DIY 4xN жарықдиодты драйвер: 6 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:24

Жарықдиодты дисплейлер сандық сағаттардан, есептегіштерден, таймерлерден, электронды есептегіштерден, негізгі калькуляторлардан және сандық ақпаратты көрсетуге қабілетті басқа да электронды құрылғылардан бастап жүйеде кеңінен қолданылады. 1-суретте ондық сандар мен таңбаларды көрсете алатын 7 сегментті жарықдиодты дисплейдің мысалы көрсетілген. Жарық диодты дисплейдегі әрбір сегментті жеке басқаруға болатындықтан, бұл басқару көптеген сигналдарды қажет етуі мүмкін, әсіресе бірнеше цифрлар үшін. Бұл нұсқаулық MCU-дан 2 сымды I2C интерфейсі бар бірнеше цифрларды басқаруға арналған GreenPAK ™ негізіндегі енгізуді сипаттайды.

Төменде 4xN LED драйверін жасау үшін GreenPAK чипі қалай бағдарламаланғанын түсіну үшін қажет қадамдарды сипаттадық. Алайда, егер сіз бағдарламалаудың нәтижесін алғыңыз келсе, GreenPAK бағдарламалық жасақтамасын жүктеп алып, аяқталған GreenPAK дизайн файлын қараңыз. GreenPAK әзірлеу жинағын компьютерге қосыңыз және 4xN жарықдиодты драйверге арналған арнайы IC құру үшін бағдарламаны басыңыз.

1 -қадам: Фон

Жарықдиодты дисплейлер екі категорияға бөлінеді: жалпы анод және жалпы катод. Анодтың жалпы конфигурациясында анодтық терминалдар 2 -суретте көрсетілгендей ішкі қысқарады. Жарық диодты қосу үшін жалпы анодтық терминал жүйелік кернеудің VDD -не қосылады және катодтық терминалдар жерге шектеу резисторлар арқылы жерге қосылады.

Катодтың жалпы конфигурациясы қарапайым анодты конфигурацияға ұқсас, тек 3 -суретте көрсетілгендей катод терминалдары қысқа тұйықталған. ток кернеуі резисторлар арқылы VDD кернеуі.

N-разрядты мультиплексті жарықдиодты дисплейді N жеке 7 сегментті жарықдиодты дисплейлерді біріктіру арқылы алуға болады. 4 -суретте 4 жеке 7 сегментті дисплейді жалпы анод конфигурациясында біріктіру арқылы алынған 4x7 жарықдиодты дисплейдің данасы бейнеленген.

4 -суреттен көрініп тұрғандай, әрбір цифрда әр анодты жеке қосу үшін қолдануға болатын жалпы анодты түйреуіш / артқы панель бар. Әр сегмент үшін катодты түйреуіштер (A, B,… G, DP) сырттай қысқартылуы керек. Бұл 4x7 жарықдиодты дисплейді конфигурациялау үшін пайдаланушыға мультиплексті 4x7 дисплейдің барлық 32 сегментін басқару үшін тек 12 істікшені (әр цифр үшін 4 ортақ түйреуіш пен 8 сегментті түйреуіш) қажет.

Төменде егжей -тегжейлі сипатталған GreenPAK дизайны осы жарықдиодты дисплейдің басқару сигналдарын қалай жасау керектігін көрсетеді. Бұл дизайн 4 цифр мен 16 сегментті бақылау үшін кеңейтілуі мүмкін. Dialog веб -сайтында қол жетімді GreenPAK дизайн файлдарына сілтеме алу үшін Сілтемелер бөлімін қараңыз.

2 -қадам: GreenPAK дизайны

5 -суретте көрсетілген GreenPAK дизайны сегментті де, цифрлық сигналды да бір конструкцияда қамтиды. Сегменттік сигналдар ASM -ден, ал цифрларды таңдау сигналдары DFF тізбегінен жасалады. Сегмент сигналдары сегменттің түйреуіштеріне ток шектеу резисторлары арқылы қосылады, бірақ цифр таңдау сигналдары дисплейдің жалпы түйреуіштеріне қосылады.

3 -қадам: Цифрлық сигнал генерациясы

4 -бөлімде сипатталғандай, мультиплексті дисплейдегі әрбір цифрдың артқы панелі жеке болады. GreenPAK-те әр цифрға арналған сигналдар ішкі осциллятор басқаратын DFF тізбегінен жасалады.

Бұл сигналдар дисплейдің жалпы түйреуіштерін қозғайды. 6 -суретте цифр таңдау сигналдары көрсетілген.

1 -арна (сары) - 6 -түйреуіш (1 -сан)

2 -арна (жасыл) - 3 -түйреуіш (2 -цифр)

3 -арна (көк) - 4 -түйреуіш (3 -сан)

4 -арна (қызыл күрең) - 5 -түйреуіш (4 -цифр)

4 -қадам: сигналды сегменттеу

GreenPAK ASM сегменттік сигналдарды беру үшін әр түрлі үлгілерді шығарады. АСМ күйлері арқылы 7,5мм қарсы циклдар. ASM деңгейге сезімтал болғандықтан, бұл конструкция 7,5 мс сағаттың жоғары кезеңінде бірнеше күйден жылдам ауысу мүмкіндігін болдырмайтын басқару жүйесін қолданады. Бұл нақты іске асыру инверттелген сағаттық полярлықтармен бақыланатын ASM дәйекті күйлеріне сүйенеді. Сегменттік және цифрлық сигналдар бірдей 25 кГц ішкі осциллятормен жасалады.

