Displeja ierīces ir izvades ierīces informācijas prezentēšanai teksta vai attēla formā. Izejas ierīce ir lieta, kas nodrošina iespēju parādīt informāciju ārpasaulei. Lai informācija tiktu parādīta atbilstošā veidā, šīs ierīces jākontrolē dažām citām ārējām ierīcēm. Kontroli var veikt, saskaroties ar šiem displejiem ar vadības ierīcēm.
Mikrokontrolleri ir noderīgi tiktāl, ciktāl tie sazinās ar ārējām ierīcēm, piemēram, slēdžiem, tastatūrām, displejiem, atmiņu un pat citiem mikrokontrolleriem. Ir izstrādātas daudzas saskarnes metodes, lai atrisinātu sarežģītās problēmas saziņai ar displejiem.
Dažos displejos var parādīt tikai ciparus un burtciparu rakstzīmes. Dažos displejos var parādīt attēlus un visu veidu rakstzīmes. Visbiežāk izmantotie displeji kopā ar mikrokontrolleriem ir LED, LCD, GLCD un 7 segmentu displeji
Apskatīsim informāciju par katru pieejamo displeju veidu
Displejs, izmantojot LED:
Gaismas diode (LED) ir visbiežāk izmantotā ierīce mikrokontrolleru tapu stāvokļa parādīšanai. Šīs displeja ierīces parasti izmanto trauksmju, ieeju un taimeru indikācijai. Ir divi veidi, kā mēs varam savienot gaismas diodes ar mikrokontrolleru bloku. Šie divi veidi ir aktīva augsta loģika un aktīva zema loģika. Aktīva augsta loģika nozīmē, ka gaismas diode iedegsies, kad pieslēgvietas kontakts ir 1, un gaismas diode būs izslēgta, kad kontaktdakša ir 0. Aktīvs augsts nozīmē, ka gaismas diode tiks izslēgta, kad pieslēgvietas tapa ir 1, un gaismas diode ieslēgsies, kad pieslēgvietas tapa ir 0.
Aktīvs zema LED savienojums ar mikrokontrollera tapu
7 segmentu LED displejs:
7 segmentu LED displeju var izmantot ciparu un dažu rakstzīmju attēlošanai. Septiņu segmentu displejs sastāv no 7 gaismas diodēm, kas izvietotas kvadrāta “8” formā, un viena gaismas diode kā punktu raksturs. Izvēloties vajadzīgos LED segmentus, var parādīt dažādas rakstzīmes. 7 septiņu segmentu displejs ir elektronisks displejs, kas parāda 0–9 digitālo informāciju. Tie ir pieejami kopējā katoda režīmā un kopējā anoda režīmā. Gaismas diodē ir stāvokļa līnijas, pozitīvajam spailei tiek piešķirts anods, bet negatīvajam - katods, tad LED spīd.
Kopējā katodā visu gaismas diodes negatīvie spailes ir savienotas ar kopīgajām tapām ar zemi, un konkrētā gaismas diode spīd, kad tās atbilstošais tapa ir augstu. Visu LED katodi ir savienoti kopā ar vienu spaili, un visu LED anodi paliek vieni.
Parastā anoda izkārtojumā kopīgajai tapai tiek piešķirta augsta loģika, un LED tapām tiek dota zema, lai parādītu skaitli. Kopējā anodā visi anodi ir savienoti kopā, un visi katodi paliek vieni. Tādējādi, kad mēs dodam pirmo signālu, ir augsts vai 1, tad displejā ir tikai liesa, ja nē displejā nav liesa.
LED modelis ciparu attēlošanai, izmantojot 7 segmentu displeju
7 segmentu displeja saskarne ar 8051 mikrokontrolleru
Dot Matrix LED displejs:
Punktu matricas LED displejs satur gaismas diožu grupu kā divdimensiju bloku. Viņi var parādīt dažādu veidu rakstzīmes vai rakstzīmju grupu. Punktu matricas displejs tiek ražots dažādos izmēros. Gaismas diožu izvietojums matricas zīmējumā tiek veikts vienā no diviem veidiem: rindas anoda kolonnas katoda vai rindas katoda kolonnas anoda. Izmantojot šo matricas displeju, mēs varam samazināt visu LED vadībai nepieciešamo tapu skaitu.
