Drejtues DIY 4xN LED: 6 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:15

Ekranet LED përdoren gjerësisht në sisteme duke filluar nga orë dixhitale, numërues, kohëmatës, matës elektronik, kalkulatorë bazë dhe pajisje të tjera elektronike të afta për të shfaqur informacion numerik. Figura 1 përshkruan një shembull të një ekrani LED me 7 segmente i cili mund të tregojë numra dhe karaktere dhjetore. Meqenëse secili segment në ekranin LED mund të kontrollohet individualisht, ky kontroll mund të kërkojë shumë sinjale, veçanërisht për shifra të shumta. Ky udhëzues përshkruan një zbatim të bazuar në GreenPAK për të drejtuar shifra të shumëfishta me një ndërfaqe I2C me 2 tela nga një MCU.

Më poshtë kemi përshkruar hapat e nevojshëm për të kuptuar se si çipi GreenPAK është programuar për të krijuar drejtuesin LED 4xN. Sidoqoftë, nëse thjesht doni të merrni rezultatin e programimit, shkarkoni softuerin GreenPAK për të parë Skedarin e Dizajnit të GreenPAK të përfunduar tashmë. Lidheni Kompletin e Zhvillimit GreenPAK me kompjuterin tuaj dhe goditni programin për të krijuar IC të personalizuar për drejtuesin LED 4xN.

Hapi 1: Sfondi

Ekranet LED ndahen në dy kategori: Anoda e zakonshme dhe Katoda e zakonshme. Në një konfigurim të zakonshëm të anodës, terminalet e anodës shkurtohen së bashku së bashku siç tregohet në Figurën 2. Për të ndezur LED, terminali i zakonshëm i anodës është i lidhur me tensionin e furnizimit të sistemit VDD dhe terminalet katodë janë të lidhur me tokën përmes rezistencave kufizuese aktuale.

Një konfigurim i zakonshëm i katodës është i ngjashëm me një konfigurim të zakonshëm të anodës përveçse terminalet e katodës shkurtohen së bashku siç tregohet në Figurën 3. Për të ndezur ekranin e zakonshëm LED të katodës, terminalet e zakonshëm të katodës janë të lidhur me tokën dhe terminalet e anodës janë të lidhura me sistemin tensionit të furnizimit VDD përmes rezistencave kufizuese të rrymës.

Një ekran LED i shumëfishtë me shifra N mund të merret duke bashkuar N ekranet LED individualë me 7 segmente. Figura 4 paraqet një shembull të një ekrani LED 4x7 të marrë duke kombinuar 4 ekrane individualë me 7 segmente në një konfigurim të zakonshëm të anodës.

Siç shihet në Figurën 4, secila shifër ka një kunj të përbashkët anodi / aeroplan që mund të përdoret për të mundësuar individualisht secilën shifër. Kunjat e katodës për secilin segment (A, B,… G, DP) duhet të shkurtohen së bashku nga jashtë. Për të konfiguruar këtë ekran LED 4x7, përdoruesi kërkon vetëm 12 kunja (4 kunja të zakonshme për secilën shifër dhe 8 segmente) për të kontrolluar të gjitha 32 segmentet e ekranit të shumëfishtë 4x7.

Dizajni GreenPAK, i detajuar më poshtë, tregon se si të gjeneroni sinjale kontrolli për këtë ekran LED. Ky dizajn mund të zgjerohet për të kontrolluar deri në 4 shifra dhe 16 segmente. Ju lutemi shihni seksionin Referencat për një lidhje me skedarët e dizajnit të GreenPAK të disponueshëm në faqen e internetit të Dialog.

Hapi 2: Dizajni i GreenPAK

Dizajni GreenPAK i paraqitur në Figurën 5 përfshin gjenerimin e sinjalit të segmentit dhe shifrave në një dizajn. Sinjalet e segmentit gjenerohen nga ASM dhe sinjalet e përzgjedhjes së shifrave krijohen nga zinxhiri DFF. Sinjalet e segmentit lidhen me kunjat e segmentit përmes rezistencave kufizuese aktuale, por sinjalet e përzgjedhjes së shifrave janë të lidhura me kunjat e zakonshëm të ekranit.

