DIY 4xN LED վարորդ ՝ 6 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46

LED էկրանները լայնորեն օգտագործվում են թվային ժամացույցներից, հաշվիչներից, ժամաչափերից, էլեկտրոնային հաշվիչներից, հիմնական հաշվիչներից և թվային տեղեկատվություն ցուցադրող ունակ համակարգերից: Նկար 1-ում պատկերված է 7 հատվածից բաղկացած LED էկրան, որը կարող է ցույց տալ տասնորդական թվեր և նիշեր: Քանի որ LED էկրանին յուրաքանչյուր հատված կարող է վերահսկվել առանձին, այս հսկողությունը կարող է պահանջել շատ ազդանշաններ, հատկապես բազմանիշ թվերի համար: Այս Instructable- ը նկարագրում է GreenPAK- ի վրա հիմնված իրականացում ՝ MCU- ից 2 լարային I2C ինտերֆեյսով բազմաթիվ թվանշաններ քշելու համար:

Ստորև մենք նկարագրեցինք անհրաժեշտ քայլերը `հասկանալու համար, թե ինչպես է GreenPAK չիպը ծրագրավորվել 4xN LED վարորդ ստեղծելու համար: Այնուամենայնիվ, եթե դուք պարզապես ցանկանում եք ստանալ ծրագրավորման արդյունքը, ներբեռնեք GreenPAK ծրագիրը ՝ արդեն ավարտված GreenPAK դիզայնի ֆայլը դիտելու համար: Միացրեք GreenPAK Development Kit- ը ձեր համակարգչին և հարվածեք ծրագրին ՝ 4xN LED վարորդի համար անհատական IC ստեղծելու համար:

Քայլ 1: Նախապատմություն

LED էկրանները բաժանված են երկու կատեգորիայի `ընդհանուր անոդ և ընդհանուր կաթոդ: Ընդհանուր անոդի կոնֆիգուրացիայի դեպքում անոդի տերմինալները ներքին կարճացված են, ինչպես ցույց է տրված Նկար 2 -ում: LED- ը միացնելու համար ընդհանուր անոդի տերմինալը միացված է համակարգի մատակարարման լարման VDD- ին, իսկ կաթոդի տերմինալները `գետնին` ընթացիկ սահմանափակող դիմադրիչների միջոցով:

Ընդհանուր կաթոդի կոնֆիգուրացիան նման է անոդի ընդհանուր կազմաձևին, բացառությամբ այն, որ կաթոդի տերմինալները կարճացված են, ինչպես ցույց է տրված Նկար 3 -ում: Ընդհանուր կաթոդի LED էկրանը միացնելու համար ընդհանուր կաթոդի տերմինալները միացված են գետնին, իսկ անոդի տերմինալները `համակարգին: մատակարարման լարման VDD ընթացիկ սահմանափակող դիմադրիչների միջոցով:

N թվանշանով բազմապատկված LED էկրան կարելի է ձեռք բերել ՝ միացնելով N առանձին 7 հատվածի LED էկրաններ: Նկար 4 -ը պատկերում է 4x7 LED էկրանին մի օրինակ, որը ձեռք է բերվել 4 առանձին 7 հատվածային էկրաններ `ընդհանուր անոդի կոնֆիգուրացիայում:

Ինչպես երևում է Նկար 4 -ում, յուրաքանչյուր թվանշան ունի ընդհանուր անոդի քորոց / հետին պլան, որը կարող է օգտագործվել անհատապես միացնելու յուրաքանչյուր թվանշանը: Յուրաքանչյուր հատվածի (A, B,… G, DP) կաթոդի կապակցումները պետք է արտաքինով կարճացվեն: Այս 4x7 LED էկրանը կազմաձևելու համար օգտագործողը պահանջում է ընդամենը 12 կապում (4 ընդհանուր կապում յուրաքանչյուր թվանշանի և 8 հատվածի կապում) ՝ 4x7 էկրանին բազմապատկված բոլոր 32 հատվածներին վերահսկելու համար:

GreenPAK- ի դիզայնը, որը մանրամասն ներկայացված է ստորև, ցույց է տալիս, թե ինչպես կարելի է առաջացնել այս LED էկրանին հսկիչ ազդանշաններ: Այս դիզայնը կարող է ընդլայնվել `մինչև 4 թվանշան և 16 հատված վերահսկելու համար: Խնդրում ենք տեսնել հղումներ բաժինը `GreenPAK- ի նախագծային ֆայլերի հղման համար, որոնք առկա են Dialog- ի կայքում:

