A megjelenítő eszközök az információ szöveges vagy képi formában történő megjelenítésére szolgáló kimeneti eszközök. A kimeneti eszköz olyan dolog, amely lehetőséget nyújt az információk megjelenítésére a külvilág számára. Az információk megfelelő megjelenítéséhez ezeket az eszközöket más külső eszközöknek kell vezérelniük. A vezérlés elvégezhető úgy, hogy ezeket a kijelzőket összekapcsolják a vezérlő eszközökkel.
A mikrovezérlők annyira hasznosak, hogy külső eszközökkel, például kapcsolókkal, kezelőkkel, kijelzőkkel, memóriával és még más mikrovezérlőkkel is kommunikálnak. Számos interfészes technikát fejlesztettek ki a kijelzőkkel való kommunikáció összetett problémáinak megoldására.
Néhány kijelző csak számjegyeket és alfanumerikus karaktereket jeleníthet meg. Néhány kijelző képeket és minden típusú karaktert tartalmazhat. A mikrovezérlőkkel együtt leggyakrabban használt kijelzők a LED-ek, az LCD, a GLCD és a 7 szegmenses kijelzők
Nézzük meg a rendelkezésre álló kijelzők részleteit
Kijelző LED használatával:
A fénykibocsátó dióda (LED) a leggyakrabban használt eszköz a mikrovezérlő csapok állapotának megjelenítésére. Ezeket a kijelző eszközöket általában riasztások, bemenetek és időzítők jelzésére használják. Kétféle módon csatlakoztathatjuk a LED-eket a mikrovezérlő egységhez. Ez a két mód aktív magas logikai és aktív alacsony logikai. Az aktív magas logika azt jelenti, hogy a LED bekapcsol, ha a port tüskéje 1, és a LED kialszik, amikor a pin 0.
Aktív alacsony LED-csatlakozás mikrokontroller tűvel
7 szegmenses LED kijelző:
A 7 szegmenses LED kijelző használható számjegyek és néhány karakter megjelenítésére. A hét szegmensű kijelző 7 LED-ből áll, amelyek négyzet alakú „8” formában vannak elrendezve, és egyetlen LED-ből áll, mint pont karakter. Különböző karakterek jeleníthetők meg a kívánt LED-szegmensek kiválasztásával. A 7 hét szegmenses kijelző egy elektronikus kijelző, amely 0–9 digitális információt jelenít meg. Ezek elérhetőek közös katód módban és közös anód módban. A LED-ekben állapotsorok vannak, az anódot a pozitív, a katódot pedig a negatív kapocs kapja, akkor a LED világítani kezd.
A közös katódban az összes LED negatív kivezetése a közös csapokhoz csatlakozik a földhöz, és egy adott LED világít, amikor a megfelelő csapot magasra adják. Az összes LED katódja egyetlen terminálhoz van csatlakoztatva, és az összes LED anódja egyedül marad.
A közös anódelrendezésben a közös csap nagy logikát kap, és a LED csapok alacsonyan vannak, hogy megjelenítsék a számot. A közös anódban az összes anód össze van kötve, és az összes katód egyedül marad. Így amikor az első jelet magasnak vagy 1-nek adjuk meg, akkor csak a kijelzőn van karcsúság, ha nem, akkor a kijelzőn nincs karcsúság.
LED minta számjegyek megjelenítésére 7 szegmenses kijelzővel
A 7 szegmenses kijelző összekapcsolása a 8051 mikrovezérlővel
Dot Matrix LED kijelző:
A pontmátrixos LED-kijelző kétdimenziós tömbként tartalmazza a LED-ek csoportját. Különböző típusú karaktereket vagy karaktercsoportokat jeleníthetnek meg. A pontmátrix-kijelzőt különböző méretekben gyártják. A LED-ek elrendezése a mátrixmintában a kétféle módon történik: soros anódoszlopos katód vagy soros katódoszlopos anód. Ennek a pontmátrix kijelzőnek a segítségével csökkenthetjük az összes LED vezérléséhez szükséges csapok számát.
A pontmátrix egy kétdimenziós ponttömb, amelyet karakterek, szimbólumok és üzenetek ábrázolására használnak. Dot mátrixot használnak a kijelzők. Ez egy megjelenítő eszköz, amelyet sok eszköz információinak megjelenítésére használnak, például gépek, órák, vasúti indulási mutatók stb.
A LED-es pontmátrix egy sor LED-ből áll, amelyek úgy vannak összekötve, hogy az egyes LED-ek anódja ugyanabban az oszlopban van összekapcsolva, és az egyes LED-ek katódja ugyanabban a sorban vagy fordítva. A LED-es pontmátrix-kijelzőn több változó színű LED is lehet, a mátrix egyes pontjai mögött, például piros, zöld, kék stb.
Itt minden pont kör alakú lencséket jelöl a LED-ek előtt. Ez a meghajtáshoz szükséges csapok számának minimalizálása érdekében történik. Például egy 8X8 mátrixú LED-ekhez 64 I / O tűre lenne szükség, egy-egy LED-pixelenként. Ha a LED-ek összes anódját összekapcsoljuk egy oszlopban és az összes katódot egymás után, a szükséges bemeneti és kimeneti csapok száma 16-ra csökken. Mindegyik LED-et sorának és oszlopának számával címezzük meg.
A 8X8 LED-mátrix rajza 16 I / O-csap segítségével
A 8X8 LED-mátrix rajza 16 I / O-csap segítségével
A LED mátrix vezérlése:
Mivel egy mátrix összes LED-je osztja pozitív és negatív kapcsait minden sorban és oszlopban, az egyes LED-eket nem lehet egyszerre vezérelni. A mátrix nagyon gyorsan vezérelte az egyes sorokat azáltal, hogy beindította a megfelelő oszlopcsapokat, hogy meggyújtsák az adott sor kívánt LED-jeit. Ha a váltás rögzített sebességgel történik, az emberek nem láthatják a megjelenítő üzenetet, mert az emberi szem nem képes észlelni a képeket ezredmásodpercek alatt. Így egy üzenet megjelenítését a LED-mátrixon ellenőrizni kell, a sorokat 40 MHz-nél nagyobb sebességgel kell egymás után szkennelni, miközben az oszlopadatokat pontosan ugyanolyan sebességgel küldik ki. Ez a fajta vezérlés elvégezhető a LED mátrix kijelző és a mikrovezérlő összekapcsolásával.
A LED-mátrix kijelző összekapcsolása mikrokontrollerrel:
Mikrovezérlő kiválasztása a vezérelhető LED mátrix kijelzővel való interakcióhoz az adott mátrix kijelző összes LED-jének vezérléséhez szükséges bemeneti és kimeneti csapok számától, az egyes csapok által előállítható és süllyeszthető áram mennyiségétől, valamint a sebességtől függ. amelynél a mikrovezérlő vezérlőjeleket küldhet. Mindezen előírások teljesítésével az interfész elvégezhető a mikrovezérlővel ellátott LED-mátrix-kijelzőkhöz.
12 I / O érintkező segítségével vezérelheti a 32 LED mátrix kijelzőjét
12 I / O érintkezõ 32 LED LED mátrix kijelzésének vezérlésére
A fenti ábrán mind a hét szegmenses kijelző 8 LED-del rendelkezik. Ennélfogva a LED-ek teljes száma 32. A 32 LED vezérléséhez 8 információs vonalra és 4 vezérlővonalra van szükség, azaz az üzenet 32 LED mátrixán való megjelenítéséhez 12 vonalra van szükség, ha mátrix jelöléssel vannak összekapcsolva. A mikrovezérlő segítségével az utasításokat jelekké alakíthatjuk, amelyek be- vagy kikapcsolják a mátrix fényeit. Ekkor megjelenik a szükséges üzenet. A mikrovezérlővel történő vezérléssel megváltoztathatjuk, hogy mely színű LED-ek világítsanak egyenletes időközönként.
A mikrovezérlő és a LED-mátrix kiválasztására számos lehetőség kínálkozik. A legegyszerűbb módszer először a LED-es pontmátrix kiválasztása, majd egy mikrovezérlő kiválasztása, amelynek vezérléséhez a LED-ek követelményei szükségesek. Miután ezek a kijelölések befejeződtek, a fő része az oszlopok beolvasásának programozása és a LED-mátrix megfelelő értékeinek betáplálása a sorokba, hogy különböző mintákat jelenítsen meg a szükséges üzenet megjelenítéséhez.
Folyadékkristályos kijelző (LCD):
A folyadékkristályos kijelző (LCD) olyan anyagot tartalmaz, amely összekapcsolja mind a folyadék, mind a kristályok tulajdonságait. Olyan hőmérsékleti tartományuk van, amelyen belül a részecskék lényegében ugyanolyan mozgékonyak, mint egy folyadékban lehetnek, azonban a kristályhoz hasonló sorrendben vannak összegyűjtve.
Az LCD sokkal informatívabb kimeneti eszköz, mint egyetlen LED. Az LCD olyan kijelző, amely könnyen megjeleníti a karaktereket a képernyőn. Van néhány soruk a nagy kijelzőkig. Néhány LCD-t kifejezetten speciális alkalmazásokhoz terveztek grafikus képek megjelenítésére. A 16 × 2 LCD (HD44780) modult általában használják. Ezek a modulok helyettesítik a 7 szegmenses és egyéb több szegmenses LED-eket. Az LCD könnyen összekapcsolható a mikrovezérlővel az eszköz üzenetének vagy állapotának megjelenítéséhez. Kétféle üzemmódban működtethető: 4 bites és 8 bites módban. Ennek az LCD-nek két regisztere van, nevezetesen parancsregiszter és adatregiszter. Három kiválasztási sora és 8 adatsora van. A három választó és adatsor összekapcsolásával a mikrovezérlővel az üzenetek megjeleníthetők az LCD-n.
LCD utasítások az LCD kijelző mikrokontrollerekkel történő vezérléséhez
Összekötő 16 × 2 LCD kijelző 8051 mikrovezérlővel
A fenti 3. ábrán az EN, R / W, RS kiválasztott sorok fogják használni az LCD kijelző vezérlését. Az EN tűt használjuk az LCD kijelző engedélyezéséhez a mikrovezérlővel való kommunikációhoz. RS-t fogják használni a regisztráció kiválasztásához.
Ha az RS be van állítva, a mikrovezérlő utasításként küldi az utasításokat, és ha az RS tiszta, a mikrovezérlő parancsokat küld az utasításoknak. Az adatok írásához az RW-nek 0-nak és az RW-nek 1-nek kell lennie.
LC
PIN leírás
Összekötő 16 × 2 LCD mikrovezérlővel:
Összekötő 16 × 2 LCD mikrovezérlővel:Számos mikrovezérlő eszköz intelligens LCD kijelzőket használ a vizuális információk kimenetéhez. 8 bites adatbusz esetén a kijelző + 5V tápellátást és 11 I / O vonalat igényel. A 4 bites adatbuszhoz tápvezeték, valamint 7 extra vonal szükséges. Ha az LCD-kijelző nincs engedélyezve, az adatsorok háromállapotúak, ami azt jelenti, hogy nagy impedanciájú állapotban vannak, és ez azt jelenti, hogy nem zavarják a mikrovezérlő működését, ha a kijelzőt nem használják.
A három vezérlővonalat EN, RS és RW néven említik.
- Az EN (Engedélyezés) vezérlősor az adatok LCD-re történő elküldésére szolgál. A magas vagy alacsony átmenet ezen a csapon lehetővé teszi a modult.
- Ha az RS vagy a Register Select alacsony, az adatokat parancsutasításként kell kezelni. Ha az RS magas, a küldött adatok megjelennek a képernyőn. Például bármely karakter megjelenítéséhez a képernyőn magasra állítottuk az RS-t.
- Ha az RW vagy az Olvasás / Írás vezérlő vonal alacsony, az adatbusz információi az LCD-re íródnak. Ha az RW magas, a program hatékonyan olvassa az LCD-t. Az RW vonal mindig alacsony lesz.
Az adatbusz 4 vagy 8 sorból áll, ez a felhasználó által kiválasztott működési módtól függ. Egy 8 bites adatbusz vonalait DB0, DB1, DB2, DB3, DB4, DB5, DB6 és DB7 néven emlegetjük.
A 16 × 2-es LCD-kijelző tipikus alkalmazása:
Ebben az alkalmazásban egy CAN (Control Area Network) koncepciót követünk, amelyet általában az autókban, az autóiparban és az iparban használnak. Ahogy a neve is mutatja, a vezérlő területi hálózat azt jelenti, hogy a mikrovezérlő hálózati módon van csatlakoztatva, mint a számítógépek, hogy az egymással adatcserét folytathasson. Itt két mikrovezérlőt használunk, amelyek hálózaton keresztül kapcsolódnak egy pár vezetékkel, amelyek az egyes mikrovezérlő csapok 3. portjának 10. és 11. érintkezőihez (azaz P3.0, P3.1) vannak csatlakoztatva az adatok továbbításához és fogadásához. az RS232 soros kommunikáció segítsége pár vezeték használatával. Ahol az első mikrovezérlő 4 × 3 mátrixos billentyűzettel van összekötve, amely az első mikrovezérlő bemeneti portjaihoz van csatlakoztatva, a második mikrovezérlője pedig egy LCD kijelzőhöz csatlakozik, hogy adatokat fogadjon az első mikrovezérlőtől. Az általunk használt LCD 16 × 2, amely 16 karaktert képes megjeleníteni két sorban.
Minden mikrovezérlőhöz külön programot írnak C-be, és a Hex fájlokat ráégetik a megfelelő mikrovezérlőre. Amikor áramot táplálunk az áramkörre, az LCD-n megjelenik a WAITING (Várakozás) üzenet, ami azt jelenti, hogy vár néhány adatra. Például egy 1234-es jelszó, amikor az 1-et megnyomja a billentyűzetről, az LCD-n az 1-es jelenik meg, a 2-es megnyomásakor pedig a 2-es és ugyanaz a 3-as érték jelenik meg, de ha a 4-et megnyomja a billentyűzetről, akkor mind megjelennek, és az adatkommunikáció az Rx és a Tx segítségével történik pár, hogy tranzisztort lehessen vezetni. Ha rossz jelszót adunk meg, akkor egy hangjelzés hallatszik, amely rossz jelszót jelez.
