Podwójny wyświetlacz LED z interfejsem I2C - 3.pdf - komputer - wsl.prs

Podwójny wywietlacz siedmiosegmentowy sterowany I 2 C

P R O J E K T Y

Podwójny wywietlacz

siedmiosegmentowy

sterowany I 2 C

AVT-859

Konstruktorzy projektuj¹cy

uk³ady mikroprocesorowe,

w których wykorzystuj¹ do

prezentacji danych

siedmiosegmentowe

wywietlacze LED, napotykaj¹

nieraz na problemy

techniczne i trudnoci

z uzyskaniem czytelnego

wywietlania.

Najczêciej stosowany sposób

sterowania wywietlaczy, polegaj¹-

cy na ich kolejnym uaktywnianiu

przy jednoczesnym w³¹czaniu od-

powiednich segmentów (czyli tzw.

multipleksowania), posiada doæ

powa¿ne wady. Po pierwsze trzeba

wykorzystaæ wówczas du¿¹ liczbê

wyprowadzeñ procesora (7 + licz-

ba zastosowanych wywietlaczy).

Jest to powa¿na niedogodnoæ,

utrudniaj¹ca lub wrêcz uniemo¿-

liwiaj¹ca stosowanie w konstruk-

cjach ma³ych procesorów, np.

z rodziny 89CX051. Po drugie,

system wywietlania multiplekso-

wanego nie pozwala na osi¹gniê-

cie du¿ej jasnoci wiecenia seg-

mentów, szczególnie przy wiêk-

szej liczbie wywietlaczy. Nawet

przy stosowaniu wywietlaczy

o podwy¿szonej jasnoci, czytel-

noæ wywietlania wiêkszej liczby

cyfr pozostawia najczêciej wiele

do ¿yczenia.

Sytuacja komplikuje siê dodat-

kowo w przypadku stosowania

wywietlaczy siedmiosegmento-

wych o du¿ych rozmiarach. Seg-

menty takich wywietlaczy zawie-

raj¹ najczêciej po kilka diod LED

po³¹czonych szeregowo, co wy-

musza stosowanie napiêæ zasila-

j¹cych znacznie przekraczaj¹cych

maksymalne napiêcie zasilania

procesorów i kolejne komplikowa-

nie uk³adu.

W proponowanym uk³adzie

rozwi¹zano przynajmniej czêcio-

wo te problemy. Mo¿liwe jest

do³¹czenie do dowolnego systemu

mikroprocesorowego wywietlaczy

siedmiosegmentowych LED z cyf-

rami o wysokoci 57mm. Wy-

wietlacze takie s¹ czytelne ze

znacznych odleg³oci i ich zasto-

sowanie umo¿liwia budowê zega-

rów tablicowych i innych wska-

ników, które w za³o¿eniu musz¹

byæ obserwowane z pewnego od-

dalenia. Proponowane wywietla-

cze sterowane s¹ za porednict-

wem magistrali I 2 C i do ich obs³u-

gi musimy wykorzystaæ tylko dwa

wyprowadzenia procesora.

Kolejn¹ zalet¹ (ale czasami

i wad¹) proponowanych wywiet-

laczy jest statyczne wywietlanie

wszystkich segmentów jednocze-

nie. Zalet¹, bo ten sposób pozwa-

la na osi¹gniêcie du¿ej jasnoci

wiecenia segmentów, a wad¹ po-

niewa¿ wywietlanie statyczne po-

woduje znaczne zwiêkszenie zu-

¿ycia energii. Wadê tê mo¿na na

szczêcie doæ ³atwo usun¹æ me-

todami programistycznymi, stosu-

Elektronika Praktyczna 8/2000

Podwójny wywietlacz siedmiosegmentowy sterowany I 2 C

JP1..JP3, indywidualny adres, pod

którym procesor mo¿e odnaleæ

ten modu³ wywietlaczy. Ponie-

wa¿ ka¿dy PCF8574 posiada trzy

wejcia adresowe, ³atwo obliczyæ,

¿e do magistrali I 2 C mo¿e byæ

pod³¹czonych jednoczenie 8 ta-

kich uk³adów, czyli 8 modu³ów

wywietlaczy - razem 16 cyfr!

