Семисегментные ЖК-модули в схемах на микроконтроллере

February 11, 2014 by admin Комментировать »

Если объединить несколько одноразрядных семисегментных ЖКИ в одном корпусе, то получится многоразрядный ЖКИ. А если добавить к нему микросхему управляющего контроллера, то получится семисегментный ЖК-модуль. От типа контроллера в модуле зависит число линий связи с внешним миром, система команд и алгоритм программы MK.

Применение «интеллектуального» ЖКИ избавляет пользователя от массы трудностей. Во-первых, не надо периодически регенерировать информацию на экране, во-вторых, не надо заботиться о точной скважности сигнала меандра на подложке, в-третьих, значительно экономятся линии портов MK, в-четвёртых, упрощается программное обеспечение.

Сколько фирм-разработчиков семисегментных ЖК-модулей, столько и стандартов. Познакомиться с одним из них предлагается на примере продукции фирмы Holtek Semiconductor. Для ЖКИ она выпускает следующие контроллеры:

•                 HT162x…HT167x (RAM Mapping LCD Controller);

•                 HT161x (Telephony LCD Driver).

Контроллеры семейства HT162x…HT167x имеют встроенную матрицу памяти на 128…768 сегментов и применяются в специализированных ЖКИ, устанавливаемых в бытовую технику с уникальным дизайном — в автомагнитолы, радиоприёмники и т.д. Внутри модуля находится БИС контроллера, например, HT1621 (Рис. 2.35) и экранная панель, снаружи подпаивается кварцевый резонатор и резистор. Связь MK с ЖК-модулем производится через интерфейс CS, WR, DATA.

Рис. 2.35. Схема подключения семисегментного ЖК-модуля с контроллером HT1621 [2-47].

Электрические параметры контроллеров HT1620…H1626: напряжение питания 2.4…3.3 B/2.7…5.2 В, ток потребления 150…600 МК А, частота звука 2…4 кГц (сигнал «BZ» для пьезодинамика), нагрузка по выходам не более 2.6 мА, максимальная частота синхроимпульсов последовательного интерфейса 75…300 кГц.

Достоинства ЖК-модулей с контроллерами HT162x: стандартные КМОП входы/выходы, высокое быстродействие, произвольный доступ к любым сегментам.

Недостатки: относительно высокая стоимость и необходимость всякий раз приспосабливаться к уникальному дизайну устройства. Подобные ЖК-модули хорошо смотрятся при массовом производстве, но для любительских поделок надо бы присмотреть что-то попроще и подоступнее.

Контроллеры семейства HT161x широко применяются в ЖК-экранах кнопочных телефонных аппаратов. Обычно они достаются радиолюбителям бесплатно, как «утешительный приз» при неудачном ремонте телефона у соседей или в качестве презента от знакомых и родственников.

Внутри ЖК-модуля находится БИС контроллера, «часовой» кварцевый резонатор и экран индикатора (Рис. 2.36). Количество знакомест 8…16 зависит от модели БИС. Управление индикацией осуществляется через последовательный интерфейс (подробности в [2-48]), при этом отображаются цифры «0»…«9», буквы «Р», «F» и три спецсимвола с чёрточками. Если на вход НК подать ВЫСОКИЙ уровень, то индикатор переходит в режим часов/таймера. И только после этого начинают функционировать кнопки, замыкающие входы «Sl», «S2», «12/24», «TMR» на цепь питания KDD.

Рис. 2.36. Структурная схема семисегментного ЖК-модуля с контроллером HT161x.

Электрические параметры контроллеров HT1610…HT1616: питание 1.2…1.7 В, средний ток потребления 0.1…3 МК А, входные сигналы не должны превышать напряжение питания больше, чем на 0.3 В.

Существует большое количество семисегментных ЖК-модулей производства «третьих фирм» (Third Party), у которых система команд совместима с HT161x, например, KO-4B2, WM-1611 и т.д. Однако нумерация выводов у них разная. Более того, разработчики вводят в модули дополнительные контактные площадки, в частности, для недокументированных выходных импульсов INT, COl, TIC.

Если в маркировке сигналов на печатной плате встречаются надписи «НК», «DI», «SK» вместо «НК», «DI», «SK», на это не стоит обращать внимание, обычная небрежность. Полярность сигналов в разных ЖК-модулях унифицирована.

На Рис. 2.37, а…и показаны схемы подключения «телефонных» ЖК-модулей семейства HT161x, как наиболее доступных для радиолюбителей. Их популярность заключается в малой стоимости, экономичности по току потребления. Недостатки: слишком низкое (по сравнению с MK) напряжение питания, невысокое быстродействие, малый угол обзора, отсутствие индикации десятичных точек.

Рис. 2.37. Схемы подключения семисегментных ЖК- модулей с контроллерами семейства HT161x к MK (начало):

а)         нумерация выводов ЖК-модуля HG1 может отличаться от приведенной. Батарея GB1 без выключателя, поскольку ток потребления HG1 соизмерим с током саморазряда батареи. Согласование уровней производится резистивными делителями R1…R6. Встречаются следующие варианты: Д,…Д3 = 100 кОм, R4…R6 = 43 кОм или Я,…Я3 = 36 кОм, R4…R6 = 18 кОм; О

О Рис. 2.37. Схемы подключения семисегментных ЖК-модулей с контроллерами семейства

HT161 x к M К (продолжение):

б)для питания MK используется отдельный удвоитель напряжения A1, собранный, например, на микросхеме КР1146ПН1 или MAX756. Предполагается, что конденсаторы фильтра по входу и выходу находятся внутри блока A1. Согласование уровней MK и ЖКИ HG1 производится резисторами R1, Д2иквазиоткрытой линией порта. Выводы «Sl», «S2», «TMR», «12/24» индикатора HG1 подключаются к общему проводу с целью уменьшения внешних наводок. На практике их можно оставлять свободными, поскольку внутри #G7, как правило, имеются высокоомные подтягивающие «pull-up» резисторы;

в) поскольку ток потребления индикатора HG1 составляет единицы микроампер, то питание на него можно подавать с линии MK. Резистором Я2регулируется констрастность изображения ЖКИ путём подбора оптимального напряжения питания 1.5… 1.65 В. При более низком напряжении — цифры блёклые, а при более высоком — начинают светиться погашенные сегменты;

г)транзистор VT1 выступает в качестве регулируемого стабилитрона. Резистором R1 устанавливается напряжение питания индикатора HG1 около 1.6 В. Согласование уровней с MK осуществляется резисторами R3, R4. Делители напряжения отсутствуют, что годится не для всех типов индикаторов (проверяется податашиту). Резисторы R3, Л4ограничиваюттоки, протекающие через внутренние защитные диоды ЖК-модуля при ВЫСОКОМ входном напряжении;

д) стабилизация питания индикатора HG1 светодиодом HL1. Резистором R1 подбирается оптимальная контрастность, при этом индикатор HL1 светится тускло (если вообще светится). Конденсатор С/ не обязателен, но весьма полезен в эксплуатации. При кратковременных просадках питания он ещё некоторое время может поддерживать видимость символов на экране; О

О Рис. 2.37. Схемы подключения семисегментных ЖК-модулей с контроллерами семейства

HT161x к MK (окончание):

е) диодная стабилизация контрастности изображения предполагает подбор не только количества последовательно включённых диодов VD1..VD3, но и замена их диодами Шоттки;

ж) резистором Я2 регулируется контрастность. Конденсатор C1 уменьшает импеданс в цепи питания индиктора HG1 и снижает электромагнитные помехи;

з) простейший вариант питания, при котором вторым плечом делителя напряжения является внутреннее сопротивление ЖК-модуля HG1 между цепями VDD и Kss. Конденсатор С/ стабилизирует контрастность изображения при колебаниях тока потребления ЖКИ;

и) микросхема DA1 обеспечивает стабильное питание ЖК-модуля, но ценой повышенного расхода тока и усложнения схемы. Напряжение + 1.5…+1.65 В можно также использовать как внешний ИОН для АЦП, как среднюю точку для ОУ и т.д.

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