ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Màn hình LED ma trận. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / ánh sáng Khi phát triển một thiết bị dựa trên vi điều khiển, vấn đề lựa chọn thiết bị hiển thị thông tin hầu như luôn nảy sinh. Nếu bạn cần hiển thị các chữ cái, số và các ký hiệu có độ sáng cao, kích thước lớn khác trên chỉ báo thì giải pháp tốt nhất thường là màn hình LED ma trận. Bài viết này thảo luận về một mô-đun của màn hình như vậy được tác giả phát triển cho tám người quen. Nó có thể làm việc với nhiều nguồn thông tin khác nhau, nhận dữ liệu từ chúng để hiển thị qua giao diện TWI (I2C). Nguyên mẫu của bộ điều khiển ma trận LED là chip MAX6953. Mô-đun được mô tả được thiết kế để thay thế cho mô-đun LCD, nhược điểm chính là khả năng đọc thông tin hiển thị kém do kích thước ký tự nhỏ và độ tương phản hình ảnh không đủ. Ngoài ma trận LED, mô-đun này còn chứa bộ điều khiển vi điều khiển chuyển đổi mã ký tự và thông tin điều khiển nhận được từ thiết bị bên ngoài thành tín hiệu điều khiển LED. Bộ tạo ký tự của mô-đun chứa các ký tự có mã $20-$7F, theo bảng mã ASCII (dấu chấm câu, số, chữ cái Latinh và một số ký hiệu khác) và với các mã $A8, $B8, $00-$FF (chữ cái tiếng Nga trong theo bảng mã CP1251). Nếu muốn, bộ ký hiệu được hiển thị có thể được bổ sung bằng cách thêm hình ảnh của các ký hiệu mới vào bảng tạo ký tự nằm trong chương trình vi điều khiển. Đã thực hiện "nhấp nháy" biểu tượng ở bất kỳ vị trí nào trong số tám địa điểm quen thuộc. Số quen thuộc và tần số nhấp nháy được xác định bởi nguồn thông tin. Độ sáng của đèn LED có thể được điều chỉnh tự động, tùy thuộc vào ánh sáng xung quanh hoặc bằng tay. Mô-đun kết nối với nguồn thông tin thông qua giao diện TWI (tôi2C). Nếu không có kết nối, thông báo “No Data!” sẽ hiển thị. Địa chỉ mô-đun trên bus TWI là $A0. Nếu cần thiết (ví dụ: nếu các thiết bị khác có cùng địa chỉ được kết nối với cùng một bus), nó có thể được thay đổi. Để thực hiện việc này, trong chương trình vi điều khiển mô-đun (tệp MATRIX_8D.asm), bạn cần tìm dòng .equ AddrTWI = $A0 và thay thế địa chỉ $A0 bằng một địa chỉ khác, sau đó dịch lại chương trình. Bộ điều khiển LED bao gồm hai nút, sơ đồ được hiển thị trong Hình. 1 và hình. 2. Các bảng nút được kết nối với nhau bằng cách kết nối các đầu nối X3 với X12, X4 với X9 và X6 với X7. Cáp từ nguồn thông tin được kết nối với đầu nối X2. Sau khi mô-đun được sản xuất, bộ vi điều khiển DD1 (ATmega1-8PU) được lập trình thông qua đầu nối X16. Mã từ tệp MATRIX_8D.hex phải được tải vào bộ nhớ FLASH của vi điều khiển và cấu hình của nó phải được lập trình theo Bảng. 1, trong đó các giá trị bit khác với giá trị do nhà sản xuất bộ vi điều khiển đặt sẽ được tô sáng bằng màu.
