|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
無線電子工学および電気工学の百科事典 マトリックスLEDディスプレイ。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
マイクロコントローラーをベースにしたデバイスを開発する場合、ほとんどの場合、情報表示デバイスの選択という問題が発生します。 インジケーターに文字、数字、その他の大きなサイズの高輝度文字を表示したい場合、多くの場合、マトリックス LED ディスプレイが最適なソリューションになります。 提案された記事では、著者が開発した XNUMX つの親しみやすい表示のモジュールについて説明します。 さまざまな情報ソースと連携し、TWI インターフェースを介して表示用データを受信します (I2C)。 MAX6953チップは、LEDマトリックス制御ユニットのプロトタイプとして機能しました。 説明されているモジュールは、LCD モジュールの代替として設計されていますが、その主な欠点は、文字のサイズが小さく、画像のコントラストが不十分なため、表示された情報が読みにくくなることです。 このモジュールには、LED マトリックスに加えて、外部デバイスから受信した文字コードや制御情報を LED 制御信号に変換するマイクロコントローラー制御ユニットが搭載されています。 モジュールのキャラクタ ジェネレータには、ASCII コード テーブルに従ってコード $20 ～ $7F の文字 (句読点、数字、ラテン文字、およびその他の文字)、およびコード $A8、$B8、$00 ～ $FF (ロシア語) の文字が含まれています。 ASCII コード表に従った文字)。CP1251)。 必要に応じて、マイクロコントローラ プログラムにあるキャラクタ ジェネレータ テーブルに新しいシンボルのイメージを追加することで、表示されたシンボルのセットを補足できます。 XNUMXつのファミリティーのいずれかにキャラクターの「まばたき」を実装。 親密度の数と点滅の頻度によって情報源が設定されます。 発光ダイオードの発光の明るさの調整は、外部照明に応じて自動的に、および手動で行われる。 モジュールはTWIインターフェースを介して情報ソースに接続されています（I2C)。 接続がない場合は、「No Data!」というメッセージが表示されます。 TWI バス上のモジュール アドレスは $A0 です。 必要に応じて (たとえば、同じアドレスを持つ他のデバイスが同じバスに接続されている場合)、変更できます。 これを行うには、モジュール マイクロコントローラー プログラム (MATRIX_8D.asm ファイル) で、次の行を見つける必要があります。 .equ AddrTWI = $A0 その中のアドレス $A0 を別のアドレスに置き換えて、プログラムを再度再変換します。 LED 制御ユニットは 1 つのノードで構成され、その図を図に示します。 2と図。 3. ノード ボードは、コネクタ X12 と X4、X9 と X6、および X7 と X2 を接続することによって相互接続されます。 情報源からのケーブルはコネクタ X1 に接続されます。 モジュールの製造後、DD1 マイクロコントローラー (ATmega8-16PU) は X8 コネクタを通じてプログラムされます。 MATRIX_1D.hex ファイルのコードはマイクロコントローラーのフラッシュ メモリにロードする必要があり、その構成は表に従ってプログラムする必要があります。 XNUMX では、マイクロコントローラーのメーカーが設定したビット値と異なるビット値が色で強調表示されています。
表1
注意してください。0 - ビットがプログラムされている、1 - ビットがプログラムされていない. ボードには 1 つのノード A8 ～ A3 (表示キャラクターごとに 74 つ) があり、マイクロコントローラーの制御下で、マトリックス キャラクターの LED の各行の結合カソードに供給される信号を形成します。 これらのノードはすべて同じであり、図に示すスキームに従って組み立てられます。 595. それぞれに、マイクロコントローラーによって出力されたシリアル コードをパラレルに変換する MC2803HC1AD チップと、複合トランジスタ (ULN1ADW チップ) に基づく一連のオープンコレクタ電流アンプが搭載されています。 ノードＡ１〜Ａ８のＸ１コネクタのそれぞれには、対応する種類のＬＥＤの列のカソードが接続される。
