3.2 Разработка схемы электрической принципиальной цифрового табло

Цифровое табло визуально информирует пользователя об окончании времени выдержки, и об установленном времени выдержки.

Для отображения оставшегося времени выдержки, используется 2 знакоместа, так как максимальное формируемое число 30. Для этого используется полупроводниковый индикатор, так как устройство может использоваться в недоступных местах и необходим хороший угол обзора и яркость свечения, по этому не подходит жидкокристаллический индикатор.

Если нужна индикация с несколькими цифровыми разрядами, приходится использовать динамическое управление. Динамическое управление индикаторами, экономит линии портов микроконтроллера и позволяет снизить ток потребления. Индикация цифр осуществляется поочерёдно, за счёт управления соответствующими разрядами порта, используемыми для выбора знакоместа. Для нормального функционирования индикатора микроконтроллер должен обеспечить достаточную частоту переключения знакоместа, которая должна быть незаметна для глаз человека (не менее 40 Гц) [4].

Выбирается индикатор DC56-11EWA, который имеет стандартную яркость (с увеличенным углом излучения), его технические параметры приведены в таблице 3.3 [5].

Таблица 3.3 – Технические параметры индикатора DC56-11EWA

Параметр	Значение
Цвет свечения	Красный
Длина волны, нм	625
Максимальная сила света при прямом токе 10мА, мКд	8
Количество сегментов	7
Количество разрядов	2
Схема включения	общий катод
Высота знака, мм	14,2
Максимальное прямое напряжение, В	2,5
Максимальное обратное напряжение, В	5

Продолжение таблицы 3.3

1	2
Максимальный прямой ток, мА	30
Максимальный импульсный прямой ток, мА	160
Рабочая температура, С	-40…85
Производитель	Kingbright

Ток, протекающий через сегмент индикатора 10мА, не превышает максимальный вытекающий ток микроконтроллера 40мА, поэтому, сегменты индикатора A-G подключаются к линиям микроконтроллера PB0-PB6 через резисторы R10-R16. Резисторы ограничивают ток сегмента и линии микроконтроллера. Рассчитывается максимальный ток, протекающий через общий катод индикатора HG1.

Максимальный ток общего катода, протекающий при свечении 7 сегментов

(3.1)

где – прямой ток сегмента индикатора;

n – количество сегментов;

– максимальный ток, протекающий при свечении 7 сегментов.

Максимальный ток 70 мА, протекающий через общий катод индикатора HG1 превышает максимальный втекающий ток линии микроконтроллера 40 мА. Необходимо использовать усилитель тока – транзисторный ключ. Выбирается транзистор, у которого ток коллектора не менее 70мА, напряжение коллектор-эмиттер не менее напряжения питания схемы +5В. Выбирается транзистор КТ315В, его технические параметры приведены в таблице 3.4 [6].

Таблица 3.4 – Технические параметры транзистор КТ315В

Параметр	Значение
Максимальный ток коллектора, мА	100
Максимальное напряжение коллектор-эмиттер, В	50
Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ	100
Напряжение насыщения коллектор-эмиттер, В	0,6
Тип	n-p-n
Рабочая температура, С	-60…+100
Напряжение насыщения база-эмиттер, В	1,2

Коллекторы транзисторов VT1-VT2 соединяются с общими катодами КА1,КА2 индикатора HG1. Базы транзисторов соединяются, соответственно, с линиями PC0, PC1 микроконтроллера через резисторы R17, R18. Эмиттеры транзисторов соединяются с общим проводом источника питания.

Линии РВ0-РВ6 настраиваются на вывод установкой в единицу разрядов 0-6 регистра DDRB. Линии РС0, РС1 настраиваются на вывод установкой в единицу разрядов 0,1 регистра DDRC. Семисегментный код символа формируется микроконтроллером и выдаётся на линии РВ0-РВ6. Выбор знакоместа осуществляется позиционным унитарным кодом, который микроконтроллер формирует и выдаёт на выходы РС0,РС1. Длительность выбора одного знакоместа 4 мс формируется таймером микроконтроллера. Расчёт схемы цифрового табло в разделе 6.

Частота переключения рассчитывается по формуле

(3.2)

где – время выбора знакоместа;

n – количество сегментов;

Схема электрическая принципиальная цифрового табло R10-R18, VT1-VT2, HG1 РК 09.02.01 343 19 Э3.