Bảng 1
Lưu ý.0 - chữ số được lập trình, 1 - chữ số không được lập trình. Các bảng này có tám nút A1-A8 (một nút cho mỗi màn hình quen thuộc), dưới sự điều khiển của vi điều khiển, tạo ra các tín hiệu được cung cấp cho cực âm kết hợp của mỗi hàng đèn LED trong ma trận quen thuộc. Tất cả các nút này đều giống hệt nhau và được lắp ráp theo sơ đồ trong Hình. 3. Mỗi chiếc chứa một vi mạch MC74HC595AD, có chức năng chuyển đổi mã nối tiếp do vi điều khiển cấp thành mã song song và một bộ bộ khuếch đại dòng thu hở sử dụng bóng bán dẫn tổng hợp (vi mạch ULN2803ADW). Cực âm của các dãy đèn LED có mức độ quen thuộc tương ứng được kết nối với từng đầu nối X1 của các nút A1-A8.
Chương trình vi điều khiển lần lượt chọn các nút A1-A8 để tải mã vào chúng, xuất mã từ O đến 0 (ít hơn một số so với số quen thuộc) đến đầu ra của vi điều khiển PC2-PC7 và xuất ra PC3 một tín hiệu cho phép hoạt động của bộ vi điều khiển. Bộ giải mã DD2 (xem Hình 1). Kết quả là, mức logic thấp được đặt ở đầu ra bộ giải mã tương ứng với mã, cho phép vi mạch DD1 được kết nối với nó (Hình 3) nhận mã nối tiếp do chương trình tạo ra ở đầu ra PB3 của vi điều khiển. Các tín hiệu được tạo ra ở đầu ra PD3-PD7 và được khuếch đại bởi bóng bán dẫn VT2-VT6 lần lượt cung cấp điện áp nguồn cho từng mạch trong số năm mạch nối các cực dương của cột LED ma trận. Các cột có cùng số lượng của tám vị trí quen thuộc được kết nối song song và bật đồng thời, khiến hiện tượng nhấp nháy của màn hình ít được chú ý hơn. Transitor VT1, được điều khiển bằng tín hiệu từ đầu ra PB0 của vi điều khiển, cho phép bạn tắt tất cả các đèn LED hiển thị cùng một lúc. Để cấp nguồn cho mô-đun hiển thị, đầu nối X8 được cung cấp điện áp 9 V, 50 Hz. Nó có thể được lấy từ bất kỳ máy biến áp giảm áp thích hợp nào. Tác giả đã sử dụng máy biến áp TP-132-3 có điện áp trên cuộn thứ cấp là 9 V với dòng tải 0,5 A. Điện áp xoay chiều chỉnh lưu cầu diode VD2. Bộ ổn định tích hợp DA1 cung cấp điện áp 5 V cho chip mô-đun. Một bộ ổn định có điện áp đầu ra có thể điều chỉnh được tích hợp trên bóng bán dẫn hiệu ứng trường VT8 và bộ ổn định song song DA2. Mạch được mô tả bởi I. Nechaev trong bài viết “Bộ ổn định có điện áp rơi tối thiểu nhỏ” đã được sử dụng. Đặt điện áp U sử dụng điện trở cắt R17sáng thông qua các bóng bán dẫn VT1-VT6, nó đi đến cực dương của đèn LED và xác định độ sáng của chúng. Ngoài ra, bóng bán dẫn hiệu ứng trường VT7 kiểm soát độ sáng. Cổng của nó được cung cấp điện áp từ bộ chia điện áp được hình thành bởi điện trở thay đổi R11, điện trở không đổi R12, R13 và điện trở quang R16. Điện trở của quang điện trở giảm khi độ chiếu sáng của nơi lắp đặt màn hình tăng lên. Kết quả là điện áp ở cổng Transistor VT7 tăng lên và nó mở ra làm giảm điện áp Usáng và độ sáng của đèn LED hiển thị. Biến trở R11 đặt giới hạn tối ưu cho việc thay