マイクロコントローラ プログラムは、ノード A1 ～ A8 を交互に選択してコードをロードし、0 ～ 2 (精通番号より 7 つ少ない数) のコードをマイクロコントローラの出力 PC3 ～ PC2 に出力し、出力 PC1 に信号を出力します。デコーダDD1の動作（図3を参照）。 その結果、コードに対応するデコーダ出力で低論理レベルが設定され、それに接続されたDD3チップ(図XNUMX)が、プログラムによって生成されたシリアルコードをマイクロコントローラのPBXNUMX出力で受信できるようになります。 出力 PD3 ～ PD7 と増幅トランジスタ VT2 ～ VT6 で生成された信号は、マトリックス LED 列のアノードを結合する 1 つの回路のそれぞれに交互に電圧を供給します。 同じ0文字のスピーカーを並列接続し、同時に点灯させることで表示のちらつきを目立たなくします。 トランジスタ VTXNUMX は、マイクロコントローラーの出力 PBXNUMX からの信号によって制御され、すべてのディスプレイ LED を同時にオフにすることができます。 ディスプレイ モジュールに電力を供給するために、X8 には 9 V、50 Hz が供給されます。 これは、適切な降圧変圧器から取得できます。 著者は、負荷電流 132 A で二次巻線の電圧が 3 V の変圧器 TP-9-0,5 を使用しました。交流電圧は VD2 ダイオード ブリッジを整流します。 統合スタビライザー DA1 は、モジュールの超小型回路に 5 V を供給します。 出力電圧を調整できるスタビライザーは、電界効果トランジスタ VT8 と並列スタビライザー DA2 に基づいて構築されています。 I. Nechaev の記事「最小電圧降下が小さい安定化装置」で説明されている回路が使用されました。 同調抵抗R17を使用して設定された電圧U明るい トランジスタ VT1 ～ VT6 を介して LED のアノードに入り、発光の明るさを決定します。 さらに、電界効果トランジスタ VT7 が明るさを制御します。 そのゲートは、可変抵抗器 R11、固定抵抗器 R12、R13、および分圧器フォトレジスタ R16 から電圧を供給されます。 ディスプレイが設置される場所の照度が増加すると、フォトレジスタの抵抗が減少します。 その結果、トランジスタVT7のゲート電圧が上昇して開き、電圧Uが低下します。明るい およびディスプレイ LED の明るさ。 可変抵抗器 R11 は、自動輝度変更の最適な制限を設定します。 ジャンパ S1 を取り外すと、自動輝度制御を無効にすることができます。 LED マトリックスは、図に示されているものに従って組み立てられた 4 つの同一のボード上に配置されています。 1のスキーム。 最初の LED ボードのコネクタ X5 は、ボードのコネクタ X1 に接続されます。その図は図に示されています。 １、およびコネクタＸ２～Ｘ５は、同じボード上のノードＡ１～Ａ４のコネクタＸ１と接続されている。 同様に、2 番目の LED 基板を図に示す回路の LED 基板に接続します。 図２では、コネクタＸ１１とノードＡ５〜Ａ８のコネクタＸ１を使用している。
ディスプレイを構築するには、個別の LED の代わりに、マトリックスの列に接続されたアノードを持つ 5x8 または 5x7 要素の構成を持つ既製の LED サイン合成マトリックスを使用できます。 5x7 マトリックスではすべてのロシア語文字が完全には表示されないことに注意してください。 モジュールのすべてのプリント基板は、厚さ 1,5 mm のフォイルグラスファイバーで両面作られています。 マイクロコントローラーとノード A1 ～ A4 が配置されている基板のプリント回路導体の図を図に示します。 5、およびその上の部品の位置 - 図。 6.