Քայլ 2. GreenPAK ձևավորում

5 -ում ներկայացված GreenPAK- ի դիզայնը ներառում է հատվածի և թվանշանի ազդանշանի արտադրությունը մեկ նախագծում: Սեգմենտի ազդանշանները գեներացվում են ASM- ից, իսկ թվանշանների ընտրության ազդանշանները `DFF շղթայից: Սեգմենտի ազդանշանները միացված են հատվածի կապերին ընթացիկ սահմանափակող դիմադրիչների միջոցով, սակայն թվանշանների ընտրության ազդանշանները միացված են ցուցադրման ընդհանուր կապերին:

Քայլ 3. Թվային ազդանշանի ստեղծում

Ինչպես նկարագրված է 4 -րդ բաժնում, մուլտիպլեքսավորված ցուցադրման յուրաքանչյուր թվանշան ունի անհատական հետին պլան: GreenPAK- ում յուրաքանչյուր թվանշանի համար ազդանշանները գեներացվում են ներքին տատանումներով շարժվող DFF շղթայից:

Այս ազդանշանները մղում են էկրանի ընդհանուր կապում: Նկար 6 -ը ցուցադրում է թվանշանների ընտրության ազդանշանները:

Ալիք 1 (դեղին) - կապ 6 (թվանշան 1)

Ալիք 2 (կանաչ) - կապ 3 (թվանշան 2)

Ալիք 3 (կապույտ) - կապ 4 (թվանշան 3)

Channel 4 (Magenta) - Pin 5 (Digit 4)

Քայլ 4. Հատվածի ազդանշանի ստեղծում

GreenPAK ASM- ն ստեղծում է տարբեր նախշեր ՝ հատվածի ազդանշանները վարելու համար: A 7.5ms հակադարձ ցիկլերը անցնում են ASM պետությունների միջով: Քանի որ ASM- ն մակարդակի նկատմամբ զգայուն է, այս դիզայնը օգտագործում է կառավարման համակարգ, որը խուսափում է 7.5 մգ արագության բարձր ժամանակահատվածում բազմաթիվ վիճակների արագ անցման հնարավորությունից: Այս կոնկրետ իրականացումը հիմնված է ASM- ի հաջորդական վիճակների վրա, որոնք վերահսկվում են ժամացույցի շրջված բևեռականությամբ: Ե՛վ հատվածային, և՛ թվանշանային ազդանշանները գեներացվում են նույն 25 կՀց ներքին տատանման միջոցով:

Քայլ 5: ASM կազմաձևում

Նկար 7 -ը նկարագրում է ASM- ի վիճակի դիագրամը: 0 -ի վիճակն ինքնաբերաբար անցնում է Պետության 1. Նմանատիպ անցում տեղի է ունենում 2 -րդ նահանգից 3 -րդ, 4 -րդ նահանգից ՝ 5 -րդ, և 6 -րդից ՝ 7 -րդ: 7 -ից: DFF 1, DFF 2 և DFF 7, ինչպես ցույց է տրված Նկար 5 -ում, մինչև ASM- ի հաջորդ վիճակին անցնելը: Այս DFF- ները կպչում են ASM- ի զույգ վիճակներից ստացված տվյալները, ինչը հնարավորություն է տալիս օգտագործողին GreenPAK- ի ASM- ի միջոցով կառավարել ընդլայնված 4x11/4xN (N մինչև 16 հատված) ցուցադրումը:

4xN էկրանին յուրաքանչյուր թվանշան վերահսկվում է ASM- ի երկու վիճակով: Պետություն 0/1, Նահանգ 2/3, Նահանգ 4/5 և Պետություն 6/7 համապատասխանաբար վերահսկում են Թվանշան 1, Թիվ 2, Թիվ 3 և Թիվ 4: Աղյուսակ 1 -ում նկարագրվում են ASM- ի վիճակները `համապատասխան RAM- հասցեներով, յուրաքանչյուրը վերահսկելու համար: թվանշան.

ASM RAM- ի յուրաքանչյուր վիճակ պահում է մեկ բայթ տվյալներ: Այսպիսով, 4x7 դիսփլեյը կազմաձևելու համար 1 թվանշանի երեք հատվածները վերահսկվում են ASM 0 -ի վիճակով, իսկ թվանշանի 5 հատվածները վերահսկվում են ASM- ի 1 -ին վիճակի կողմից: Արդյունքում, LED էկրանին տեղադրված յուրաքանչյուր թվանշանի բոլոր հատվածները ստացվում են հատվածները համապատասխան երկու վիճակից միացնելով: Աղյուսակ 2 -ում նկարագրվում է Թվային 1 -ի յուրաքանչյուր հատվածի տեղակայումը ASM RAM- ում: Նմանապես, ASM- ի պետություն 2 -ից 7 -րդ նահանգը համապատասխանաբար ներառում է թվանշանի 2 -ից թվանշանի 4 հատվածի տեղերը:

