"Самодельный" контроллер ЖКИ на микроконтроллере

"Самодельный" контроллер ЖКИ на микроконтроллере

Применение микроконтроллеров в различных измерительных устройствах и вывод значений измеряемых величин на цифровой индикатор стали уже делом привычным. Чаще всего цифровые индикаторы выполняют в виде строки из нескольких семисегментных знакомест, разделенных десятичной точкой. Наибольшее распостранение по причинам общеизвестным получили светодиодные и жидкокристаллические индикаторы (ЖКИ).

Номенклатура цифровых семисегментных ЖКИ со встроенной схемой управления крайне ограничена, в то время как целый ряд фирм, таких как, например, минское НПО "Интеграл" или китайская Intech LCD Group Ltd. выпускают много типов удобных даже в макетировании выводных индикаторов.

Схему управления семисегментным ЖКИ можно сделать самостоятельно на основе недорогого современного микроконтроллера. Преимущества такого решения очевидны:

1. Такой контроллер легко сконфигурировать под конкретный индикатор;
2. Интерфейс загрузки данных легко адаптируется под ту схему, в составе которой призван работать контроллер;
3. Дополнительные возможности, такие как, например, встроенная дешифрация из двоичного, двоично-десятичного или ASCII-кода в семисегментный, и пр.

Вариант построения такого "самодельного" контроллера ЖКИ приведен на рис.1:



Микроконтроллер D1, работающий под управлением записанной в его память программы, обеспечивает как загрузку новых предназначенных для вывода на индикатор HG1 данных, так и "регенерацию" изображения на индикаторе, управляя его общим электродом COMMON и выводами сегментов. Сдвиговые регистры D2..Dn позволяют наращивать количество управляемых контроллером знакомест и дополнительных вспомогательных сегментов.

На рис.2 приведена принципиальная схема построенного подобным образом модуля индикации на основе микроконтроллера ATtiny2313 фирмы Atmel и недорогого ЖКИ типа ИЖЦ5-4/8:



Плата модуля индикации - двухсторонняя. Трассировка печатных проводников и установка элементов по обе стороны платы изображены на рис.3. Модуль выполнен на печатной плате размером 66 x 35,6 мм, что не намного больше размеров самого индикатора (см. фото на рис.4). Достигается это тем, что индикатор ИЖЦ5-4/8 устанавливается на плату с одной стороны, а все остальные элементы - с другой.



ВНИМАНИЕ! Индикатор HG1 устанавливается в последнюю очередь!



Особенностью разработки стала возможность последовательного каскадного подключения нескольких модулей индикации к одному интерфейсу. Функциональное соответствие выводов модуля и способ подключения приведены на рис.5 и рис.6:





Управление модулем индикации осуществляется по двум линиям: DATA IN и SCK. Биты данных, последовательно поступающие на вход DATA IN, стробируются импульсами, поступающими на вход SCK. По перепаду сигнала на входе SCK из состояния лог. "1" в состояние лог. "0" происходит ввод значения очередного бита данных с линии DATA IN. Если после ввода бита данных в течение 20 мс не произойдет очередного перепада сигнала SCK из состояния лог. "1" в состояние лог. "0" (не начнется ввод следующего бита), то принятые данные будут выведены на индикатор.



Информация загружается в модуль блоками по 32 бита, каждый из которых соответствует определенному сегменту индикатора, одному из 32-х. Обозначение сегментов и разрядов индикатора приведено на рис.8. Сегмент отображается на индикаторе если соответствующий бит данных установлен в состояние лог. "1".



Работоспособность модуля сохраняется при снижении напряжения питания до 2,8 В. Потребляемый ток при напряжении питания 5 В не превышает 0,4 мА.

Вместо сдвигового регистра HEF4015BP можно применить отечественный К561ИР2. Все конденсаторы - керамические. Если в качестве тактового генератора использовать встроенный в микроконтроллер калиброванный RC-генератор, то кварцевый резонатор ZQ1 и конденсаторы C1 и C2 устанавливать незачем. Эти элементы устанавливаются только при использовании в качестве интерфейса для загрузки данных асинхронного приемо-передатчика микроконтроллера. Частота кварцевого резонатора, равная 1,8432 МГц, позволяет более точно устанавливать скорость обмена данными из стандартного ряда интерфейса RS-232C в диапазоне от 600 Бод до 115200 Бод (см. описание микроконтроллера ATtiny2313).

Построенный на базе микроконтроллера модуль индикации может стать основой и для других разработок с отображением информации на ЖКИ, необходимо только разработать соответствующее программное обеспечение.

Подобным образом можно построить контроллер для работы с ЖКИ других типов. Для увеличения разрядности следует просто дополнить цепочку сдвиговых регистров D2..D4 требуемым количеством аналогичных микросхем. В качестве сдвиговых регистров можно использовать и другие микросхемы. Например, микросхема SN74HC595N содержит не только 8-битовый сдвиговый регистр, но и параллельный регистр-защелку, загружаемые в такой регистр данные появляются на его выходах по отдельному сигналу, что гораздо удобнее, особенно при большой разрядности ЖКИ.

Полная версия статьи, а также исходные тексты программы см. на сайте автора >> getQuotation();






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.