(1) 九段顯示器規格

OPD-S5030(1) 是單位數的九段顯示器,字高 0.5 吋(12.7 mm),菱形字節。封裝是插件式(THT / DIP),本體 18.90 mm x 12.60 mm,厚度 8.00 mm。七個顏色的測試電流都是 20 mA。

型號發光顏色順向電壓亮度主波長
OPD-S5030(1)LA琥珀色(Amber)2.0-2.4 V60 mcd600-610 nm
OPD-S5030(1)LB藍色(Blue)3.0-3.4 V60 mcd460-475 nm
OPD-S5030(1)LE橘紅色(Orange Red)2.1-2.4 V60 mcd619-629 nm
OPD-S5030(1)UPG純綠色(Pure Green)2.8-3.2 V250 mcd515-530 nm
OPD-S5030(1)LR紅色(Red)2.1-2.4 V20 mcd635-648 nm
OPD-S5030(1)LY黃色(Yellow)2.1-2.4 V60 mcd585-595 nm
OPD-S5030(1)YG黃綠色(Yellow Green)2.1-2.4 V20 mcd567-576 nm

七個顏色裡面,純綠色最亮,有 250 mcd。要注意的是順向電壓分成兩群:藍色和純綠色大約 3 V,紅、橘紅、琥珀、黃、黃綠色大約 2 V。所以換顏色的時候,限流電阻記得重新算,不要直接沿用。各顏色的規格書都放在產品頁;規格表上每個欄位怎麼看,可以參考LED 規格表怎麼看?這篇。如果顏色還沒定,不同發光顏色的成本差異,我司之前在為你的產品選擇成本最低的LED發光顏色有整理過。

九段顯示器常見問題

九段顯示器是什麼?

九段顯示器是每位數有九個發光字節的 LED 字元顯示器:七段「8」字形的七個字節,加上兩條斜段,通常附小數點。

九段和十六段顯示器差在哪?

九段是在七段排列上加兩條斜段,主要用來顯示數字外加少數筆劃。十六段則加上完整的中央十字與四條斜段,並把上、下橫段各拆成兩半,可以顯示數字、大寫字母與大部分小寫字母。

九段顯示器能顯示英文字母嗎?

能顯示的字母形狀比七段多,但無法顯示完整的字母表。如果產品需要拼出任意單字,請改用十四段或十六段米字顯示器。

有 28 段顯示器嗎?

沒有一種標準顯示器叫做「28 段顯示器」。這個說法通常指兩種情況:一是 28 支腳的多位數七段顯示器,例如我們的 0.56 吋三位數 28 針腳七段顯示器;二是 4 位數七段顯示器的字節總數(4 x 7 = 28 段,不含小數點)。

那 13 段顯示器呢?

其他段數會出現在特定產品上。例如電梯樓層顯示器,就有 13 段與 14 段的設計,可以看我們的電梯樓層顯示器解析。想了解各種 LED 顯示器,包括 9 段、14 段、16 段米字顯示器,請看什麼是 LED 顯示器。

展躍光電有生產九段顯示器嗎?

有。台灣展躍光電(OPTO PLUS LED)生產 OPD-S5030(1) 0.5 吋單位數插件式九段顯示器,共七種顏色;另有十四段 SMD 顯示器與十六段插件式顯示器。規格書可在各產品頁取得。

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