ノード A5 ～ A8 を持つボードは、図に示す図面に従って作成されます。 7、その上の部品は図に従って配置されます。 8. どちらのボードでも、ノード A1 ～ A8 に関連する部品 (コネクタを含む) の品名には、ノード番号に一致するプレフィックス (例: 8DD1) が付けられます。 コネクタ X5、X11、および 1X1 ～ 8X1 は、ボードの残りの部品が取り付けられている場所の反対側にあります。 これは、LED マトリクス ボード上のコネクタと直接ドッキングするための便宜のために行われます。 これらのボードの図 (そのうち 9 つは同一) を図に示します。 XNUMX. コネクタは LED の反対側に取り付けられています。 すべてのボードは XNUMX 列の PBS (メス) および PLS (オス) コネクタを使用します。
例外は、制御ボード上の 1 列の X2、X6 (PLD-10)、および X4 (PBD-XNUMX) です。 DD1 マイコン プログラムは、情報源から受け取った文字コードを RAM に保存し、表示したい文字の画像に対応するコードをキャラクタ ジェネレータ テーブルで解析して検索します。 文字ジェネレータの一部は、それぞれ 16 文字からなる 2 個のブロックで構成され、表に示されています。 XNUMX. 各シンボルは、XNUMX つの (マトリックスの列の数に応じて) XNUMX ビット (マトリックスの行の数に応じて) バイナリ コードによって記述されます。 これらのコードの単位は、LED のオン、XNUMX からオフに対応します。 表2
プログラムは、表示前に一時的に保存される RAM セル内の文字の表示コードを書き換えます。 マイクロコントローラの SPI ハードウェア モジュールは、これらのコードを、目的のノード A74 ～ A595 の 1HC8 マイクロ回路のシリアル レジスタに 2 つずつプッシュします。 ここから、それらはマイクロコントローラーの PBXNUMX 出力で生成された信号によってストレージ レジスターに転送されます。 5 桁表示の LED 列の合計数は 8x40=100 です。 少なくとも 1 Hz の周波数で情報を更新する必要があります。そうしないとちらつきが発生する可能性があります。 したがって、100 つの列に情報を書き込むのに費やす時間は 40/0,00025/4000 = 16 秒以内です。これは、64 MHz に等しいマイクロコントローラーのクロック周波数の 62 周期に相当します。 ほぼこの周期のプログラム割り込み要求は、クロック周波数の 16000000 倍のプリスケーラを備えたマイクロコントローラの 64 ビット タイマによって生成されます。タイマの再計算係数は 62 に設定されます。実際の情報更新レートは 40/100,8/ であることが判明しました。 XNUMX/XNUMX=XNUMXHz。 表示された情報を変更する必要がある場合、そのソースはアドレスと 7 バイトの情報バイトのパケットを TWI インターフェイス経由でモジュールに送信する必要があります。 アドレス バイトには、最下位ビットにゼロ (書き込みフラグ) が付いているモジュールのアドレスが含まれている必要があります。 最初の 1 バイトの情報バイトには、表示される文字コードが左から右の順に含まれます。 8 番目のバイトの上位 50 ビットには、ディスプレイ上で点滅するファミリアリティの数より XNUMX 単位大きい数値が含まれている必要があります (数値は左から右に XNUMX から XNUMX まで数えられます)。 このバイトがゼロに設定されると、点滅は無効になります。 点滅周期は XNUMX バイト目の数値で指定され、XNUMX 単位は XNUMX ms に相当します。 ディスプレイ モジュールは、正しいアドレスとそれに続く XNUMX つのデータ バイトを受信したことをソースに通知します。 XNUMX 番目の情報バイトの受信は確認されず、これはパケット受信の完了を示します。 その後、モジュールは再び次のパケットを受信する準備が整います。 受信する前に、前回受信した情報がディスプレイに表示されます。 マイコンプログラムでの受信エラーの処理は行っておりません。 キャラクタージェネレーターにない文字コードを受信した場合、該当する親密度に四角枠内のクエスチョンマークが表示されます。 表示をクリアするコマンドはありません。 代わりに、20 つのスペース文字を含む情報パケット ($XNUMX) を送信する必要があります。 表示モジュールのフリーズを防ぐため、マイコン内のウォッチドッグタイマが動作し、32ms以内に表示制御サブルーチンが呼び出されなかった場合、マイコンは強制的にリセットされ、電源投入時と同様にプログラムが新たに開始されます。 LED 側のハウジングを除いたディスプレイ モジュールの外観を図に示します。 図10、および超小型回路の設置側から - 図。 11. 組み立てられた構造を初めてオンにする前に、最小電圧値 U を設定する必要があります。明るい。 自動輝度制御ユニットは、ディスプレイの動作状況に応じて調整されます。
モジュールのハウジングはフィリップスのビデオ プレーヤーのものです。 SDA および SCL ラインは、双方向 12 位置スイッチを介してモジュールに接続されます。 ある位置では、モジュール ケースに取り付けられた XNUMX ピン コネクタを介して外部ソースから情報が得られます。 XNUMX番目では、同じケースにある電子時計から、図に示すスキームに従って組み立てられます。 XNUMX.
