Цифровой дисплей

Различают цифровые дисплеи:

1. По способу представления информации:

– с динамической индикацией;

– со статической индикацией.

2. По способу информационного обмена:

– с программно-управляемым обменом;

– с аппаратно-управляемым обменом в режиме ПДП;

– с аппаратно-управляемым обменом по прерыванию.

Основные элементы – светодиодные семисегментные или матричные индикаторы.

Семисегментный индикатор

Электрическая схема включения индикатора с общим анодом

Для включения того или иного сегмента необходимо скоммутировать его токовую цепь: +5 В источника питания – коммутирующее устройство – сегмент индикатора – общая точка источника питания. В качестве коммутирующих устройств применяются транзисторы, работающие в ключевом режиме, и логические элементы (обычно с открытым коллектором). Например, подачей «1» на соответствующий инвертор с открытым коллектором обеспечивается формирование «0» на его выходе, подачей «1» на транзистор обеспечивается его открытие и подключение через него +5 В источника питания на светодиод выбранного сегмента индикатора и далее через токоограничительный резистор R инвертора с открытым коллектором на общую точку источника питания.

Электрическая схема включения индикатора с общим катодом

При подаче «1» на вход соответствующего логического элемента на его выходе формируется «1» и коммутируется цепь соответствующего светодиода. При формировании на входе логического элемента «0» цепь включения светодиода шунтируется.

Электрическая схема включения нескольких индикаторов

При построении дисплея с несколькими индикаторами необходимо коммутировать как анодные, так и катодные цепи индикаторов. При использовании, например, индикаторов с общими анодами (см. ранее) управлением анодными цепями осуществляется выбор того или иного разряда дисплея. При подаче «1» на соответствующий ключ-транзистор он открывается и обеспечивает подключение общих анодов выбранного индикатора к «+5 В». Высвечивание того или иного символа на выбранном индикаторе осуществляется подачей кода индикации на все логические элементы включения конкретных светодиодов (внутри выбранного индикатора), участвующих в формировании изображения индицируемого символа.

Матричный индикатор

Матрица индикатора образуется соответствующим количеством строк и столбцов (например, 5/7 или 7/9). Управление индикаторами аналогично семисегментным, только для выдачи какого-либо символа на индикатор необходимо последовательно выдавать коды индикаций для каждого столбца и так же последовательно выбирать столбцы в пределах индикатора.

Интерфейс цифрового дисплея

(на семисегментных индикаторах, с динамической индикацией

и программно-управляемым обменом)

Через P1 МП выдает коды символов, изображаемых на индикаторах, а через P2 выдает коды выбора номера разряда индикатора.

Пример: для выдачи символа «5» на индикатор XL2 МП должен выдать через P1 код 6D_h, а через P2 – код 02_h.

Коды сегментов индикатора:

A – 01

B – 02

C – 04

D – 08

E – 10

F – 20

G – 40

H – 80

Код символа равен арифметической сумме кодов сегментов индикатора. При выдаче некоторой надписи на дисплей последовательно выдается информация вначале на первый разряд, затем на следующий и т.д. Надпись получается четкой и немигающей, если частота переключений не ниже 25 раз в секунду.

Схема алгоритма обслуживания дисплея

При динамической индикации после выдачи очередного символа на очередной разряд дисплея должно производиться бланкирование (гашение дисплея на время переключения), иначе надпись будет размытой (т.е. один и тот же символ будет появляться на двух соседних разрядах). Кроме того, для получения устойчивой надписи дисплей должен регенерироваться с восстановлением всего изображения (с частотой не ниже 25 раз в секунду).

Интерфейс цифрового дисплея со статической индикацией и программно-управляемым обменом

При статической индикации каждый индикатор дисплея имеет свой собственный регистр, в котором фиксируются коды изображения для данного индикатора. Выдача кодов сегментов осуществляется через P1, а выбор номера разряда через P2, формирующий сигналы стробирования STB для регистров.

Схема алгоритма обслуживания дисплея со статической индикацией

Информация может выдаваться, начиная с любого разряда дисплея или на вполне определенные разряды. При этом не требуется бланкирования и регенерации изображения, что особенно важно при недостаточном быстродействии МП (для подготовки очередной информации и регенерации дисплея).

Интерфейс цифрового дисплея, обслуживаемого по прерыванию

Процедура обслуживания дисплея инициируется таймером, который формирует сигнал ЗПР через определенные промежутки времени (сам дисплей может быть как со статической, так и с динамической индикацией).