DIY 4xN LED драйвер: 6 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

LED дэлгэцийг дижитал цаг, тоолуур, таймер, электрон тоолуур, үндсэн тооцоолуур, тоон мэдээллийг харуулах чадвартай бусад электрон төхөөрөмжөөс авахуулаад өргөн хэрэглэгддэг. Зураг 1 нь аравтын бутархай тоо, тэмдэгтүүдийг харуулах боломжтой 7 сегмент бүхий LED дэлгэцийн жишээг дүрсэлсэн болно. LED дэлгэц дээрх сегмент бүрийг дангаар нь хянах боломжтой тул энэхүү хяналт нь олон тооны оронтой тоонд шаардлагатай байдаг. Энэхүү зааварчилгаа нь MCU-аас 2 утастай I2C интерфэйстэй олон оронтой тоонуудыг удирдах GreenPAK ™ дээр суурилсан хэрэгжилтийг тайлбарласан болно.

Доор бид GreenPAK чипийг 4xN LED драйверийг бий болгохын тулд хэрхэн програмчлагдсан болохыг ойлгох алхамуудыг тайлбарласан болно. Гэсэн хэдий ч хэрэв та програмчлалын үр дүнг авахыг хүсч байвал GreenPAK програмыг татаж аваад аль хэдийн дууссан GreenPAK дизайны файлыг үзнэ үү. GreenPAK Development Kit -ийг компьютер дээрээ залгаж, 4xN LED драйверт тохируулсан IC үүсгэхийн тулд програмыг дарна уу.

Алхам 1: Арын дэвсгэр

LED дэлгэцийг нийтлэг анод ба нийтлэг катод гэсэн хоёр төрөлд хуваадаг. Нийтлэг анодын тохиргоонд анодын терминалуудыг Зураг 2 -т үзүүлсэн шиг дотогш нь богиносгодог. LED -ийг асаахын тулд ердийн анодын терминалыг системийн тэжээлийн хүчдэл VDD -тэй холбож, катодын терминалуудыг гүйдэл хязгаарлах резистороор газардуулдаг.

Катодын нийтлэг тохиргоо нь анодын нийтлэг тохируулгатай төстэй бөгөөд 3 -р зурагт үзүүлсэн шиг катодын терминалуудыг богиносгодоггүй. Энгийн катодын LED дэлгэцийг асаахын тулд нийтлэг катодын терминалуудыг газардуулж, анодын терминалуудыг системд холбодог. гүйдлийн хязгаарлах резистороор дамжуулан VDD хүчдэл.

N оронтой 7 сегмент бүхий LED дэлгэцийг нэгтгэх замаар N оронтой мултиплекс LED дэлгэцийг олж авах боломжтой. Зураг 4 -т 4 анхан шатны анодын тохиргоонд 7 сегментийн 4 дэлгэцийг нэгтгэснээр олж авсан 4х7 хэмжээтэй LED дэлгэцийн жишээг дүрсэлсэн болно.

Зураг 4 -т харуулснаар цифр бүр нь нийтлэг анодын зүү / арын самбартай бөгөөд цифр тус бүрийг идэвхжүүлэх боломжтой. Сегмент тус бүрийн катодын тээглүүрийг (A, B,… G, DP) гаднаас нь богиносгох ёстой. Энэхүү 4x7 LED дэлгэцийг тохируулахын тулд 4x7 мультиплекс бүхий дэлгэцийн 32 сегментийг удирдахын тулд хэрэглэгч ердөө 12 зүү (цифр бүрт 4 нийтлэг зүү, 8 сегментийн зүү) шаардагдана.

Доор тайлбарласан GreenPAK загвар нь энэхүү LED дэлгэцийн хяналтын дохиог хэрхэн үүсгэхийг харуулжээ. Энэхүү загварыг 4 оронтой, 16 сегмент хүртэлх хяналттай болгож өргөтгөх боломжтой. Dialog -ийн вэбсайт дээр байгаа GreenPAK дизайны файлуудын холбоосыг лавлах хэсгээс үзнэ үү.

Алхам 2: GreenPAK дизайн

Зураг 5 -т үзүүлсэн GreenPAK загвар нь сегмент болон тоон дохио үүсгэхийг хоёуланг нь нэг загварт багтаасан болно. Сегментийн дохиог бичил уурхайн системээс, тоон сонголтын дохиог DFF хэлхээнээс үүсгэдэг. Сегментийн дохио нь одоогийн хязгаарлах резистороор сегментийн голтой холбогддог боловч цифрийг сонгох дохио нь дэлгэцийн нийтлэг тээглүүртэй холбогддог.

Алхам 3: Тоон дохио үүсгэх

4 -р хэсэгт тайлбарласны дагуу мултиплекс дэлгэц дээрх цифр бүр нь тусдаа арын самбартай байдаг. GreenPAK-д цифр бүрийн дохиог дотоод осциллятороор удирддаг DFF хэлхээнээс үүсгэдэг.

Эдгээр дохио нь дэлгэцийн нийтлэг тээглүүрийг жолооддог. Зураг 6 -д цифр сонгох дохиог харуулав.

1 -р суваг (шар) - 6 -р зүү (1 -р орон)

2 -р суваг (Ногоон) - Зүү 3 (Цифр 2)

3 -р суваг (Цэнхэр) - 4 -р зүү (3 -р орон)

4 -р суваг (Magenta) - 5 -р зүү (4 -р орон)

Алхам 4: Сегментийн дохио үүсгэх

GreenPAK ASM нь сегментийн дохиог өдөөх өөр өөр загварыг бий болгодог. 7.5ms тоолуур нь бичил уурхайн төлөв байдлыг дамжин өнгөрдөг. ASM нь түвшинд мэдрэмтгий байдаг тул энэхүү загвар нь 7.5ms цагийн өндөр хугацаанд олон төлөвт хурдан шилжихээс сэргийлдэг хяналтын системийг ашигладаг. Энэхүү тодорхой хэрэгжилт нь урвуу цагийн туйлуудаар хянагддаг дараалсан бичил уурхайн төлөв байдалд тулгуурладаг. Сегмент ба оронтой дохиог хоёулаа ижил 25 кГц дотоод осциллятороор үүсгэдэг.

Алхам 5: ASM -ийн тохиргоо

Зураг 7 -д бичил уурхайн төлөв байдлын диаграммыг тайлбарласан болно. 0 төлөв автоматаар төлөв 1 рүү шилждэг. Үүнтэй төстэй шилжүүлэгч 2 -оос 3 -р төлөвт, 4 -р мужид 5 -р төлөвт, 6 -р мужид 7 -р төлөвт шилждэг. ASM нь дараагийн төлөвт шилжихээс өмнө 5 -р зурагт үзүүлсэн шиг DFF 1, DFF 2 ба DFF 7. Эдгээр DFF -ууд нь ASM -ийн тэгш төлөв байдлын өгөгдлийг хадгалдаг бөгөөд энэ нь хэрэглэгч GreenPAK -ийн ASM ашиглан 4x11/4xN (N хүртэл 16 сегмент хүртэл) дэлгэцийг хянах боломжийг олгодог.

4xN дэлгэц дээрх цифр бүрийг бичил уурхайн хоёр төлөв хянадаг. State 0/1, State 2/3, State 4/5, State 6/7 тус бүр нь Digit 1, Digit 2, Digit 3, Digit 4 -ийг тус тус хянадаг. цифр.

ASM RAM -ийн төлөв бүр нэг байтын өгөгдлийг хадгалдаг. Тиймээс, 4х7 хэмжээтэй дэлгэцийг тохируулахын тулд 1 -р орон сууцны 3 сегментийг бичил уурхайн 0 -р төлөвөөр, 1 -р хэсгийн 5 сегментийг 1 -р төлөвийн дагуу хянадаг. Үүний үр дүнд LED дэлгэц дээрх цифр бүрийн бүх сегментүүдийг сегментүүдийг харгалзах хоёр төлөвөөс нь нэгтгэх замаар олж авдаг. Хүснэгт 2 -д Digit 1 -ийн сегмент тус бүрийн байршлыг ASM RAM дээр тайлбарласан болно. Үүнтэй адилаар, ASM -ийн State 2 -оос State 7 -р хэсэгт Digit 2 -оос Digit 4 -ийн сегментүүдийн байршлыг тус тус оруулсан болно.

2 -р хүснэгтээс харахад 0 -ийн OUT 3 -аас OUT 7 хүртэлх сегментүүд, 1 -р төлөвийн 0 -ээс OUT 2 -ийн сегментүүд ашиглагдаагүй байна. Зураг 5 -д заасан GreenPAK загвар нь 4x11 дэлгэцийг удирдахын тулд бичил уурхайн бүх сондгой төлөвүүдийн OUT 0 -ээс OUT 2 сегментийг тохируулах боломжтой. Энэхүү загварыг илүү DFF логик нүд болон GPIO ашиглан 4xN (N хүртэл 16 сегмент хүртэл) дэлгэцийг хянах зорилгоор өргөжүүлж болно.

Алхам 6: Туршилт

Зураг 8-т 4х7 сегментийн LED дэлгэц дээр аравтын бутархай тоог харуулахад ашигладаг туршилтын схемийг харуулав. Arduino Uno нь GreenPAK -ийн ASM RAM регистрүүдтэй харилцах I2C -д ашиглагддаг. I2C холбооны талаар нэмэлт мэдээлэл авахыг хүсвэл [6] -аас үзнэ үү. Дэлгэцийн нийтлэг анодын голууд нь GPIO тоонуудын сонголттой холбогддог. Сегментийн тээглүүр нь бичил биетэнд одоогийн хязгаарлах резистороор холбогддог. Одоогийн хязгаарлах резисторын хэмжээ нь LED дэлгэцийн гэрэлтэй урвуу пропорциональ байна. Хэрэглэгч GreenPAK GPIO -ийн хамгийн их дундаж гүйдэл ба LED дэлгэцийн хамгийн их тогтмол гүйдэлээс хамаарч одоогийн хязгаарлах эсэргүүцлийн хүчийг сонгох боломжтой.

Хүснэгт 3 -т 0 -ээс 9 хүртэлх аравтын тоог хоёртын болон арван зургаатын форматаар 4x7 дэлгэц дээр харуулах болно. 0 нь сегментийг асаалттай, 1 нь сегментийг унтраасан болохыг харуулж байна. Хүснэгт 3 -т үзүүлснээр дэлгэц дээр дугаар харуулахын тулд хоёр байт шаардлагатай. Хүснэгт 1, Хүснэгт 2, Хүснэгт 3 -ыг харьцуулснаар хэрэглэгч ASM -ийн RAM регистрүүдийг өөрчилж, дэлгэц дээр өөр өөр тоог харуулах боломжтой.

Хүснэгт 4 -т 4x7 LED дэлгэц дээрх 1 -р орон сууцны I2C командын бүтцийг тайлбарласан болно. I2C командууд нь эхлэх бит, хяналтын байт, үгийн хаяг, өгөгдлийн байт, зогсоох битийг шаарддаг. Үүнтэй төстэй I2C командыг Digit 2, Digit 3, Digit 4 дээр бичиж болно.

Жишээлбэл, 4x7 LED дэлгэц дээр 1234 бичихийн тулд дараах I2C командыг бичнэ.

[0x50 0xD0 0xF9 0xFF]

[0x50 0xD2 0xFC 0xA7]

[0x50 0xD4 0xF8 0xB7]

[0x50 0xD6 0xF9 0x9F]

ASM -ийн бүх найман байтыг давтан бичснээр хэрэглэгч харуулсан загварыг өөрчилж болно. Жишээлбэл, Dialog вэбсайт дээрх програмын тэмдэглэлийн ZIP файлд тоолуурын кодыг оруулсан болно.

Дүгнэлт

Энэхүү зааварт заасан GreenPAK шийдэл нь хэрэглэгчдэд зардал, бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тоо, самбарын зай, эрчим хүчний хэрэглээг багасгах боломжийг олгодог.

Ихэнх тохиолдолд MCU -ууд хязгаарлагдмал тооны GPIO -той байдаг тул LED жолоодлоготой GPIO -уудыг жижиг, хямд GreenPAK IC -д буулгах нь хэрэглэгчдэд IO -ийг хадгалах боломжийг олгодог.

Үүнээс гадна GreenPAK IC -ийг туршихад хялбар байдаг. ASM RAM -ийг GreenPAK Designer Software програмын цөөн хэдэн товчлуур дээр дарж өөрчлөх боломжтой бөгөөд энэ нь дизайны уян хатан өөрчлөлтийг илтгэнэ. Энэхүү зааварт заасан ASM-ийг тохируулснаар хэрэглэгч тус бүрдээ 16 сегмент хүртэлх N сегментийн дөрвөн LED дэлгэцийг удирдах боломжтой.