このクロックは、ATmega8535-16PU (DD1) マイクロコントローラーと DS1307 (DD2) マイクロ回路で構築されており、I インターフェイスを備えたリアルタイム クロックです。2C. DD2 マイクロコントローラーと通信するために、DD1 マイクロコントローラーは同じ 0 線式バスを使用して、ディスプレイ モジュールに情報を送信します。 ただし、バス上のチップ ($D0) とモジュール ($AXNUMX) のアドレスは異なるため、時計のマイクロコントローラーはそれらを区別できます。 ディスプレイモジュールを他の情報源に接続するときは、アドレスが一致しないように注意する必要があります。 MasterDevice.hex ファイルのコードがクロック マイクロコントローラーのフラッシュ メモリに入力され、表に従って構成がプログラムされます。 3. 表の通り。 1、メーカーが設定したビット状態と異なるビット状態は色で強調表示されます。 表3
注意してください。 0 - ビットがプログラムされている、1 - ビットがプログラムされていない. 時計にはXNUMXつのコントロールボタンがあります。 彼らの目的： SB1 - マイクロコントローラを元の状態に設定し、プログラムを再起動します。 SB2 - 時刻と日付の設定モードに切り替えます。 ディスプレイに「時刻」が一瞬表示されます。 次に、内容を変更するレジスタの名前と、そこに書き込まれた値が表示されます。 SB3 - 現在時刻表示モードから日付表示モードに移行します。 時刻と日付設定モードでは、ディスプレイに表示される下位アドレスのレジスタへの移行。 SB4 - 日時設定モードから現在時刻表示モードに移行します。 このボタンを押すと内部クロックジェネレーターが起動し、秒のカウントがゼロから始まります。 ディスプレイに「完了」と一瞬表示されます。 SB5 - レジスタに新しい値を書き込むと、ディスプレイに「Write」という文字が一時的に表示されます。 SB6 - 選択したレジスタに書き込む値を増やします。SB5 ボタンを押すと録音自体が行われます。 SB7 - 日付表示モードから現在時刻表示モードに移行します。 日時設定モードでは、選択したレジスタに書き込む値を減少させ、SB5 ボタンを押すと記録自体が行われます。 表示モジュールと時計のマイコンのプログラムは、ftp://ftp.radio.ru/pub/2014/06/disp.zip からダウンロードできます。 著者: N. サリモフ
光信号を制御および操作する新しい方法
05.05.2024 プレミアムセネカキーボード
05.05.2024 世界一高い天文台がオープン
04.05.2024
▪ いびきの音楽療法 ▪ リモコン ▪ ソーダ味
▪ 記事 ホッケーのゴールキーパーは試合中、どこで、いつ罰金を科せられましたか? 詳細な回答 ▪ 記事バッグ成形機のローダー。 労働保護に関する標準的な指導 ▪ 記事 IBM PC システムのスピーカーの音量コントロール。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典 ▪ 記事 妥協（価格と品質）のスイッチングスタビライザー。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
ホームページ | 図書館 | 物品 | サイトマップ | サイトレビュー
www.diagram.com.ua | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
他の記事も見る セクション 
科学技術の最新ニュース、新しい電子機器：
このページのすべての言語