Одноразрядные семисегментные индикаторы на микроконтроллере

February 17, 2014 by admin Комментировать »

Глаз человека по природе является биологическим приёмником световой информации. Однако, в отличие от животных, человекспособен не только фиксировать наличие или отсутствие свечения, но и осмысливать наблюдаемые данные, к примеру, символы на экране семисегментного индикатора.

Первые светодиодные семисегментные индикаторы были сделаны на фирмах Monsanto и Hewlett-Packard в 1968 г. Как следует из названия, индикаторы содержат семь светодиодных сегментов, которые располагаются по контуру стилизованной цифры «8» (Рис. 2.18). На жаргоне — «индикатор-восьмёрка».

Рис. 2.18. Расположение сегментов в семисегментном индикаторе:

а)                                 с одной точкой; б) с двумя точками.

Маркируются сегменты большими или малыми буквами латинского алфавита A…J в строго определённом порядке. Надо знать, что бывают индикаторы с десятичными точками и без, а также неполные «восьмёрки» с числом сегментов 2…6.

Электрическое соединение сегментов внутри индикатора производится по двум схемам: с общим анодом и с общим катодом. Каждый сегмент — это отдельный единичный светодиод со стандартными электрическими параметрами, зависящими от его цвета и материала изготовления. В «крупногабаритных» моделях для повышения яркости и площади свечения каждый сегмент составляется из 2…4 последовательно включённых излучателей.

Учитывая большое разнообразие вариантов цоколевки выводов, условные обозначения семисегментных индикаторов будут обезличенными (Рис. 2.19, а, б). Однако в каждой конкретной схеме (Рис. 2.20, а…и) надо смотреть даташиты.

Рис. 2.19. Условное обозначение семисегментных индикаторов: а) с общим анодом; б) с общим катодом.

Рис. 2.20. Схемы подключения семисегментных индикаторов к MK (начало):

а) стандартная схема с раздельным включением/выключением сегментов. При ВЫСОКОМ уровне на выходе MK соответствующий сегмент светится, при НИЗКОМ — погашен. Сопротивление резисторов R1..R8 выбирается так, чтобы суммарный ток через все линии MK при ВЫСОКОМ выходном уровне не превышал допустимое по даташиту MK значение, как правило,

100..       .300 мА;

б) аналогично Рис. 2.20, а, но для индикатора HG1 с общим анодом. При НИЗКОМ уровне на выходе MK соответствующий сегмент светится, при ВЫСОКОМ — погашен;

в) вместо восьми резисторов, как на Рис. 2.20, а, применяется один, но меньшего сопротивления. Как следствие, цифры с большим и малым числом сегментов будут иметь разную яркость, например, «1» и «8». Чтобы выровнять яркости, применяют циклы импульсов с одинаковой длительностью, но с разной частотой. Например, для высвечивания цифры «4» выдаётся «бегущая единица» по сегментам «Ь», «с», «f», «g» со средней частотой. Для цифры «8» частота будет максимальная, а для цифры «1» — минимальная, но выше 25 Гц, чтобы глаз не замечал мерцание;

г) аналогично Рис. 2.20, б, но для индикатора HG1 с общим анодом. Вместо «бегущей единицы» формируется «бегущий нуль»;

д) поочерёдная смена изображения букв «С» и «Р» на индикаторе HG1 при противофазных сигналах на двух выходах MK. Сегменты «а», «е», «f» светятся постоянно. Сегменты «Ь», «g» и «d» коммутируются в противофазе. Вместо двух линий MK можно использовать только одну, а другую заменить транзисторным ключом или логическим инвертором; О

О Рис. 2.20. Схемы подключения семисегментных индикаторов к MK (окончание):

е) подключение яркого индикатора HG1 к источнику повышенного напряжения +9…+ 12 В. Если сегменты индикатора потребляют большой ток, например, 50 мА, то следует уменьшить сопротивление резисторов  и увеличить их мощность. Сборка транзисторных ключей DA 1 может быть заменена аналогичной зарубежной ULN2003 или отдельными транзисторами KT817 с резисторами 1…10 кОм между базой и соответствующей линией MK;

ж) регулирование яркости свечения индикатора HG1 через элементы VT1, DA1. В дневное время яркость автоматически увеличивается за счёт изменения сопротивления фоторезистора R11. Возможна оперативняа ручная регулировка переменным резистором R9. Резистор R10 ограничивает ток через фоторезистор Л/7, когда он ярко освещён и имеет низкое сопротивление;

з) сокращение числа выходных линий MK за счёт специализированного дешифратора DD1, имеющего выходы с открытым коллектором;

и) аналогично Рис. 2.20, з, но с другим типом дешифратора DD1, который допускает в нагрузке повышенное до.15 В напряжение. Сегмент «h» (точка) управляется транзисторным ключом VT1, поскольку в дешифраторе не предусмотрен восьмой выход. Замена микросхемы DD1 — 74LS249.

Источник: Рюмик, С. М., 1000 и одна микроконтроллерная схема. Вып. 2 / С. М. Рюмик. — М.:ЛР Додэка-ХХ1, 2011. — 400 с.: ил. + CD. — (Серия «Программируемые системы»).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты