Prikazovalne naprave so izhodne naprave za predstavitev informacij v besedilni ali slikovni obliki. Izhodna naprava je stvar, ki omogoča prikaz informacij zunanjemu svetu. Za ustrezen prikaz informacij morajo te naprave nadzorovati nekatere druge zunanje naprave. Nadzor lahko izvedete tako, da te zaslone povežete z nadzornimi napravami.
Mikrokrmilniki so uporabni do te mere, da komunicirajo z zunanjimi napravami, kot so stikala, tipkovnice, zasloni, pomnilnik in celo drugi mikrokrmilniki. Za reševanje zapletenih težav pri komunikaciji z zasloni je bilo razvitih veliko tehnik povezovanja.
Nekateri zasloni lahko prikazujejo samo številke in alfanumerične znake. Nekateri zasloni lahko prikazujejo slike in vse vrste znakov. Najpogosteje uporabljeni zasloni skupaj z mikrokrmilniki so LED, LCD, GLCD in 7-segmentni zasloni
Oglejmo si podrobnosti o posameznih vrstah razpoložljivih zaslonov
Zaslon z uporabo LED:
Svetleča dioda (LED) je najpogosteje uporabljena naprava za prikaz stanja zatičev mikrokrmilnika. Te prikazovalne naprave se pogosto uporabljajo za prikaz alarmov, vhodov in časovnikov. LED lahko na mikrokrmilno enoto priključimo na dva načina. Ta dva načina sta aktivna visoka logika in aktivna nizka logika. Aktivna visoka logika pomeni, da LED zasveti, ko je pin pin 1, LED pa ugasne, ko je pin 0, aktivna visoka pomeni, da LED lučka ugasne, če je pin pin 1, LED pa sveti, ko je pin pin 0.
Aktivna nizka LED povezava z mikrokrmilnim zatičem
7-segmentni LED zaslon:
7-segmentni LED zaslon se lahko uporablja za prikaz številk in nekaj znakov. Sedemsegmentni zaslon je sestavljen iz 7 LED diod, razporejenih v obliki kvadrata '8', in ene LED diode v obliki pike. Z izbiro želenih segmentov LED lahko prikažete različne znake. Sedemsegmentni zaslon 7 je elektronski zaslon, ki prikazuje 0–9 digitalnih informacij. Na voljo so v načinu skupne katode in načinu skupne anode. V LED so državne črte, anoda je podana na pozitivni terminal, katoda pa na negativni terminal, potem bo LED svetila.
V skupni katodi so negativni terminali vseh LED diod povezani s skupnimi zatiči na maso in določena LED sveti, ko je njen ustrezni zatič visok. Katode vseh LED so povezane na en terminal in anode vseh LED ostanejo same.
V skupni razporeditvi anod ima skupni zatič visoko logiko, LED zatiči pa nizko, da prikažejo številko. V skupni anodi so vse anode povezane skupaj in vse katode ostanejo same. Torej, ko damo prvi signal je visok ali 1, potem je le prikaz nagnjen, če ne, ni nagiba na zaslonu.
Vzorec LED za prikaz številk na 7-segmentnem zaslonu
Povezava 7-segmentnega zaslona z 8051 mikrokrmilnikom
Matrični LED zaslon:
Matrični LED zaslon vsebuje skupino LED kot dvodimenzionalno matriko. Prikažejo lahko različne vrste znakov ali skupino znakov. Matrični zaslon je izdelan v različnih dimenzijah. Razporeditev LED v matričnem vzorcu je narejena na enega od dveh načinov: Vrstica anoda-stolpec katoda ali Vrstica katoda-stolpec anoda. Z uporabo tega matričnega zaslona lahko zmanjšamo število zatičev, potrebnih za nadzor vseh LED.
Matrika pik je dvodimenzionalna matrika pik, ki se uporablja za predstavitev znakov, simbolov in sporočil. Matrika pik se uporablja na zaslonih. Je prikazovalna naprava, ki se uporablja za prikaz informacij na številnih napravah, kot so stroji, ure, kazalniki odhoda železnice itd.
Matrična matrika LED je sestavljena iz niza LED-jev, ki so povezani tako, da je anoda vsake LED-a povezana v istem stolpcu, katoda vsake LED-diode pa v isti vrstici ali obratno. Zaslon z matriko LED lahko vsebuje tudi več LED različnih barv za vsako piko v matriki, kot so rdeča, zelena, modra itd.
