DIY 4xN LED Sürücü: 6 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:44

LED ekranlar rəqəmsal saatlar, sayğaclar, taymerlər, elektron sayğaclar, əsas kalkulyatorlar və rəqəmsal məlumatları göstərə bilən digər elektron cihazlardan tutmuş sistemlərdə geniş istifadə olunur. Şəkil 1, ondalık ədədləri və simvolları göstərə bilən 7 seqmentli LED displey nümunəsini göstərir. LED ekrandakı hər bir seqment ayrı -ayrılıqda idarə oluna bildiyindən, bu idarəetmə xüsusən birdən çox rəqəm üçün bir çox siqnal tələb edə bilər. Bu Təlimat, MCU-dan 2 telli I2C interfeysi ilə çoxsaylı rəqəmləri idarə etmək üçün GreenPAK ™ əsaslı tətbiqini təsvir edir.

Aşağıda, GreenPAK çipinin 4xN LED sürücüsünü yaratmaq üçün necə proqramlaşdırıldığını anlamaq üçün lazım olan addımları təsvir etdik. Ancaq proqramlaşdırmanın nəticəsini əldə etmək istəyirsinizsə, artıq tamamlanmış GreenPAK Dizayn Faylına baxmaq üçün GreenPAK proqramını yükləyin. GreenPAK İnkişaf Kitini kompüterinizə qoşun və 4xN LED sürücüsü üçün xüsusi IC yaratmaq üçün proqramı vurun.

Addım 1: Arxa plan

LED ekranlar iki kateqoriyaya bölünür: Ümumi Anod və Ümumi Katod. Ümumi bir anod konfiqurasiyasında, anod terminalları Şəkil 2 -də göstərildiyi kimi daxili olaraq qısaldılır. LED -i yandırmaq üçün ümumi anod terminalı VDD sistem təchizatı gərginliyinə və katod terminalları cərəyanı məhdudlaşdıran rezistorlar vasitəsilə yerə qoşulur.

Ümumi bir katot konfiqurasiyası, şəkil 3 -də göstərildiyi kimi katot terminallarının qısaldılması istisna olmaqla, ümumi bir anod konfiqurasiyasına bənzəyir. Ümumi katot LED ekranını açmaq üçün ümumi katot terminalları yerə, anod terminalları isə sistemə qoşulur. cərəyan məhdudlaşdıran rezistorlar vasitəsilə VDD təchizatı.

N fərdi çox seqmentli LED displey, N fərdi 7 seqmentli LED displeyləri birləşdirərək əldə edilə bilər. Şəkil 4, ümumi bir anod konfiqurasiyasında 4 fərdi 7 seqmentli ekranı birləşdirərək əldə edilən 4x7 LED displey nümunəsini əks etdirir.

Şəkil 4 -də göründüyü kimi, hər bir rəqəmin hər bir rəqəmi ayrı -ayrılıqda aktivləşdirmək üçün istifadə edilə bilən ortaq bir anod pimi / arxa paneli var. Hər seqment üçün katot pinləri (A, B,… G, DP) xaricdən birlikdə qısaldılmalıdır. Bu 4x7 LED displeyini konfiqurasiya etmək üçün istifadəçi, multipleksli 4x7 ekranın bütün 32 seqmentini idarə etmək üçün cəmi 12 sancağa (hər rəqəm üçün 4 ümumi pin və 8 seqment pininə) ehtiyac duyur.

Aşağıda ətraflı izah edilən GreenPAK dizaynı, bu LED displey üçün nəzarət siqnallarının necə yaradılacağını göstərir. Bu dizayn 4 rəqəmə və 16 seqmentə qədər nəzarət etmək üçün uzadıla bilər. Zəhmət olmasa Dialogun veb saytında mövcud olan GreenPAK dizayn fayllarına keçid üçün İstinadlar bölməsinə baxın.

Addım 2: GreenPAK Dizaynı

Şəkil 5 -də göstərilən GreenPAK dizaynı, bir dizaynda həm seqment, həm də rəqəmsal siqnal istehsalını ehtiva edir. Segment siqnalları ASM -dən, rəqəm seçim siqnalları isə DFF zəncirindən yaradılır. Segment siqnalları cərəyan məhdudlaşdıran rezistorlar vasitəsilə seqment pinlərinə bağlanır, lakin rəqəm seçim siqnalları ekranın ümumi pinlərinə qoşulur.

Addım 3: Rəqəmsal Siqnal Yaradılması

Bölmə 4 -də təsvir edildiyi kimi, multipleksli ekrandakı hər rəqəmin fərdi arxa paneli var. GreenPAK-da, hər rəqəm üçün siqnallar daxili osilatörlə idarə olunan DFF zəncirindən yaranır.

Bu siqnallar ekranın ümumi pinlərini idarə edir. Şəkil 6 rəqəm seçmə siqnallarını göstərir.

Kanal 1 (Sarı) - Pin 6 (Rəqəm 1)

Kanal 2 (Yaşıl) - Pin 3 (Rəqəm 2)

Kanal 3 (Mavi) - Pin 4 (Rəqəm 3)

Kanal 4 (Magenta) - Pin 5 (Rəqəm 4)

Addım 4: Segment Signal Generation

GreenPAK ASM, seqment siqnallarını idarə etmək üçün fərqli nümunələr yaradır. ASM vəziyyətlərində 7.5ms sayğac dövrü. ASM səviyyəyə həssas olduğundan, bu dizayn, 7.5ms saatın yüksək dövründə birdən çox vəziyyətdən sürətlə keçmə ehtimalını önləyən bir idarəetmə sistemindən istifadə edir. Bu xüsusi tətbiq, ters çevrilmiş saat qütbləri tərəfindən idarə olunan ardıcıl ASM vəziyyətlərinə əsaslanır. Həm seqment, həm də rəqəm siqnalları eyni 25kHz daxili osilator tərəfindən yaradılır.

Addım 5: ASM Konfiqurasiyası

Şəkil 7 ASM -in vəziyyət diaqramını təsvir edir. 0 vəziyyəti avtomatik olaraq 1 -ci vəziyyətə keçir. Bənzər bir keçid 2 -ci vəziyyətdən 3 -cü vəziyyətə, 4 -cü vəziyyətdən 5 -ci vəziyyətə və 6 -cı vəziyyətdən 7 -ci vəziyyətə keçir. ASM növbəti vəziyyətə keçməzdən əvvəl Şəkil 5 -də göstərildiyi kimi DFF 1, DFF 2 və DFF 7. Bu DFF -lər, istifadəçiyə GreenPAK -ın ASM -dən istifadə edərək genişləndirilmiş 4x11/4xN (16 seqmentə qədər) ekranı idarə etməyə imkan verən ASM -in bərabər vəziyyətlərindən məlumatları kilidləyir.

4xN ekrandakı hər bir rəqəm ASM -in iki vəziyyəti tərəfindən idarə olunur. State 0/1, State 2/3, State 4/5 və State 6/7, sırasıyla Rəqəm 1, Rəqəm 2, Rəqəm 3 və Rəqəm 4 -ü nəzarət edir. Cədvəl 1, hər birini idarə etmək üçün müvafiq RAM ünvanları ilə birlikdə ASM vəziyyətlərini təsvir edir. rəqəm

ASM RAM -ın hər bir vəziyyəti bir bayt məlumat saxlayır. Beləliklə, 4x7 ölçülü bir ekranı konfiqurasiya etmək üçün, Digit 1 -in üç seqmenti ASM -in 0 vəziyyəti ilə və Digit 1 -in beş seqmenti ASM -in 1 -ci vəziyyəti ilə idarə olunur. Nəticədə, LED ekranındakı hər rəqəmin bütün seqmentləri, seqmentləri uyğun iki vəziyyətdən birləşdirərək əldə edilir. Cədvəl 2, ASM RAM -da Digit 1 -in hər bir seqmentinin yerini təsvir edir. Bənzər bir şəkildə, ASM -nin 2 -ci vəziyyətindən 7 -ci sırasına, Rəqəm 2 -dən Rəqəm 4 -ə qədər olan seqment yerləri daxildir.

Cədvəl 2 -dən göründüyü kimi, 0 vəziyyətinin Çıxış 3 -dən Çıxış 7 -ə və Vəziyyət 1 -in Çıxış 0 -dan Çıxış 2 -ə qədər hissəsi istifadə edilmir. Şəkil 5 -dəki GreenPAK dizaynı, ASM -in bütün tək vəziyyətlərinin OUT 0 -dan OUT 2 -ə qədər seqmentlərini konfiqurasiya edərək 4x11 displeyi idarə edə bilər. Bu dizayn, daha çox DFF məntiq hüceyrələri və GPIO -lardan istifadə edərək genişləndirilmiş 4xN (16 seqmentə qədər N) ekranı idarə etmək üçün daha da genişləndirilə bilər.

Addım 6: Test

Şəkil 8, 4x7 seqmentli LED ekranda ondalık ədədləri göstərmək üçün istifadə olunan test sxemini göstərir. GreenPAK -ın ASM RAM qeydləri ilə əlaqə quran I2C üçün Arduino Uno istifadə olunur. I2C ünsiyyəti haqqında daha ətraflı məlumat üçün [6] -ə baxın. Ekranın ümumi anod pinləri rəqəm seçimi GPIO -larına bağlıdır. Segment pinləri ASM -ə cərəyan məhdudlaşdıran rezistorlar vasitəsilə bağlanır. Cərəyanı məhdudlaşdıran rezistor ölçüsü LED ekranın parlaqlığı ilə tərs mütənasibdir. İstifadəçi, GreenPAK GPIO -ların maksimum orta cərəyanına və LED ekranın maksimum DC cərəyanına görə cari məhdudlaşdırıcı rezistorların gücünü seçə bilər.

Cədvəl 3, 4x7 ekranda göstərilmək üçün həm ikili, həm də onaltılı formatda 0 -dan 9 -a qədər olan rəqəmləri təsvir edir. 0, seqmentin AÇIQ olduğunu və 1 seqmentin QAPALI olduğunu göstərir. Cədvəl 3 -də göstərildiyi kimi, ekranda bir rəqəmin göstərilməsi üçün iki bayt tələb olunur. İstifadəçi Cədvəl 1, Cədvəl 2 və Cədvəl 3 -ü əlaqələndirərək ASM -in RAM qeydlərini ekranda fərqli nömrələri göstərmək üçün dəyişə bilər.

Cədvəl 4, 4x7 LED ekranda Digit 1 üçün I2C əmr quruluşunu təsvir edir. I2C əmrləri bir başlanğıc biti, nəzarət baytı, söz ünvanı, məlumat baytı və dayanma biti tələb edir. Oxşar I2C əmrləri Digit 2, Digit 3 və Digit 4 üçün yazıla bilər.

Məsələn, 4x7 LED displeydə 1234 yazmaq üçün aşağıdakı I2C əmrləri yazılır.

[0x50 0xD0 0xF9 0xFF]

[0x50 0xD2 0xFC 0xA7]

[0x50 0xD4 0xF8 0xB7]

[0x50 0xD6 0xF9 0x9F]

ASM -in bütün səkkiz baytını dəfələrlə yazmaqla istifadəçi göstərilən nümunəni dəyişə bilər. Nümunə olaraq, Dialogun veb saytındakı tətbiq qeydinin ZIP faylına bir sayğac kodu daxil edilir.

Nəticələr

Bu Təlimatda təsvir edilən GreenPAK həlli istifadəçiyə xərcləri, komponent sayını, lövhə yerini və enerji istehlakını minimuma endirməyə imkan verir.

Əksər hallarda MCU -larda məhdud sayda GPIO var, buna görə LED idarə edən GPIO -ları kiçik və ucuz GreenPAK IC -yə yükləmək istifadəçiyə əlavə funksiyalar üçün IO -ları saxlamağa imkan verir.

Üstəlik, GreenPAK IC -lərini test etmək asandır. ASM RAM, GreenPAK Designer Software -də bir neçə düyməni basmaqla dəyişdirilə bilər ki, bu da çevik dizayn dəyişikliklərini göstərir. Bu Təlimatda göstərildiyi kimi ASM-ni konfiqurasiya edərək, istifadəçi hər biri 16 seqmentə qədər olan dörd N-seqmentli LED displeyə nəzarət edə bilər.