Hapi 3: Gjenerimi i Sinjalit Shifror

Siç përshkruhet në seksionin 4, çdo shifër në një ekran të shumëfishtë ka një aeroplan të veçantë. Në GreenPAK, sinjalet për secilën shifër gjenerohen nga zinxhiri i brendshëm DFF i drejtuar nga oshilatori.

Këto sinjale drejtojnë kunjat e zakonshme të ekranit. Figura 6 shfaq sinjalet e përzgjedhjes së shifrave.

Kanali 1 (i verdhë) - kunja 6 (shifra 1)

Kanali 2 (E gjelbër) - Kodi 3 (Shifra 2)

Kanali 3 (Blu) - Pin 4 (Shifra 3)

Channel 4 (Magenta) - Pin 5 (Shifra 4)

Hapi 4: Gjenerimi i sinjalit të segmentit

GreenPAK ASM gjeneron modele të ndryshme për të drejtuar sinjalet e segmentit. Një 7.5ms kundër cikleve kundër gjendjeve ASM. Meqenëse ASM është i ndjeshëm ndaj nivelit, ky model përdor një sistem kontrolli që shmang mundësinë e kalimit të shpejtë të gjendjeve të shumta gjatë periudhës së lartë të orës 7.5ms. Ky zbatim specifik mbështetet në gjendjet ASM të njëpasnjëshme të kontrolluara nga polaritetet e orës së përmbysur. Si sinjalet segment ashtu edhe ato shifrore gjenerohen nga i njëjti oshilator i brendshëm 25kHz.

Hapi 5: Konfigurimi ASM

Figura 7 përshkruan diagramin e gjendjes së ASM. Gjendja 0 kalon automatikisht në gjendjen 1. Një kalim i ngjashëm ndodh nga shteti 2 në gjendjen 3, shteti 4 në shtetin 5 dhe gjendja 6 në shtetin 7. Të dhënat nga shteti 0, gjendja 2, gjendja 4 dhe gjendja 6 mbërthehen në çast duke përdorur DFF 1, DFF 2 dhe DFF 7 siç tregohet në Figurën 5, para se ASM të kalojë në gjendjen tjetër. Këto DFF mbërthejnë të dhënat nga gjendjet e barabarta të ASM, gjë që i mundëson përdoruesit të kontrollojë një ekran të zgjatur 4x11/4xN (N deri në 16 segmente) duke përdorur ASM të GreenPAK.

Çdo shifër në një ekran 4xN kontrollohet nga dy gjendje të ASM. Gjendja 0/1, Gjendja 2/3, Gjendja 4/5 dhe Gjendja 6/7 kontrollojnë përkatësisht Shifrën 1, Shifrën 2, Shifrën 3 dhe Shifrën 4. Tabela 1 përshkruan gjendjet ASM së bashku me adresat e tyre përkatëse RAM për të kontrolluar secilën shifrore.

Çdo gjendje e RAM -it ASM ruan një bajt të dhënash. Pra, për të konfiguruar një ekran 4x7, tre segmente të Shifrës 1 kontrollohen nga Gjendja 0 e ASM dhe pesë segmente të Shifrës 1 kontrollohen nga Shteti 1 i ASM. Si rezultat, të gjithë segmentet e secilës shifër në ekranin LED merren duke bashkuar segmentet nga dy gjendjet e tyre përkatëse. Tabela 2 përshkruan vendndodhjen e secilit prej segmenteve të Shifrës 1 në RAM ASM. Në mënyrë të ngjashme, Shteti ASM 2 deri në Shtetin 7 respektivisht përfshin vendndodhjet e segmentit nga Shifra 2 në Shifrën 4.

Siç shihet nga Tabela 2, OUT 3 deri OUT 7 segmente të Gjendjes 0 dhe OUT 0 deri OUT 2 segmente të Gjendjes 1 janë të papërdorura. Dizajni GreenPAK në Figurën 5 mund të kontrollojë një ekran 4x11 duke konfiguruar segmentet OUT 0 në OUT 2 të të gjitha gjendjeve të çuditshme të ASM. Ky dizajn mund të zgjerohet më tej për të kontrolluar një ekran të zgjeruar 4xN (N deri në 16 segmente) duke përdorur më shumë qeliza logjike DFF dhe GPIO.

Hapi 6: Testimi

Figura 8 tregon skemën e testit të përdorur për të shfaqur numrat dhjetorë në ekranin LED me segment 4x7. Një Arduino Uno përdoret për komunikimin I2C me regjistrat RAM të GreenPAK -ut ASM. Për më shumë informacion mbi komunikimin I2C, ju lutemi referojuni [6]. Kunjat e zakonshme të anodës së ekranit janë të lidhura me GPIO -të e zgjedhjes së shifrave. Kunjat e segmentit janë të lidhur me ASM përmes rezistencave kufizuese aktuale. Madhësia e rezistencës kufizuese të rrymës është në përpjesëtim të kundërt me shkëlqimin e ekranit LED. Përdoruesi mund të zgjedhë forcën e rezistencave kufizuese aktuale në varësi të rrymës mesatare maksimale të GPIO të GreenPAK dhe rrymës maksimale DC të ekranit LED.

Tabela 3 përshkruan numrat dhjetorë 0 deri në 9 në format binar dhe heksadecimal që do të shfaqen në ekranin 4x7. 0 tregon se një segment është ON dhe 1 tregon se segmenti është OFF. Siç tregohet në Tabelën 3, dy bajt kërkohen për të shfaqur një numër në ekran. Duke ndërlidhur Tabelën 1, Tabelën 2 dhe Tabelën 3, përdoruesi mund të modifikojë regjistrat RAM të ASM për të shfaqur numra të ndryshëm në ekran.

Tabela 4 përshkruan strukturën komanduese I2C për Shifrën 1 në ekranin LED 4x7. Komandat I2C kërkojnë një bit të fillimit, bajt të kontrollit, adresën e fjalës, bajt të të dhënave dhe bit ndalues. Komanda të ngjashme I2C mund të shkruhen për Shifrat 2, Shifrat 3 dhe Shifrat 4.

Për shembull, për të shkruar 1234 në ekranin LED 4x7, shkruhen komandat e mëposhtme I2C.

[0x50 0xD0 0xF9 0xFF]

[0x50 0xD2 0xFC 0xA7]

[0x50 0xD4 0xF8 0xB7]

[0x50 0xD6 0xF9 0x9F]

Duke shkruar vazhdimisht të tetë bajtët e ASM, përdoruesi mund të modifikojë modelin e shfaqur. Si shembull, një kod kundër është përfshirë në skedarin ZIP të shënimit të aplikacionit në faqen e internetit të Dialog.

Përfundimet

Zgjidhja GreenPAK e përshkruar në këtë Udhëzues i mundëson përdoruesit të minimizojë koston, numrin e komponentëve, hapësirën e bordit dhe konsumin e energjisë.

Shumicën e rasteve MCU -të kanë numër të kufizuar të GPIO -ve, kështu që shkarkimi i GPIO -ve që drejtojnë LED në një GreenPAK IC të vogël dhe të lirë i mundëson përdoruesit të kursejë IO për funksione shtesë.

Për më tepër, IC -të GreenPAK janë të lehta për tu testuar. RAM ASM mund të modifikohet me një klik të disa butonave në GreenPAK Designer Software, që tregon modifikime fleksibël të projektimit. Duke konfiguruar ASM siç përshkruhet në këtë Udhëzues, përdoruesi mund të kontrollojë katër ekrane LED të segmentit N me deri në 16 segmente secila.