đổi độ sáng tự động. Bằng cách loại bỏ jumper S1, có thể tắt tính năng điều khiển độ sáng tự động. Ma trận LED được đặt trên hai bảng giống hệt nhau được lắp ráp như trong Hình. 4 sơ đồ. Đầu nối X1 của bảng LED đầu tiên được kết nối với đầu nối X5 của bảng, sơ đồ của nó được hiển thị trong Hình. 1 và đầu nối X2-X5 - với đầu nối X1 của nút A1-A4 trên cùng một bảng. Tương tự, kết nối bảng đèn LED thứ hai với bảng có mạch điện như trong Hình. 2, sử dụng đầu nối X11 và đầu nối Xl của nút A5-A8. Thay vì các đèn LED rời rạc, để xây dựng màn hình, bạn có thể sử dụng ma trận tổng hợp tín hiệu LED làm sẵn với tổ chức gồm các phần tử 5x8 hoặc 5x7 có cực dương nối với các cột của ma trận. Chỉ cần lưu ý rằng ma trận 5x7 sẽ không cho phép bạn hiển thị đầy đủ tất cả các chữ cái tiếng Nga. Tất cả các bảng mạch in của mô-đun đều được làm bằng sợi thủy tinh hai mặt có độ dày 1,5 mm. Bản vẽ các dây dẫn mạch in của bảng chứa bộ vi điều khiển và các nút A1-A4 được hiển thị trong Hình. 5 và vị trí của các bộ phận trên đó như trong Hình. 6.
Bảng có các nút A5-A8 được làm theo bản vẽ trong Hình. 7, và các bộ phận được đặt trên đó theo Hình. 8. Trên cả hai bo mạch, ký hiệu vị trí của các bộ phận liên quan đến nút A1-A8 (bao gồm cả đầu nối) được cung cấp tiền tố khớp với số nút, ví dụ: 8DD1. Các đầu nối X5, X11 và 1X1-8X1 được đặt ở các cạnh của bảng đối diện với nơi lắp đặt các bộ phận còn lại. Điều này được thực hiện để thuận tiện cho việc kết nối trực tiếp của chúng với các đầu nối nằm trên bảng ma trận LED. Bản vẽ của các bảng này (hai trong số chúng giống hệt nhau) được hiển thị trong Hình. 9. Các đầu nối trên chúng được lắp ở phía đối diện với đèn LED. Tất cả các bo mạch đều sử dụng đầu nối PBS (cái) và PLS (pin) một hàng.
Ngoại lệ là X1, X2 (PLD-6) và X10 (PBD-4) hai hàng trên bảng điều khiển. Chương trình vi điều khiển DD1 lưu trữ các mã ký tự nhận được từ nguồn thông tin vào RAM, sau đó phân tích và tìm kiếm trong bảng tạo ký tự các mã tương ứng với hình ảnh của ký tự mong muốn để hiển thị. Một đoạn của bộ tạo ký tự, bao gồm 16 khối 2 ký tự, được đưa ra trong Bảng. XNUMX. Mỗi ký tự được mô tả bằng năm (theo số cột ma trận) mã nhị phân tám bit (theo số hàng ma trận). Các mã trong các mã này tương ứng với đèn LED đang bật và số XNUMX tương ứng với đèn LED đang tắt. Bảng 2
Chương trình viết lại mã hiển thị của biểu tượng vào các ô RAM, nơi chúng được lưu trữ tạm thời trước khi hiển thị. Mô-đun SPI phần cứng của bộ vi điều khiển sẽ đẩy từng mã này vào các thanh ghi nối tiếp của chip 74HC595 của các nút A1-A8 mà chúng được dự định sử dụng. Từ đây chúng được chuyển đến các thanh ghi lưu trữ bằng các tín hiệu được tạo ra ở đầu ra PB2 của bộ vi điều khiển. Tổng số cột LED trong màn hình tám chữ số là 5x8=40. Cần phải cập nhật thông tin trên đó với tần số ít nhất là 100 Hz, nếu không có thể xảy ra hiện tượng nhấp nháy. Do đó, không thể dành quá 1/100/40 = 0,00025 giây để ghi thông tin vào một cột - đây là 4000 chu kỳ tần số xung nhịp của bộ vi điều khiển là 16 MHz. Các yêu cầu ngắt chương trình với khoảng thời gian này được tạo ra bởi bộ định thời 64 bit của vi điều khiển với bộ chia tần số xung nhịp sơ bộ cho 62. Hệ số chuyển đổi bộ định thời được đặt thành 16000000. Tần số cập nhật thông tin thực tế bằng 64/62/40/ 100,8=XNUMX Hz. Bất cứ khi nào thông tin hiển thị trên màn hình cần được thay đổi, nguồn của nó phải truyền một gói địa chỉ và 7 byte thông tin đến mô-đun thông qua giao diện TWI. Byte địa chỉ phải chứa địa chỉ mô-đun có số 1 (dấu ghi) ở chữ số nhị phân có ý nghĩa nhỏ nhất. Tám byte thông tin đầu tiên chứa các mã ký tự sẽ được hiển thị theo thứ tự từ trái sang phải. Bốn bit trên của byte thứ chín phải chứa một số lớn hơn số dấu hiệu nhấp nháy trên màn hình 8 đơn vị (các số được đếm từ 50 đến XNUMX từ trái sang phải). Khi byte này được đặt thành XNUMX, đèn flash sẽ bị tắt. Khoảng thời gian nhấp nháy được xác định bởi số trong byte thứ mười, mỗi đơn vị tương ứng với XNUMX ms. Mô-đun hiển thị xác nhận với nguồn rằng nó đã nhận được địa chỉ chính xác và chín byte thông tin theo sau nó. Việc tiếp nhận byte thông tin thứ mười không được xác nhận, đây là dấu hiệu cho thấy gói đã được nhận. Sau đó, mô-đun lại sẵn sàng nhận gói tiếp theo. Trước khi nhận, thông tin đã nhận trước đó sẽ được hiển thị trên màn hình. Lỗi tiếp nhận không được xử lý trong chương trình vi điều khiển. Nếu nhận được mã của một ký tự không có trong bộ tạo ký tự, một dấu hỏi trong khung hình chữ nhật sẽ hiển thị trong không gian ký tự tương ứng. Không có lệnh hiển thị rõ ràng. Thay vào đó, một gói thông tin có tám ký tự khoảng trắng ($20) sẽ được truyền đi. Để ngăn mô-đun hiển thị khỏi bị treo, bộ đếm thời gian theo dõi được kích hoạt trong bộ vi điều khiển của nó. Nếu chương trình con điều khiển màn hình không được gọi trong vòng 32 mili giây, bộ vi điều khiển sẽ bị buộc về trạng thái ban đầu và quá trình thực hiện chương trình sẽ bắt đầu lại, như khi bật nguồn TRÊN. Sự xuất hiện của mô-đun hiển thị không có vỏ từ phía đèn LED được hiển thị trong Hình. 10, và từ phía lắp đặt vi mạch - trong Hình. 11. Trước khi bật kết cấu đã lắp ráp lần đầu tiên, cần đặt giá trị điện áp tối thiểu Usáng. Bộ điều khiển độ sáng tự động được điều chỉnh tùy thuộc vào điều kiện hoạt động của màn hình.
Vỏ mô-đun là của đầu phát video Philips. Các đường SDA và SCL được kết nối với mô-đun thông qua công tắc hai chiều, hai vị trí. Ở một vị trí, thông tin đến từ bất kỳ nguồn bên ngoài nào thông qua đầu nối bốn chân được lắp đặt trên thân mô-đun. Trong trường hợp thứ hai - từ một chiếc đồng hồ điện tử nằm trong cùng một hộp, được lắp ráp theo mạch như trong Hình. 12.
Đồng hồ được xây dựng trên bộ vi điều khiển ATmega8535-16PU (DD1) và chip DS1307 (DD2) - đồng hồ thời gian thực với giao diện I2C. Để giao tiếp với DD2, bộ vi điều khiển DD1 sử dụng cùng một bus hai dây để truyền thông tin đến mô-đun hiển thị. Nhưng địa chỉ của chip ($D0) và mô-đun ($A0) trên bus là khác nhau, điều này giúp bộ vi điều khiển đồng hồ có khả năng phân biệt giữa chúng. Cũng cần đảm bảo rằng các địa chỉ không trùng nhau khi kết nối mô-đun hiển thị với các nguồn thông tin khác. Mã từ tệp MasterDevice.hex được nhập vào bộ nhớ FLASH của vi điều khiển đồng hồ và cấu hình được lập trình theo bảng. 3. Như trong bảng. 1, các trạng thái phóng điện khác với trạng thái do nhà sản xuất đặt ra sẽ được tô sáng bằng màu. Bảng 3
Lưu ý. 0 - chữ số được lập trình, 1 - chữ số không được lập trình. Đồng hồ có bảy nút điều khiển. Mục đích của họ: SB1 - đặt bộ vi điều khiển về trạng thái ban đầu, khởi động lại chương trình; SB2 - chuyển sang chế độ cài đặt ngày giờ. “Thời gian” xuất hiện nhanh trên màn hình. Sau đó, tên của sổ đăng ký có nội dung cần thay đổi và giá trị ghi trong đó sẽ được hiển thị; SB3 - chuyển từ chế độ hiển thị thời gian hiện tại sang chế độ hiển thị ngày. Trong chế độ cài đặt ngày và giờ - chuyển sang thanh ghi có địa chỉ thấp hơn, được hiển thị trên màn hình; SB4 - chuyển từ chế độ cài đặt ngày giờ sang chế độ hiển thị thời gian hiện tại. Khi bạn nhấn nút này, bộ tạo đồng hồ bên trong sẽ khởi động, việc đếm giây bắt đầu từ XNUMX. Màn hình hiển thị nhanh “Sẵn sàng”; SB5 - ghi một giá trị mới vào thanh ghi, màn hình hiển thị nhanh thông báo “Viết”; SB6 - tăng giá trị ghi vào thanh ghi đã chọn, quá trình ghi sẽ tự xảy ra khi bạn nhấn nút SB5; SB7 - chuyển từ chế độ hiển thị ngày sang chế độ hiển thị thời gian hiện tại. Trong chế độ cài đặt ngày và giờ - giảm giá trị ghi vào thanh ghi đã chọn; quá trình ghi sẽ tự xảy ra khi bạn nhấn nút SB5. Có thể tải xuống các chương trình dành cho mô-đun hiển thị và bộ vi điều khiển đồng hồ từ ftp://ftp.radio.ru/pub/2014/06/disp.zip. Tác giả: N. Salimov Xem các bài viết khác razdela ánh sáng. Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này. Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất: Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con
06.05.2024 Loa không dây Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang
05.05.2024
Tin tức thú vị khác: ▪ Côn trùng đang biến mất trên thế giới ▪ Bộ tăng tốc KFA2 GeForce GTX 960 EXOC White Edition ▪ Điện thoại thông minh HTC One max ▪ Tháp pháo laser cho máy bay chiến đấu ▪ Người lớn đánh giá trẻ theo lời nói Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới
Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí: ▪ phần của trang web Từ có cánh, đơn vị cụm từ. Lựa chọn bài viết ▪ Bài viết của Robbinson. biểu hiện phổ biến ▪ bài viết Làm thế nào để một con bạch tuộc di chuyển? đáp án chi tiết ▪ Điều hành viên cho việc ngâm tẩm của vật liệu phải đối mặt. Hướng dẫn tiêu chuẩn về bảo hộ lao động ▪ bài viết T-contour. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Để lại bình luận của bạn về bài viết này: Tất cả các ngôn ngữ của trang này Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web www.diagram.com.ua |