Материал: Разработка схем и программ на основе микроконтроллера К1816ВЕ51. методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Микропроцессорные системы». Петрухнова Г.В
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Подключение семисегментного индикатора к микроконтроллеру
Существуют схемы с общим анодом и общим катодом. В светодиодном индикаторе обычно девять выводов. Если один идёт к катодам всех сегментов, а остальные восемь – к аноду каждого из сегментов, то имеем схему с общим катодом. Если все наоборот – это схема с общим анодом. Часто делают не один, а два общих вывода на разных концах цоколя – это упрощает разводку, не увеличивая габаритов.
Рис. П3.1. Схемы питания светодиодов в индикаторе
В том случае, если светодиоды в индикаторе имеют соединённые вместе аноды (схема с общим анодом), общий анод подключается к источнику напряжения +VDD, а катоды свето- диодов-сегментов подключаются к схеме управления (например, микроконтроллеру), которая отвечает за формирование
26
изображения на индикаторе. Зажигаются сегменты низким уровнем (логический 0) на выводе схемы управления. По отношению к схеме управления ток светодиодов является втекающим, так что могут использоваться интегральные схемы, которые имеют выходы с открытым стоком. Изменяя величину питающего индикатор напряжения VDD, можно регулировать яркость свечения.
Если в индикаторе соединены вместе катоды (схема с общим катодом), то общий катод подключается к общему проводу схемы, а аноды светодиодов подключаются к схеме управления. В этом случае сегмент зажигается высоким уровнем на выходе схемы управления, для которой ток светодиода является вытекающим, что не позволяет использовать выходы с открытым стоком, необходим выход, выполненный по двухтактной схеме.
Рис. П3.2. Схемы подключения индикатора к микроконтроллеру
Регулировать яркость можно, подключив общий вывод индикатора к источнику смещающего напряжения 0..VDD, рассчитанного на втекающий ток, например к эмиттерному повторителю на транзисторе структуры p-n-p. Увеличивая смещение, будем уменьшать яркость свечения.
27
Рис. П3.3. Схемы подключения индикатора к микроконтроллеру с возможностью регулировки яркости свечения
Существует несколько типов семисегментных знакосинтезаторов, для управления которыми используются различные микросхемы преобразователи семисегментного кода.
Для сопряжения сегментных индикаторов с микросхемами ТТЛ-логики используются микросхемы К514ИД1,
К514ИД2, К514ИД4.
Они представляют собой преобразователи двоично десятичного кода в код управления семисегментным индикатором. Микросхемы К514ИД1 и К514ИД4 имеют открытые эмиттерные выходы и резисторы в коллекторных цепях и используются для управления индикаторами с общим катодом без внешних резисторов. Микросхема К514ИД2 имеет открытые коллекторные выходы и используется с индикаторами, имеющими общий анод (рис. П3.4). При этом требуется применение внешних резисторов. Допустимый ток микросхемы по каждому выходу – 22 мА.
28
Рис. П3.4. Схемы подключения индикатора к К514ИД2
В КМОП сериях также существуют преобразователи двоично-десятичного кода в код управления семисегментными индикаторами. Микросхема К176ИД2 позволяет непосредственно подключать такие светодиодные индикаторы, как АЛ305А, АЛС321, АЛС324 и др. (рис. П3.5).
Рис. П3.5. Схемы подключения индикатора к К176ИД2
29
Управляющий код подается на входы 1-2-4-8. Через вход S можно управлять инверсией выходных сигналов. Вход К используется для разрешения индикации: при подаче напряжения высокого уровня гасится индицируемый знак, при напряжении низкого уровня разрешается индикация. Вход С управляет работой триггеров памяти на входе микросхемы: при подаче напряжения высокого уровня триггеры превращаются в повторители и не влияют на работу, при подаче напряжения низкого уровня сигналы на входах запоминаются, и далее на изменение входных сигналов микросхема не реагирует.
Для управления полупроводниковыми индикаторами в аппаратуре на КМОП интегральных микросхемах могут использоваться также дешифраторы двоичного кода в код управления семисегментным индикатором К564ИД4, К564ИД5 (рис. П3.6). Эти микросхемы предназначены в основном для управления жидкокристаллическими индикаторами, однако могут применяться и с другими типами индикаторов. Микросхема К564ИД5 имеет, в отличие от К564ИД4, входной регистр.
Рис. П3.6. Схемы подключения индикатора к К564ИД5
30