Grafikus LCD kijelzők:
A 16X2 LCD-k saját korlátokkal rendelkeznek. Meg tudják jeleníteni bizonyos korlátozások karaktereit. A grafikus LCD-k testreszabott karakterek és képek megjelenítésére használhatók. A grafikus LCD-k számos alkalmazásban megtalálhatók, például videojátékokban, mobiltelefonokban és felvonókban, mint kijelző egységek. A leggyakrabban használt GLCD a JHD12864E. Az LCD kijelző formátuma 128 × 64 pont. Ezek a grafikus LCD-k a belső műveletek végrehajtásához szükséges vezérlők. Ezek az LCD-k oldalakkal rendelkeznek. Az oldalsémákat a következő táblázat segítségével lehet megérteni. Itt a CS a vezérlés kiválasztását jelenti.
Oldalséma a JHD12864E grafikus LCD-hez
A 128 × 64 LCD 128 oszlopot és 64 sort jelent. A képek pixelek formájában jelennek meg, ellentétben a normál LCD-kkel és LED-ekkel.
Elektrolumineszcens kijelző technológia
Az elektrolumineszcens kijelző technológia manapság az egyik legelterjedtebb technika a kijelző megoldásokhoz. Alapvetően egyfajta síkképernyős kijelző.
A LED és a foszfor kijelzők ma már népszerűek, amelyek az elektrolumineszcencia elvét alkalmazzák. Ez az a tulajdonsága, amelynek révén egy félvezető fotont vagy fénykvantumot bocsát ki, amikor áramot kap. Az elektrolumineszcencia az elektronok és lyukak radioaktív rekombinációjából származik az elektromos töltés hatására. A LED-ben az adalékanyag képezi a p-n elágazást, amely elválasztja az elektronokat és a lyukakat. Amikor az áram áthalad a LED-en, az elektronok és lyukak rekombinációja fotonemissziót eredményez. De a foszfor kijelzőkben a fénykibocsátás mechanizmusa más. Az elektromos töltés hatására az elektronok felgyorsulnak, ami fénykibocsátáshoz vezet.
A működés alapelve
Az elektrolumineszcens kijelző két foszforeszkáló anyagból készült vékony filmből áll, amely két lemez közé van szorítva, az egyiket függőleges, a másikat vízszintes huzal vonja be. Amint az áram áthalad a vezetékeken, a lemezek közötti anyag izzani kezd.
Az EL kijelző fényesebbnek tűnik, mint a LED kijelző, és a felület fényereje minden látószögből azonos. Az EL kijelző fénye nem irányított, így Lumenben nem mérhető. Az EL kijelző fénye monokromatikus, nagyon keskeny sávszélességű és nagy távolságból látható. Az EL fény jól érzékelhető, mivel a fény homogén. Az EL eszközre alkalmazott feszültség szabályozza a fénykibocsátást. Amikor a feszültség és a frekvencia növekszik, a fénykibocsátás is arányosan növekszik.
EL-LIGHT
Az EL eszköz belsejében:
Az EL készülékek vékony rétegből vagy szerves vagy szervetlen anyagból vannak félvezető anyaggal adva. Színt adó do-nadrágot is tartalmaz. Az EL-eszközökben alkalmazott tipikus anyagok a rézzel vagy ezüsttel adalékolt cink-szulfid, a bórral adalékolt kék gyémánt, a gallium-arzén stb. Sárga-narancssárga fény biztosításához a cink és a mangán keverékét használják. Az EL eszköz két elektródával rendelkezik - Üvegelektróda és hátsó elektróda. Az üvegelektróda az elülső átlátszó elektróda, amely indium-oxiddal vagy ón-oxiddal van bevonva. A hátsó elektróda fényvisszaverő anyaggal van bevonva. Az üveg és a hátsó elektródák között a félvezető anyag van.
EL eszköz alkalmazás
Az EL eszköz egyik tipikus alkalmazása a panelvilágítás, mint például az autóipari műszerfal panel. Audio eszközökben és egyéb kijelzőkkel ellátott elektronikus eszközökben is használják. Egyes laptopoknál a Powder Phosphor panelt használják háttérvilágításként. Manapság leginkább hordozható számítógépekben használják. Az EL készülék világítása jobb, mint az LCD. Használja a kezelő megvilágításában, az órás tárcsákban, a számológépekben, a mobiltelefonokban stb. Az EL kijelző energiafogyasztása nagyon alacsony, így ideális megoldás az akkumulátorral működtetett eszközök energiatakarékosságára. Az EL kijelző színe lehet kék, zöld és fehér stb.
Photo Credit