Monta¿ i uruchomienie

Na rys. 2 zosta³o pokazane

rozmieszczenie elementów na

p³ytce obwodu drukowanego za-

projektowanego na laminacie jed-

nostronnym. Zastosowanie jedno-

stronnego obwodu drukowanego,

podyktowane chêci¹ zmniejszenia

kosztów wykonania modu³ów, bê-

dzie przyczyn¹ pewnych trudno-

ci w monta¿u p³ytki, które jednak

z pewnoci¹ ³atwo przezwyciê¿y-

my. Jednak jak na razie, monta¿

wykonujemy w typowy sposób,

rozpoczynaj¹c od wlutowania

Rys. 1. Schemat elektryczny modu³u dwóch wywietlaczy

LED sterowanych magistral¹ I 2 C.

j¹c wywietlanie pseudomultiplek-

sowane, które niestety pogarsza

czytelnoæ wywietlaczy, szcze-

gólnie w jasno owietlonych po-

mieszczeniach.

Maksymalna liczba wywietla-

czy, jak¹ mo¿emy do³¹czyæ do

systemu wynosi 8, z mo¿liwoci¹

rozszerzenia do 16. Konstrukcja

mechaniczna wywietlaczy zosta³a

zaprojektowana tak, ¿e mo¿na je

³¹czyæ ze sob¹ bez koniecznoci

lutowania.

menty wywietla-

czy ograniczany

jest za pomoc¹ re-

zystorów R6..R19.

Sterowanie samych dekoderów

jest realizowane za porednict-

wem konwertera I 2 C - omiobito-

wa szyna danych typu PCF8574A.

Uk³ad PCF8574A pracuje w na-

szym urz¹dzeniu jako odbiornik

magistrali I 2 C i posiada swój, usta-

wiany za pomoc¹ jumperów

w p³ytkê elementów o najmniej-

szych gabarytach, a koñcz¹c jego

pierwszy etap na zamontowaniu

kondensatora elektrolitycznego,

jumperów i z³¹cza CON1.

List. 1.

$sim

Opis dzia³ania

Na rys. 1 zosta³ pokazany

schemat elektryczny modu³u

dwóch wywietlaczy LED stero-

wanych magistral¹ I 2 C. Segmenty

wywietlaczy sterowane s¹ w kla-

syczny sposób, za porednict-

wem dwóch dekoderów BCD -

kod wywietlacza siedmiosegmen-

towego (74LS247). Dekodery

74LS247 posiadaj¹ wyjcia typu

open-collector o wytrzyma³oci na-

piêciowej 15V, a zatem nadaj¹ siê

doskonale do pracy w naszym

uk³adzie. Pr¹d p³yn¹cy przez seg-

usun¹æ w przypadku testowania z zaprogramowanym procesorem

Dim R As Byte

deklaracja zmiennej jak bajtu

Dim Q As Byte

deklaracja zmiennej jak bajtu

Dim X As Byte

deklaracja zmiennej jak bajtu

Config Sda = P3.0

poinstruowanie kompilatora, które wyprowadzenie

procesora pracuje jako SDA

Config Scl = P3.1

poinstruowanie kompilatora, które wyprowadzenie

procesora pracuje jako SCL

I2csend 112 , 0

wys³anie na wywietlacz o adresie 112 DEC wartoci 00 (*)

Wait 1

czekaj 1 s

For R = 1 To 99

pocz¹tek pêtli FOR...NEXT

X = Makebcd(r)

konwersja wartoci R na dwucyfrowy kod BCD

I2csend 112 , X

wys³anie do wywietlacza kolejnej liczby w kodzie BCD

For Q = 1 To 50

pêtla opónienia (usun¹æ w przypadku testowania

Next Q

z zaprogramowanym procesorem)

Wait 1

czekaj 1 s

Next R

zamkniêcie pêtli FOR ... NEXT

End

koniec programu

(*) w jêzyku MCS BASIC pêtla FOR...NEXT mo¿e byæ wykonywana tylko od wartoci 1.

St¹d koniecznoæ osobnego wys³ania do wywietlacza wartoci 00.

Elektronika Praktyczna 8/2000

Podwójny wywietlacz siedmiosegmentowy sterowany I 2 C

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

R1..R3: 3,3k

R6..R19: 220

Kondensatory

C1: 100

F/10V

C2: 100nF

Pó³przewodniki

DP1, DP2: wywietlacz

siedmiosegmentowy 57mm

IC1, IC2: 74LS247

IC3: PCF8574A

Ró¿ne

CON1: ARK2 (3,5mm)

JP1, JP2, JP3: 3x2 goldpin +

3 jumpery

JP4, JP5: 2x goldpin + jumper

2 szeregi po 4 goldpiny

4 jumpery

Rys. 2. Rozmieszczenie elementów na p³ytce drukowanej.

cze wk³adamy w p³ytkê od strony

druku i nastêpnie zaginamy ich

wyprowadzenia tak, aby zetknê³y

siê z przylutowanymi wczeniej do

p³ytki odcinkami srebrzanki. Ostat-

ni¹ czynnoci¹ podczas monta¿u

p³ytki bêdzie przylutowanie wypro-

wadzeñ wywietlaczy do srebrzanki

za pomoc¹ du¿ych kropli cyny.

Aby pokazaæ na wywietlaczach

jak¹ liczbê, nale¿y do uk³adu

PCF8574 wys³aæ jej reprezentacjê

w kodzie BCD. W ka¿dym jêzyku

programowania napisanie procedury

konwertuj¹cej liczbê z zakresu 0..99

na kod BCD zajê³oby trochê czasu.

Jednak w jêzyku MCS BASIC, sto-

sowanym w pakiecie BASCOM, wy-

starczy jedno tylko polecenie: X=

MAKEBCD(A) gdzie:

A - liczba, któr¹ chcemy poddaæ

konwersji,

X - ¿¹dana liczba w kodzie BCD.

Uwaga: na p³ytce obwodu dru-

kowanego, tu¿ obok punktów lu-

towniczych wywietlaczy, umiesz-

czono dodatkowe punkty, oznaczo-

ne na stronie opisowej literami

P. W otwory w tych punktach

wlutowujemy odcinki srebrzanki

tak, aby wystawa³y ponad stronê

elementów p³ytki na ok. 3..4mm.

Gruboæ srebrzanki lub w ostatecz-

noci miedzianego drutu powinna

zostaæ dobrana tak, aby wchodzi³a

ona w otwory na wcisk.

Poniewa¿ po wlutowaniu wy-

wietlaczy wykonanie jakichkol-

wiek poprawek bêdzie bardzo

utrudnione, sprawdzamy bardzo

dok³adnie poprawnoæ pierwszego

etapu monta¿u i jakoæ lutowania.

Ostatni¹, najtrudniejsz¹ czynno-

ci¹ podczas monta¿u modu³u bêdzie

wlutowanie w p³ytkê wywietlaczy

siedmiosegmentowych. Wywietla-

Aby sprawdziæ dzia³anie nasze-

go wywietlacza, mo¿emy napisaæ

program pokazany na list. 1 .

Do napisania i skompilowania

tego programu Czytelnicy nie po-

siadaj¹cy pakietu BASCOM 8051

mog¹ wykorzystaæ jego sharewa-

re'ow¹ wersjê: BASCOM LT Demo,

która jest dostêpna na stronie

www.ep.com.pl/ftp/tools.html .

Poskompilowaniuprogramumo-

¿emy albo zaprogramowaæ procesor,

albo wykorzystaæ do sprawdzenia

wykonanego uk³adu emulator sprzê-

towy sterowany z pakietu BASCOM.

Zbigniew Raabe, AVT

zbigniew.raabe@ep.com.pl

Wzory p³ytek drukowanych w for-

macie PDF s¹ dostêpne w Internecie

pod adresem: http://www.ep.com.pl/

pcb.html oraz na p³ycie CD-EP08/

2000 w katalogu PCB .

Elektronika Praktyczna 8/2000

R4, R5: 220

Podwójny wyświetlacz LED z interfejsem I2C - 3.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: