Jste zde

Řešení buzení segmentových displejů mikroprocesorů

Přesto, že cena inteligentních LCD displejů stále klesá, není jejich použití vždy nejvýhodnější. U inteligentních displejů je spotřeba dána řadičem a podsvětlením. Porovnáme-li spotřebu podsvětleného LCD displeje s nízkopříkonovým LED displejem, je často LED displej výhodnější. Pokud stačí číselný údaj, jsou segmentové displeje lépe čitelné z větší vzdálenosti. Proto zde uvádím dva příklady jejich připojení k mikroprocesoru.

Led displej lze zapojit různými způsoby. Lze jej řídit paralelně, multiplexně a sériově

  • Při paralelním zapojení je třeba mít vyhrazeno přesně tolik vývodů paralelních portů, kolik má displej segmentů. Zapojení je obvodově složité, proto se prakticky nepoužívá.
  • Při multiplexním řízení se počet potřebných výstupů zredukuje na součet počtu segmentů jedné číslice a počtu číslic. Jednotlivé pozice displeje se cyklicky přepínají. Při větším počtu míst klesá střída a tím i dosažitelný jas displeje. Procesor musí pracovat v programové smyčce, jejíž součástí je pravidelná obsluha displeje. Díky obslužné náročnosti pro větší počet segmentů se často používá speciální procesor pouze pro řízení displeje. 
  • Displeje se sériovým vstupem jsou použity v následujích dvou příkladech. 
- Posuvný registr 74164
Zapojení displeje, které používám už 10 let, je ve zkrácené verzi na obrázku. Číslicovky jsou připojeny na posuvný registr tvořený obvody 74HC164 a jejich napájecí napětí je odvozeno od LED diody D5. Svítivost lze nastavit změnou odporu R4, proud jednoho segmentu nesmí přesáhnout 6 mA. Výhodou tohoto zapojení je možnost rychlého přepisování posuvného registru. U procesoru 51 s kmitočtem krystalu 24 MHz a při připojení displeje na sériový kanál v režimu 0 je kmitočet posunovacích impulzů 2 MHz. Při dostatečně rychlém a relativně méně častém přepisování displeje lze vynechat R7, T3 a C1 sloužící k zatemění displeje při přepisování. Zatemňovací obvod vyžaduje, aby signál CLK byl v klidovém stavu v úrovni H. Nevýhodou tohoto zapojení je, že displej nemá záchytný registr a aby displej znatelně neblikal, přepis dat musí probíhat za dobu kratší, než 5 ms.  Výhodou je možnost řazení libovolného počtu míst na jednu sériovou linku. Program pro obsluhu 4 místného displeje je ve zdrojáku pro C připojen na konci tohoto článku a v sekci DOWNLOAD
Schéma bylo zkráceno pro zveřejnění na internetu. Případně tedy použijte celé schéma, budící 6 segmentů..
 
 
Na obrázku je příklad budiče displeje se sériovým vstupem.
Toto schéma obsahuje pouze budič pro dva segmenty, 
další segmenty jsou napojeny na sběrnici. 
- velké schéma zobrazuje připojení 6. segmentovek displejů..

- Profesionální obvod M5451 
Zapojení  s obvodem M5451 je na druhém obrázku. Řadič M5451 obsahuje záchytný registr a proto obsah jeho posuvného registru lze plnit libovolně dlouho. Řadič také reguluje proud segmentů, čímž se celé zapojení zjednoduší. Nevýhodou je maximální přepisový kmitočet 500 KHz, což u procesorů řady 51 při využití sériového kanálu v režimu 0 odpovídá maximálnímu kmitočtu krystalu 6 MHz. Pokud tedy chcete používat x51 CPU k obsluze tohoto obvodu a používáte rychlejší Xtal, než uvedených 6 MHz, nelze použít přímo sériový kanál v reřimu 0, protože je příliš rychlý. Obluhu lze zpomalit oblužnou rutinou, která bude zapisovat přímo do portu. Tím lze používat případně instrukce NOP a tím komunikaci případně ještě zpomalit..


Další, někdy též podstatnou nevýhodou je nemožnost sériového řazení více obvodů na jednu sériovou linku. Ovládání displeje se od prvního liší opačnou polaritou dat a přepisovým impulzem na začátku přenosu. 
 

Příklad budiče displeje s použitím M5451.

 
 
 

DOWNLOAD

  • Disp164.c51 - Zdroják v C pro obsluhu 4 segmentového displeje řízeného 74164 ..
  • Dism5451.c51 - Zdroják v C pro obsluhu 4 segmentového displeje přes M5451

 
Hodnocení článku: