4비트 세그먼트(TM1637)

개요

TM1637은 7세그먼트 디스플레이를 제어하는 드라이버 IC로, 아두이노와 같은 마이크로컨트롤러와 간단하게 연결하여 사용할 수 있습니다. 숫자 사이에 : 표시가 있어 디지털 시계 구현에 특히 많이 사용하며 온도계, 카운터 등 다양한 전자 프로젝트에서도 널리 사용됩니다.

사양

TM1637 모듈 사양

항목	사양
전원 공급	3.3V ~ 5V
인터페이스	I2C (TWI)
디스플레이	7세그먼트 디스플레이 (4자리)
제어 핀	CLK (클럭), DIO (데이터)
온도 범위	-20°C ~ 70°C
크기	42 * 29 * 12 (mm)

고정 홀

항목	세부 사항
홀 수	4개 M2 나사 홀
홀 크기	2.2mm

활용 예제

회로 구성

핀	아두이노
GND	GND
VCC	5V
DIO	D3
CLK	D2

라이브러리

TM1637Display.h 라이브러리를 사용합니다.

라이브러리 매니저에 TM1637을 검색하면 쉽게 찾아서 설치하실 수 있습니다.

라이브러리에 관련된 더 자세한 내용은 아두이노 라이브러리 문서를 참고해주세요.

TM1637 라이브러리 주요함수

함수	설명
TM1637Display(CLK, DIO, delay)	TM1637 객체를 생성하는 생성자. CLK와 DIO 핀 설정.
setBrightness(uint8_t b, OnOff)	디스플레이의 밝기를 설정 (0x00 ~ 0x0f).
showNumberDec(int num, bool leading_zero)	정수를 10진수로 표시. leading_zero가 true이면 앞에 0 추가.
showNumberHex(uint8_t num, bool leading_zero)	16진수로 숫자를 표시.
clear()	디스플레이를 지웁니다.
setSegments(const uint8_t segments[], uint8_t size)	사용자 정의 세그먼트를 표시.

1. 숫자 출력

0 ~ 10 숫자를 0.5초 간격으로 바꾸면서 표시합니다. 표시하는 숫자는 4자리까지 쉽게 수정할 수 있습니다.

showNumberDec(int num, bool leading_zero)

정수를 10진수로 표시. leading_zero가 true이면 앞에 0 추가.

showNumberDec의 leading_zero 부분을 true로 수정하면 1을 출력할 때 0001과 같은 형식으로 출력하게 됩니다.

#include <TM1637Display.h>

#define CLK 2 // 클럭 핀
#define DIO 3 // 데이터 핀

TM1637Display display(CLK, DIO);

void setup() {
    display.setBrightness(0x0f); // 밝기 설정
}

void loop() {
    for (int i = 0; i <= 10; i++) {
        display.showNumberDec(i, false); // 숫자 표시
        delay(500); // 0.5초 대기
    }
}

2. 디지털 시계 표시

시간, 분을 24시간 단위로 표현합니다.

showNumberDecEx 함수는 showNumberDec 함수의 확장 버전으로 가운데 도트를 표시하기 위해 사용되었습니다.

#include <TM1637Display.h>

#define CLK 2
#define DIO 3

TM1637Display display(CLK, DIO);

void setup() {
    display.setBrightness(0x0f);
}

void loop() {
    int hour = 12; // 시간
    int minute = 0; // 분

    for (int i = 0; i < 60; i++) {
        display.showNumberDecEx(hour * 100 + minute, 0b11100000, true); // 시간 표시
        delay(60000); // 1분 대기
        minute = (minute + 1) % 60; // 분 증가
        if (minute == 0) hour = (hour + 1) % 24; // 시간 증가
    }
}

실행 결과

3. SetSegments 함수를 활용한 문자열 출력

7세그먼트 패턴은 다음과 같이 정리됩니다.

GONG 문자를 7세그먼트로 표현하면 다음과 같습니다.

문자	G	F	E	D	C	B	A	2진수	16진수
G	0	1	1	1	1	0	1	111101	3d
O	1	0	1	1	1	0	0	1011100	5c
N	1	0	1	0	1	0	0	1010100	54

켜져야할 부분은 1, 꺼져야할 부분은 0으로 설정하여 원하는 문자에 대한 2진수를 찾으신 뒤, 이를 16진수로 표현하여 배열에 적용하시면 됩니다.

이를 적용한 코드는 다음과 같습니다.

#include <TM1637Display.h>

#define CLK 2
#define DIO 3
TM1637Display display(CLK, DIO);

byte data[] = {0x3d, 0x5c, 0x54, 0x3d};

void setup() {
  display.setBrightness(0x0f); // 최대 밝기 설정
}

void loop() {
  display.setSegments(data);
}

실행 결과

4. 문자열이 흘러가는 효과

4자리보다 더 긴 문자를 표현할 때 왼쪽으로 흘러가면서 표시를 해주는 코드입니다.

GONGZIPSA 문자를 위 예제와 같이 표현하여 한 칸씩 왼쪽으로 흘러가면서 표현합니다.

#include <TM1637Display.h>

#define CLK 2
#define DIO 3
TM1637Display display(CLK, DIO);

// 주어진 세그먼트 패턴
byte data[] = {0x3D, 0x5C, 0x54, 0x3D, 0x49, 0x30, 0x73, 0x6D, 0x77}; // 각 문자에 대한 패턴

void setup() {
    display.setBrightness(0x0f); // 최대 밝기 설정
}

void loop() {
    // 문자열 길이와 디스플레이 크기 설정
    int stringLength = sizeof(data) / sizeof(data[0]);
    int displaySize = 4; // TM1637은 최대 4자리 표시 가능

    // 문자열이 흘러가는 효과 구현
    for (int i = 0; i < stringLength + displaySize; i++) {
        byte displayData[displaySize] = {0, 0, 0, 0}; // 디스플레이에 표시할 데이터 초기화

        // 현재 위치에 따라 표시할 문자 설정
        for (int j = 0; j < displaySize; j++) {
            if (i + j >= 0 && i + j < stringLength) { // 배열 범위 안에서
                displayData[j] = data[i + j]; // 현재 문자 설정
            }
        }

        display.setSegments(displayData); // 세그먼트 표시
        delay(500); // 0.5초 대기
    }
}

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