5 -қадам: ASM конфигурациясы

7 -суретте БМЖ күй диаграммасы сипатталған. 0 күйі автоматты түрде 1 -күйге ауысады. Ұқсас қосқыш 2 -күйден 3 -күйге, 4 -күйден 5 -күйге және 6 -күйден 7 -күйге ауысады. ASM келесі күйге өтпес бұрын 5 суретте көрсетілгендей DFF 1, DFF 2 және DFF 7. Бұл DFFs пайдаланушыға GreenPAK ASM көмегімен кеңейтілген 4x11/4xN (16 сегментке дейін) дисплейін басқаруға мүмкіндік беретін ASM жұп күйлеріндегі деректерді бекітеді.

4xN дисплейіндегі әрбір цифр ASM екі күйімен басқарылады. 0/1 күйі, 2/3 күйі, 4/5 күйі және 6/7 күйі сәйкесінше 1 -цифрды, 2 -цифрды, 3 -цифрды және 4 -цифрды басқарады. 1 -кестеде ASM күйлері, олардың әрқайсысын бақылауға арналған жедел жад мекен -жайлары сипатталған. сан

ASM жедел жадының әрбір күйі бір байт деректерді сақтайды. Сонымен, 4х7 дисплейді конфигурациялау үшін 1 цифрының үш сегменті АСМ 0 күйімен және 1 цифрының бес сегменті АСМ 1 күйімен басқарылады. Нәтижесінде, жарықдиодты дисплейдегі әрбір цифрдың барлық сегменттері сегменттерді сәйкес екі күйден біріктіру арқылы алынады. 2 -кестеде ASM RAM -де Digit 1 сегменттерінің әрқайсысының орналасуы сипатталған. Дәл осылай, ASM 2 -ден 7 -ші күйіне сәйкесінше 2 -цифрдан 4 -ке дейінгі сегменттің орналасуы кіреді.

2 -кестеден көрініп тұрғандай, 0 күйінің OUT 3 -OUT 7 сегменті және 1 -күй 0 -OUT 2 сегменті қолданылмайды. 5 суреттегі GreenPAK дизайны ASM барлық тақ күйлерінің OUT 0 - OUT 2 сегменттерін конфигурациялау арқылы 4x11 дисплейін басқара алады. Бұл дизайнды DFF логикалық ұяшықтары мен GPIO -ді қолдану арқылы кеңейтілген 4xN (N сегментіне дейін 16) дисплейін басқару үшін одан әрі кеңейтуге болады.

6 -қадам: тестілеу

8-суретте 4х7 сегментті жарықдиодты дисплейде ондық сандарды көрсету үшін қолданылатын сынақ схемасы көрсетілген. GreenPAK -тың ASM RAM регистрлерімен байланысатын I2C үшін Arduino Uno қолданылады. I2C байланысы туралы қосымша ақпарат алу үшін [6] бөлімін қараңыз. Дисплейдің жалпы анодтық түйреуіштері GPIO цифрлық таңдауына қосылған. Сегментті түйреуіштер АСМ -ге ток шектеу резисторлары арқылы қосылады. Ағымдағы шектеу резисторының өлшемі жарықдиодты дисплейдің жарықтығына кері пропорционалды. Қолданушы GreenPAK GPIO -ның максималды орташа токына және жарықдиодты дисплейдің максималды тұрақты токына байланысты ток шектеу резисторларының күшін таңдай алады.

3 -кестеде 0 -ден 9 -ға дейінгі ондық сандар 4x7 дисплейінде көрсетілетін екілік және он алтылық форматта сипатталған. 0 кесіндінің ҚОСЫЛҒАНЫН, 1 кесіндінің ӨШІРУЛІ екенін көрсетеді. 3 -кестеде көрсетілгендей дисплейде санды көрсету үшін екі байт қажет. 1 -кестені, 2 -кестені және 3 -кестені өзара байланыстыра отырып, пайдаланушы ASM оперативті жады регистрлерін экранда әр түрлі сандарды көрсету үшін өзгерте алады.

4 -кестеде 4x7 жарықдиодты дисплейде 1 -цифрға арналған I2C командалық құрылымы сипатталған. I2C пәрмендері бастау битін, басқару байтын, сөз адресін, деректер байтын және тоқтату битін қажет етеді. Ұқсас I2C пәрмендерін Digit 2, Digit 3 және Digit 4 үшін жазуға болады.

Мысалы, 4x7 жарықдиодты дисплейге 1234 жазу үшін келесі I2C командалары жазылады.

[0x50 0xD0 0xF9 0xFF]

[0x50 0xD2 0xFC 0xA7]

[0x50 0xD4 0xF8 0xB7]

[0x50 0xD6 0xF9 0x9F]

ASM -дің барлық сегіз байтын қайта -қайта жаза отырып, пайдаланушы көрсетілген үлгіні өзгерте алады. Мысалы, санау коды Dialog веб -сайтындағы қосымшаның жазбасының ZIP файлына енгізілген.

Қорытынды

Нұсқаулықта сипатталған GreenPAK шешімі пайдаланушыға шығындарды, компоненттер санын, тақта кеңістігін және энергия шығынын барынша азайтуға мүмкіндік береді.

Көбінесе MCU -ларда GPIO саны шектеулі болады, сондықтан светодиодты басқаратын GPIO -ді кішігірім және арзан GreenPAK IC -ге түсіру пайдаланушыға қосымша функциялар үшін IO -ны сақтауға мүмкіндік береді.

Сонымен қатар, GreenPAK IC -лерін тексеру оңай. ASM RAM -ді GreenPAK Designer Software бағдарламалық жасақтамасындағы бірнеше түймені басу арқылы өзгертуге болады, бұл дизайнның икемді өзгерістерін көрсетеді. Нұсқаулықта сипатталғандай ASM-ді конфигурациялау арқылы пайдаланушы әрқайсысы 16 сегментке дейін төрт N-сегментті жарықдиодты дисплейлерді басқара алады.