Tu vsaka pika predstavlja krožne leče pred LED. To se naredi, da se zmanjša število zatičev, potrebnih za njihovo pogon. Na primer matrika LED 8X8 bi potrebovala 64 I / O nožic, po eno za vsak LED piksel. S povezovanjem vseh anod LED v stolpcu in vseh katod v vrstici se zahtevano število vhodnih in izhodnih zatičev zmanjša na 16. Vsaka LED bo naslovljena s številko vrstice in stolpca.
Diagram 8X8 LED matrice z uporabo 16 V / I zatičev
Diagram 8X8 LED matrice z uporabo 16 V / I zatičev
Nadzor LED matrice:
Ker imajo vse LED diode v matriki pozitivne in negativne terminale v vsaki vrstici in stolpcu, ni mogoče hkrati nadzorovati posameznih LED. Matrica je bila zelo hitro nadzorovana skozi vsako vrstico tako, da je sprožila pravilne nožice stolpcev, da prižgejo želene LED-je za to vrstico. Če preklop opravimo s fiksno hitrostjo, ljudje ne morejo videti prikaznega sporočila, ker človeško oko v milisekundah ne more zaznati slik. Tako je treba nadzorovati prikaz sporočil na matriki LED, pri čemer se vrstice zaporedno skenirajo s hitrostjo, večjo od 40 MHz, medtem ko se podatki stolpcev pošiljajo s popolnoma enako hitrostjo. Tovrstno krmiljenje lahko izvedem tako, da LED matrični zaslon povežem z mikrokrmilnikom.
Povezava LED matričnega zaslona z mikrokrmilnikom:
Izbira mikrokrmilnika za povezavo z LED matričnim zaslonom, ki ga je treba nadzorovati, je odvisna od števila vhodnih in izhodnih zatičev, potrebnih za nadzor vseh LED na danem matričnem zaslonu, količine toka, ki ga lahko vsak pin priklopi in potone, ter hitrosti pri katerem lahko mikrokrmilnik pošilja kontrolne signale. Z vsemi temi specifikacijami je mogoče povezati matrični zaslon LED z mikrokrmilnikom.
Uporaba 12 I / O nožic za nadzor matričnega zaslona 32 LED
12 I / O nožic, ki krmilijo matrični zaslon 32 LED
V zgornjem diagramu ima vsak sedemsegmentni zaslon 8 LED. Zato je skupno število LED 32. Za nadzor vseh 32 LED potrebujemo 8 informacijskih vrstic in 4 krmilne črte, tj. Za prikaz sporočila na matriki 32 LED je potrebno 12 vrstic, ko so povezane v matrični zapis. Navodila mikrokrmilnika lahko pretvorite v signale, ki vklopijo ali izklopijo lučke v matriki. Nato se lahko prikaže zahtevano sporočilo. Z upravljanjem z mikrokrmilnikom lahko spreminjamo, katere barvne LED svetijo v enakomernih intervalih.
Obstaja več možnosti za izbiro mikrokrmilnika in LED matrike. Najlažji način je najprej izbrati matriko LED in nato izbrati mikrokrmilnik, ki potrebuje zahteve LED-jev za nadzor. Ko so ti izbori končani, je glavni del programiranje skeniranja stolpcev in podajanje vrstic z ustreznimi vrednostmi za matriko LED za prikaz različnih vzorcev za prikaz zahtevanega sporočila.
Zaslon s tekočimi kristali (LCD):
Zaslon s tekočimi kristali (LCD) ima material, ki združuje lastnosti tekočine in kristalov. Imajo temperaturno območje, znotraj katerega so delci v bistvu tako mobilni, kot bi lahko bili v tekočini, vendar so zbrani skupaj v vrstnem redu, podobnem kristalu.
LCD je veliko bolj informativna izhodna naprava kot posamezna LED. LCD je zaslon, ki lahko zlahka prikazuje znake na svojem zaslonu. Imajo nekaj vrstic do velikih zaslonov. Nekateri LCD-zasloni so posebej zasnovani za posebne aplikacije za prikaz grafičnih slik. Običajno se uporablja modul LCD 16 × 2 (HD44780). Ti moduli nadomeščajo 7-segmentne in druge večsegmentne LED. LCD je mogoče enostavno povezati z mikrokrmilnikom za prikaz sporočila ali stanja naprave. Deluje lahko v dveh načinih: 4-bitnem in 8-bitnem načinu. Ta LCD ima dva registra, in sicer ukazni in podatkovni. Ima tri izbirne vrstice in 8 podatkovnih vrstic. Če povežete tri izbirne in podatkovne linije z mikrokrmilnikom, lahko sporočila prikažete na LCD-prikazovalniku.
Navodila LCD za nadzor LCD zaslona z mikrokrmilniki
Povezava 16 × 2 LCD zaslona z 8051 mikrokrmilnikom
Na zgornji sliki 3 bodo za nadzor LCD zaslona uporabljene izbrane vrstice EN, R / W, RS. Zatič EN bo uporabljen za omogočanje LCD-zaslona za komunikacijo z mikrokrmilnikom. RS bo uporabljena za izbiro registra.
Ko je RS nastavljen, bo mikrokrmilnik pošiljal navodila kot podatke in ko je RS jasen, bo mikrokrmilnik pošiljal navodila kot ukaze. Za zapisovanje podatkov mora biti RW 0, za branje RW pa 1.
LC
PIN Opis
Povezava 16 × 2 LCD z mikrokrmilnikom:
Povezava 16 × 2 LCD z mikrokrmilnikom:Številne naprave z mikrokrmilnikom za prikazovanje vizualnih informacij uporabljajo pametne LCD-prikazovalnike. Za 8-bitno podatkovno vodilo zaslon zahteva napajanje + 5 V in 11 V / I linij. 4-bitno podatkovno vodilo zahteva napajalno linijo in 7 dodatnih vrstic. Če LCD zaslon ni omogočen, so podatkovne linije v tri stanju, kar pomeni, da so v stanju visoke impedance, kar pomeni, da ne motijo delovanja mikrokrmilnika, kadar zaslon ni v uporabi.
Tri krmilne črte se imenujejo EN, RS in RW.
- Krmilna črta EN (Enable) se uporablja za pošiljanje podatkov na LCD. Modul bo omogočil prehod z visoko na nizko na tem zatiču.
- Ko je RS ali Register Select nizka, je treba podatke obravnavati kot ukazno navodilo. Ko je RS visoka, se na zaslonu prikažejo podatki, ki se pošiljajo. Za primer, da za prikaz katerega koli znaka na zaslonu, nastavimo RS visoko.
- Ko je RW ali Control / Read / Write Control nizka, se informacije na podatkovnem vodilu zapišejo na LCD. Ko je RW visok, program učinkovito bere LCD. RW linija bo vedno nizka.
Podatkovno vodilo je sestavljeno iz 4 ali 8 vrstic, odvisno od načina delovanja, ki ga izbere uporabnik. Vrstice 8-bitnega podatkovnega vodila se imenujejo DB0, DB1, DB2, DB3, DB4, DB5, DB6 in DB7.
Tipična uporaba LCD zaslona 16 × 2:
V tej aplikaciji sledimo konceptu CAN (Control Area Network), ki se običajno uporablja v avtomobilih, avtomobilih in industriji. Kot že ime pove, omrežje nadzornega območja pomeni, da je mikrokrmilnik povezan na omrežje, kot so računalniki, tako da si lahko izmenjuje podatke med seboj. Tu uporabljamo 2 mikrokrmilnika, ki sta omrežno povezana s parom žice, priključene na zatič 10 in 11 (tj. P3.0, P3.1) vhoda 3 vsakega zatiča mikrokrmilnika za prenos in sprejem podatkov med seboj z pomoč serijske komunikacije RS232 z uporabo žice. Kjer je prvi mikrokrmilnik povezan z matrično tipkovnico 4 × 3, ki je povezana z vhodnimi vrati prvega mikrokrmilnika, drugi mikrokrmilnik pa je povezan z LCD zaslonom za sprejem podatkov iz prvega mikrokrmilnika. LCD, ki ga uporabljamo, je 16 × 2, ki lahko prikazuje 16 znakov v dveh vrsticah.
Za vsak mikrokrmilnik je v jeziku C zapisan ločen program, ki se v šestnajstiških datotekah zapiše na ustrezen mikrokrmilnik. Ko napajamo vezje, se na LCD-prikazovalniku prikaže sporočilo WAITING (čakanje), kar pomeni, da čaka na nekatere podatke. Na primer geslo kot 1234, ko pritisnete 1 s tipkovnice, nato LCD prikaže 1 in ko pritisnete 2, prikaže 2 in enako za 3, ko pa pritisnete 4 s tipkovnice, so vsa prikazana in podatkovna komunikacija poteka prek Rx in Tx par za izdelavo tranzistorja za vodenje. Če vnesemo napačno geslo, se oglasi zvočni signal, ki kaže na napačno geslo.
