Урок №30

2.9.3 Расчет токоограничивающего резистора

Токоограничивающие резисторы обеспечивают протекание через светодиод номинального тока. Основными параметрами светодиода являются:

• сила света;

• номинальный ток – такая величина прямого тока, которая может протекать через светодиод в течение длительного времени;

• максимальный прямой ток;

• прямое падение напряжения – падение напряжение между анодом и катодом светодиода.

При подключении светодиода к источнику напряжения 5В возникает проблема ограничения прямого тока, протекающего через светодиод. Для расчета токоограничивающего резистора используем основные законы электротехники: второй закон Кирхгофа и закон Ома для участка цепи.

Рисунок 5

Согласно второму закону Кирхгофа сумма ЭДС замкнутой цепи равна сумме паданий напряжений на отдельных участках, следовательно:

Uпит = Uпр + Ur, (1)

где Uпр – прямое падение напряжения на светодиоде, Ur – падение напряжения на резисторе

Ur = Uпит – Uпр (2)

Сила тока в цепи равна прямому току светодиода Iпр.

Согласно закону Ома для участка цепи (R1):

Iпр = Ur/R1 (3)

следовательно:

R1 = Ur/Iпр (4)

Подставляя (2) в (4), получим выражение для расчета резистора:

R1 = (Uпит – Uпр)/ Iпр (5)

Пример. Определите величину токоограничивающего резистора для светодиода АЛ307М.

Исходные данные: прямое напряжение на светодиоде Uпр=2В, номинальный прямой ток Iпр=10мА.

Подставим исходные данные в (5):

R1=(5-2)/0,01=300(Ом)

Контрольные вопросы

1 Объясните назначение резисторов в схеме включения светодиодов

2 Объясните, как из элементов, изображенных на рисунке собрать схему включения светодиода.

3 Выполните расчет резистора для светодиода АЛ307ВМ. Напряжение питания 4,5В.

Рекомендуемая литература:

Голубцов М.С., А.В. Киреченкова. Микроконтроллеры АVR : от простого к сложному. Изд. 2-е, испр. и доп.. М.: СОЛОН-Пресс, 2005. 304 с. с.164

Урок №31

Тема 2.10 Типичные схемы подключения семисегментных индикаторов к выходам мк

Вопросы темы:

2.10.1 Подключение семисегментных индикаторов с общим анодом и общим катодом

2.10.2 Статическая индикация

2.10.3 Динамическая индикация

2.10.4 Примеры программ статической индикации

2.10.1 Подключение семисегментных индикаторов с общим анодом и общим катодом

С емисегментные индикаторы предназначены для отображения более сложной цифровой или буквенной информации. Такой индикатор представляет собой сборку из семи (или восьми, в случае наличия точки) светодиодов, каждый из которых является одним из сегментов символа.

Отпирая определенные сегменты, обеспечивают высвечивание различных цифр или букв. Например, чтобы высветить цифру 3 необходимо зажечь сегменты A, B, C, D и G.

Существуют две разновидности индикаторов: с общим анодом и с общим катодом.

а) б)

Рисунок 1 – Индикаторы а) с общим катодом, б) с общим анодом

В индикаторах с общим катодом общий вывод подключается к корпусу. Чтобы включить сегмент, на его анод необходимо подать потенциал 2-3В. В индикаторах с общим анодом на общий вывод подается потенциал 2-3В, а высвечиваемый сегмент подключается к корпусу.

Если подключать индикаторы к выходам порта напрямую, без буферных элементов, то следует использовать индикаторы с общим анодом и подключать их катодами к выходам порта, чтобы меньше нагружать микросхему микроконтроллера (рисунок 2).

Рисунок 2 – Подключение к МК 7-сегментного индикатора с ОА

На рисунке 2 общий анод индикатора подключен к плюсу источника питания Vcc=5В, катоды подключены к выходам портов: лог.0 зажигает сегмент, лог.1 гасит. Резисторы R1-R8 ограничивают ток через сегменты индикатора. Код числа на выходе порта определяет комбинацию включения сегментов. Например, для высвечивания цифры 3 в порт PD необходимо записать число 0b10110000b=$b0

Таблица 2 - Коды символов семисегментного индикатора с общим анодом

Символ	Двоичный код	Шестнадцатеричный код
0	11000000	с0
1	11111001	f9
2	10100100	a4
3	10110000	b0
4	10011001	99
5	10010010	92
6	10000010	82
7	11111000	f8
8	10000000	80
9	10010000	90

2.10.2 Статическая индикация

Статическая индикация – это самый простой способ высвечивания символа на снмисегментном индикаторе: каждый элемент изображения (сегмент) формируется на выходе МК постоянно. Если в схеме используется несколько индикаторов, то каждый подключается к отдельному порту (рисунок 3)

Рисунок 3 – Схема статической индикации

Пример: Чтобы высветить на индикаторах число 86, необходимо подать на выход порта А код $ 80, а на выход порта С код $82.

Контрольные вопросы

1 Что представляет собой семисегментный индикатор?

2 Перечислите названия и укажите расположение сегментов

3 Чем индикаторы с общим анодом отличаются от индикаторов с общим катодом?

4 На выходы порта D (рисунок 2) подается код $37. Определите, какой символ высвечивается на индикаторе?

5 Какие коды необходимо сформировать на выходах портов А и С, чтобы высветить надпись «АР»?