Ինչպես երեւում է Աղյուսակ 2 -ից, OUT 3 -ից OUT 7 -ի վիճակի 0 հատվածները եւ OUT 0 -ից OUT 2 -ի 1 հատվածները չօգտագործված են: Նկար 5 -ում GreenPAK- ի դիզայնը կարող է վերահսկել 4x11 էկրանը ՝ ASM- ի բոլոր կենտ վիճակների OUT 0 -ից OUT 2 հատվածների կազմաձևմամբ: Այս դիզայնը կարող է հետագայում ընդլայնվել `վերահսկելու ընդլայնված 4xN (N մինչև 16 հատված) ցուցադրումը` օգտագործելով ավելի շատ DFF տրամաբանական բջիջներ և GPIO- ներ:

Քայլ 6: Փորձարկում

Նկար 8-ը ցույց է տալիս թեստային սխեման, որն օգտագործվում է 4x7 հատվածի LED էկրանին տասնորդական թվեր ցուցադրելու համար: Arduino Uno- ն օգտագործվում է I2C- ի համար GreenPAK- ի ASM RAM գրանցամատյանների հետ հաղորդակցվելու համար: I2C հաղորդակցության վերաբերյալ լրացուցիչ տեղեկությունների համար դիմեք [6] -ին: Էկրանի ընդհանուր անոդային կապումներն միացված են թվանշանի ընտրության GPIO- ներին: Սեգմենտի քորոցները միացված են ASM- ին ընթացիկ սահմանափակող դիմադրիչների միջոցով: Ընթացիկ սահմանափակող ռեզիստորի չափսերը հակադարձ համեմատական են LED էկրանի պայծառությանը: Օգտագործողը կարող է ընտրել ընթացիկ սահմանափակող ռեզիստորների ուժը `կախված GreenPAK GPIO- ների առավելագույն միջին հոսանքից և LED էկրանին առավելագույն DC հոսանքից:

Աղյուսակ 3 -ը նկարագրում է 0 -ից 9 -ի տասնորդական թվերը երկուական և տասնվեցական ձևաչափով, որոնք կցուցադրվեն 4x7 էկրանին: 0 -ը ցույց է տալիս, որ հատվածը միացված է, իսկ 1 -ը `անջատված: Ինչպես ցույց է տրված Աղյուսակ 3 -ում, էկրանին համարը ցուցադրելու համար պահանջվում է երկու բայթ: Համեմատելով Աղյուսակ 1 -ը, Աղյուսակ 2 -ը և Աղյուսակը 3 -ը `օգտվողը կարող է փոփոխել ASM- ի RAM գրանցամատյանները` էկրանին տարբեր թվեր ցուցադրելու համար:

Աղյուսակ 4 -ը նկարագրում է 4x7 LED էկրանին թվանշանի համար I2C հրամանի կառուցվածքը: I2C հրամանները պահանջում են սկզբնական բիթ, վերահսկման բայթ, բառի հասցե, տվյալների բայթ և դադարեցման բիթ: Նմանատիպ I2C հրամաններ կարելի է գրել Digit 2, Digit 3 և Digit 4 համարների համար:

Օրինակ, 4x7 LED էկրանին 1234 գրելու համար գրվում են I2C- ի հետևյալ հրամանները:

[0x50 0xD0 0xF9 0xFF]

[0x50 0xD2 0xFC 0xA7]

[0x50 0xD4 0xF8 0xB7]

[0x50 0xD6 0xF9 0x9F]

Բազմիցս գրելով ASM- ի բոլոր ութ բայթերը, օգտվողը կարող է փոփոխել ցուցադրվող օրինակը: Որպես օրինակ, հաշվիչի կոդը ներառված է Dialog- ի կայքում տեղադրված դիմումի նշման ZIP ֆայլում:

Եզրակացություններ

Այս հրահանգում նկարագրված GreenPAK լուծումը հնարավորություն է տալիս օգտագործողին նվազագույնի հասցնել ծախսերը, բաղադրիչների քանակը, տախտակի տարածքը և էներգիայի սպառումը:

Theամանակների մեծ մասում MCU- ները սահմանափակ թվով GPIO- ներ ունեն, այնպես որ LED- ով շարժիչ GPIO- ները փոքր և էժան GreenPAK IC- ին բեռնաթափելը հնարավորություն է տալիս օգտագործողին պահպանել IO- ները լրացուցիչ գործառույթների համար:

Ավելին, GreenPAK IC- ն հեշտ է ստուգել: ASM RAM- ը կարող է փոփոխվել GreenPAK Designer Software- ի մի քանի կոճակների սեղմումով, ինչը ցույց է տալիս դիզայնի ճկուն փոփոխություններ: Կարգավորելով ASM- ը, ինչպես նկարագրված է սույն հրահանգում, օգտվողը կարող է վերահսկել չորս N հատվածի LED էկրաններ ՝ յուրաքանչյուրը մինչև 16 հատվածով: