Статический светодиодный цифровой индикатор, управляемый по SPI


Вывод на семисегментный светодиодный индикатор цифровой информации в схеме с микроконтроллером встречается часто, и разработчики таких схем выполняют его каждый по-своему. Ниже описан модуль индикации, который вполне может стать универсальным решением, что значительно упростит разработку новых устройств.

Ниже приведена принципиальная электрическая схема модуля индикации на два знакоместа. Резисторы R1..R5 определяют состояние входных сигналов при отключении модуля от микроконтроллерной схемы и служат «нагрузкой» линий управления индикатором. Гасящие резисторы R6..R21 определяют ток каждого сегмента при его включении, который во всяком случае не должен превышать максимально допустимый для выходов микросхемы SN74HC595D. Установка перемычки J1 на замыкание ее средней точки на общий провод GND или провод питания +Vcc позволяет использовать в схеме семисегментные светодиодные индикаторы как с общим катодом, так и с общим анодом. Конденсаторы C1..C3 предотвращают сбои от возможных внешних помех по питанию.



На фото приведен внешний вид модуля индикации. Модуль разработан под применение светодиодных семисегментных индикаторов производства фирмы Kingbright серий SA05-11 (с общим анодом) или SC05-11 (с общим катодом) или им аналогичных с высотой знака 12,7 мм. В результате получился компактный модуль индикации, габаритные размеры которого не намного больше размеров самих индикаторов. Сделать это оказалось совсем не сложно, так как каждая микросхема SN74HC595D в корпусе SOIC-16 вполне умещается под «своим» индикатором с другой стороны двухсторонней печатной платы. Соответствие выходов микросхем и сегментов индикатора выбрано исходя из простоты трассировки печатных проводников на плате модуля. Также под поверхностный монтаж применены резисторы и конденсаторы типоразмером 0805. Габаритные размеры печатной платы 43,2 x 22,9 мм. С одной стороны платы устанавливаются светодиодные семисегментные индикаторы L1 и L2, резисторы R1..R5 и конденсатор C1, а с другой – все остальные елементы: микросхемы D1 и D2, гасящие резисторы R6..R21, конденсаторы C2 и C3, а также запаивается перемычка J1.



Модуль работает при напряжении питания от +2,8 В до +5,5 В. Значение напряжения питания и тип индикаторов определяют и требуемое сопротивление гасящих резисторов R6..R21 исходя из тока одного сегмента в пределах 4...4,5 мА.

Важным преимуществом описываемого модуля перед другими схемами индикации является возможность каскадного соединения нескольких таких модулей в цепочку, что можно использовать, например, для индикации сразу нескольких цифровых значений в каком-нибудь приборе при том же наборе линий управления. А так как этих линий немного, и соединительный кабель между модулем индикации и микроконтроллерной схемой содержит всего несколько проводов, то модуль можно свободно размещать в любом удобном месте корпуса прибора. Пример подключения такого модуля индикации при помощи кабеля длиной около 70 см показан на приведенном на фото ниже, сопротивление «нагрузочных» резисторов R1..R5 при этом составляло 10 кОм и сбоев в работе не наблюдалось.



Загружать информацию на отображение в модуль индикации удобнее всего через синхронный порт SPI, которым теперь оснащены почти все микроконтроллеры, выпускаемые, например, фирмой Atmel. Учитывая, что этот же порт используется часто и для внутрисхемного программирования микроконтроллеров, и разъем для этой цели на плате, как правило, уже установлен, то подключение к нему модуля индикации напрашивается само собой. По окончании последовательной загрузки информационных бит в модуль индикации микроконтроллер «защелкивает» их, подавая на вход модуля индикации RCK импульс с какого-либо своего выхода. Вход модуля OE можно использовать для гашения индикатора на время стартовой неопределенности выполняемой микроконтроллером программы. Если же подать на этот вход импульсный сигнал, то изменением скважности такого сигнала можно регулировать яркость свечения индикатора.



Радиолюбители, конструирующие, например, радиоприемные устройства с цифровой шкалой, могут отметить для себя еще одно важное преимущество такого модуля индикации – предельно низкий уровень создаваемых радиопомех. Ведь в отличие от схем с динамической индикацией необходимость в управляющих импульсах на длинных проводниках появляется здесь лишь для обновления выводимого на индикатор числового значения. В промежутках между такими обновлениями, когда индикатор лишь отображает число в соответствии с последней загрузкой, то есть львиную долю времени, какие-либо импульсы на схему вообще не подаются – индикация статическая и радиопомех нет.

Полная версия статьи 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.