Мультиплексирование по методу Чарли tinyAVR

November 22, 2014 by admin Комментировать »

В последнее время этот метод мультиплексирования светодиодных дисплеев стал очень популярным из-за того, что он позволяет управлять N – (Ν – 1) светодиодами при помощи N линий ввода/вывода. Заметим, что стандартное мультиплексирование (описанное в предыдущих разделах) управляет гораздо меньшим количеством светодиодов. В табл. 3.1 указано число светодиодов, которым можно управлять при помощи метода Чарли и стандартного мультиплексирования (распределив имеющиеся N линий ввода/вывода между строками и столбцами). В табл. 3.1 также приведен средний ток через светодиоды (в процентах от максимального тока).

Таблица 3.1. Сравнение метода Чарли и обычного мультиплексирования

N

(число

линий

ввода/

вывода)

Максимальное число светодиодов, управляемых при помощи мультиплексирования

Средний ток при мультиплексировании, %

Число

светодиодов, управляемых при помощи метода Чарли

Средний ток при управлении по методу Чарли, %

2

2

100

2

50

3

3

100

6

16,67

4

4

50

12

8,33

5

6

50

20

5

6

9

33

30

3,33

7

12

33

42

2,4

8

16

25

56

1,78

9

20

25

72

1,38

10

25

20

90

1,11

Недостаток метода Чарли — уменьшение среднего рабочего тока, который идет через светодиоды, поэтому для поддержания нужной яркости необходимо пропорционально повышать пиковый ток через светодиоды (который при этом может быстро достичь максимального пикового значения для светодиодов). Тем не менее, метод Чарли вполне подходит при количестве линий ввода/вывода не более десяти (что позволяет управлять 90 светодиодами). Для управления таким же числом светодиодов при помощи стандартного мультиплексирования потребуется 19 линий ввода/вывода.

Метод Чарли использует высокоимпедансное состояние линий ввода/вывода ("состояние Ζ") современных микроконтроллеров. Чтобы понять работу дисплея, мультиплексируемого по методу Чарли, обратимся к рис. 3.17, на котором показан микроконтроллер с тремя контактами ввода/вывода и шестью подключенными светодиодами.

Рис. 3.17. Принцип управления по методу Чарли

Чтобы включить светодиод D1, на контакте Pinl выставляется 1, на Pin2— О, а на Pin3 — состояние "Ζ" (третье, высокоимпедансное состояние). Большинство современных микроконтроллеров (таких, как AVR) позволяет выходному контакту работать в одном из трех состояний: логическая единица, логический нуль и "Ζ". Для включения светодиода D2: Pin2 выставляется в логическую 1, Pin3— в О, a Pinl — b."Z". В табл. 3.2 показано состояние контактов для включения всех светодиодов.

Таблица 3.2. Пример мультиплексирования по методу Чарли

Номер светодиода

Pinl

Pin2

Pin3

D1

1

0

ζ

D2

Z

1

0

D3

1

ζ

0

D4

Z

0

1

D5

0

1

ζ

D6

0

ζ

1

В отличие от обычного дисплея, где активизируется целая строка (или столбец) светодиодов, в дисплее, мультиплексируемом по методу Чарли, включается по одному светодиоду. То есть средний ток через светодиоды равен

общее число светодиодов, N— число выводов. Кроме того, в такой дисплей трудно включить дополнительные усиливающие ток элементы, поэтому пиковый ток определяется возможностями микроконтроллера. Для микроконтроллеров AYR максимальный ток (который может выдать или принять контакт) равен 40 мА. На рис. 3.29 ток светодиода идет через два резистора R. Если напряжение питания равно С/ип и напряжение включения светодиода равно i/LED> то:

Поскольку и светодиод

красный (t/Led = 2 В), то значение R = 37,5 Ом и в качестве R можно взять резистор со стандартным сопротивлением 39 Ом.

Управление светодиодами по методу Чарли полезно, когда применяются маленькие микроконтроллеры с ограниченным числом выводов. Однако микроконтроллеры не предназначены для выдачи больших токов, поэтому данный метод не рекомендуется использовать больше чем для шести выводов (т. е. для управления больше, чем 30 светодиодами). При 30 светодиодах средний ток окажется примерно 1 мА, что годится только для небольших устройств. В некоторых проектах данной главы мы применяем метод Чарли.

Источник: Гадре, Д., Занимательные проекты на базе микроконтроллеров tinyAVR / Дхананья Гадре, Нигул Мэлхотра: Пер. с англ. — СПб.: БХВ-Петербург, 2012. — 352 с.: ил. — (Электроника)

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