Grafični zasloni LCD:
LCD LCD 16X2 ima svoje omejitve. Prikažejo lahko znake določenih omejitev. Grafični LCD-prikazovalniki se lahko uporabljajo za prikaz prilagojenih znakov in slik. Grafični LCD-ji se kot zaslonske enote uporabljajo v številnih aplikacijah, kot so video igre, mobilni telefoni in dvigala. Najpogosteje uporabljen GLCD je JHD12864E. Ta zaslon LCD ima zaslon 128 × 64 pik. Ti grafični LCD-zasloni so potrebni krmilniki za izvajanje notranjih operacij. Ti LCD-ji imajo sheme strani. Sheme strani lahko razumemo v naslednji tabeli. Tu CS pomeni kratico za nadzor.
Shema strani za grafični LCD JHD12864E
LCD LCD 128 × 64 vključuje 128 stolpcev in 64 vrstic. Slike bodo prikazane v obliki slikovnih pik, za razliko od običajnih LCD in LED.
Elektroluminiscentna tehnologija prikazovanja
Elektroluminiscentna tehnologija prikazovanja je danes ena najpogosteje uporabljenih tehnik za rešitve zaslona. V bistvu so vrsta ravnega zaslona.
Zdaj so priljubljeni LED in fosforni zasloni, ki uporabljajo načelo elektroluminiscence. To je lastnost, na podlagi katere polprevodnik oddaja fotone ali kvant svetlobne energije, ko se napaja z elektriko. Elektroluminiscenca je posledica radioaktivne rekombinacije elektronov in lukenj z vplivom električnega naboja. V LED diodi doping material tvori p-n spoj, ki ločuje elektrone in luknje. Ko tok teče skozi LED, pride do rekombinacije elektronov in lukenj, ki povzroči emisijo fotona. Toda na fosfornih zaslonih je mehanizem oddajanja svetlobe drugačen. Z vplivom električnega naboja se elektroni pospešijo, kar vodi do oddajanja svetlobe.
Osnovno načelo delovanja
Elektroluminiscenčni zaslon je sestavljen iz tankega filma fosforescentnega materiala, stisnjenega med dve plošči, od katerih je ena prevlečena z navpičnimi žicami, druga pa z vodoravno žico. Ko tok teče skozi žice, material med ploščami začne žareti.
Zdi se, da je zaslon EL svetlejši od zaslona LED, svetlost površine pa je enaka iz vseh zornih kotov. Svetloba z zaslona EL ni usmerjena, tako da je ni mogoče meriti v lumnih. Svetloba z zaslona EL je enobarvna, ima zelo ozko pasovno širino in je vidna na velike razdalje. Luč EL lahko dobro zaznamo, saj je homogena. Napetost, ki se nanaša na napravo EL, nadzoruje svetlobno moč. Ko se napetost in frekvenca povečata, se tudi svetlobna moč sorazmerno poveča.
EL-LIGHT
Znotraj naprave EL:
Naprave EL so sestavljene iz tanke plasti ali materiala, organskega ali anorganskega, polnjenega s polprevodniškim materialom. Vsebuje tudi do-hlače za barvo. Tipične snovi, ki se uporabljajo v napravah EL, so cinkov sulfid, dopiran z bakrom ali srebrom, modri diamant, dopiran z borom, galijev arzenid itd. Za svetlobo rumeno-oranžne barve je uporabljena mešanica cinka in mangana. Naprava EL ima dve elektrodi - Steklena elektroda in zadnja elektroda. Steklena elektroda je sprednja prozorna elektroda, ki je prevlečena z indijskim oksidom ali kositrovim oksidom. Zadnja elektroda je prevlečena z odsevnim materialom. Med stekleno in zadnjo elektrodo je prisoten polprevodniški material.
Aplikacija EL naprave
Tipična aplikacija EL naprave je osvetlitev plošče, kot je avtomobilska armaturna plošča. Uporablja se tudi v avdio opremi in drugih elektronskih pripomočkih z zasloni. Pri nekaterih znamkah prenosnikov se kot ozadje uporablja plošča Powder Phosphor. Dandanes se večinoma uporablja v prenosnih računalnikih. Osvetlitev EL naprave je boljše od osvetlitve LCD. Uporablja se tudi pri osvetlitvi tipkovnice, številčnicah za ure, kalkulatorjih, mobilnih telefonih itd. Poraba energije zaslona EL je zelo nizka, zato je idealna rešitev za varčevanje z energijo v napravah na baterije. Barva zaslona EL je lahko modra, zelena in bela itd.
Foto kredit