Punktu matrica ir divdimensiju punktu masīvs, ko izmanto, lai attēlotu rakstzīmes, simbolus un ziņojumus. Displejos tiek izmantota punktu matrica. Tā ir displeja ierīce, ko izmanto, lai parādītu informāciju par daudzām ierīcēm, piemēram, mašīnām, pulksteņiem, dzelzceļa atiešanas indikatoriem utt.
LED punktu matrica sastāv no gaismas diožu masīva, kas ir savienoti tā, ka katra LED anods ir savienots kopā vienā kolonnā un katra LED katods ir savienots vienā rindā vai otrādi. LED punktu matricas displejā var būt arī vairākas dažādu krāsu gaismas diodes aiz katra matricas punkta, piemēram, sarkana, zaļa, zila utt.
Šeit katrs punkts apzīmē apļveida lēcas LED priekšā. Tas tiek darīts, lai samazinātu to tapu skaitu, kas nepieciešami, lai tos darbinātu. Piemēram, 8X8 gaismas diožu matricai būtu nepieciešami 64 I / O kontakti, pa vienam katram LED pikseļiem. Savienojot kolonnā visus gaismas diodes anodus un rindā visus katodus, nepieciešamais ieejas un izejas kontaktu skaits samazinās līdz 16. Katram gaismas diodei tiks adresēts tās rindas un kolonnas numurs.
8X8 LED matricas shēma, izmantojot 16 I / O tapas
8X8 LED matricas shēma, izmantojot 16 I / O tapas
LED matricas vadība:
Tā kā visiem matricas gaismas diodēm katrā rindā un kolonnā ir savi pozitīvie un negatīvie spailes, nav iespējams vienlaikus kontrolēt katru gaismas diodi. Matrica ļoti ātri tiek kontrolēta katrā rindā, iedarbinot pareizos kolonnu tapas, lai iedegtu vajadzīgās gaismas diodes konkrētajai rindai. Ja pārslēgšana notiek ar fiksētu ātrumu, cilvēki nevar redzēt parādīto ziņojumu, jo cilvēka acs milisekundēs nevar noteikt attēlus. Tādējādi ziņojuma attēlošana uz LED matricas ir jākontrolē, rindas secīgi skenējot ar ātrumu, kas lielāks par 40 MHz, kolonnu datus izsūtot tieši tādā pašā ātrumā. Šādu kontroli var veikt, saskaroties ar LED matricas displeju ar mikrokontrolleru.
LED matricas displeja mijiedarbība ar mikrokontrolleru:
Mikrokontrollera izvēle saskarnei ar vadāmo LED matricas displeju ir atkarīga no ieejas un izejas tapu skaita, kas nepieciešams visu LED kontrolēšanai dotajā matricas displejā, strāvas daudzumam, ko katrs kontakts var iegūt un izliett, un ātruma pie kura mikrokontrolleris var izsūtīt vadības signālus. Izmantojot visas šīs specifikācijas, var veikt saskarni LED matricas displejam ar mikrokontrolleru.
Izmantojot 12 I / O tapas, kontrolējot 32 LED Matrix displeju
12 I / O tapas, kas kontrolē Matrix displeju ar 32 gaismas diodēm
Iepriekš redzamajā diagrammā katram septiņu segmentu displejam ir 8 gaismas diodes. Tādējādi kopējais LED skaits ir 32. Lai kontrolētu visas 32 gaismas diodes, ir nepieciešamas 8 informācijas līnijas un 4 vadības līnijas, t.i., lai parādītu ziņojumu 32 gaismas diožu matricā, ir vajadzīgas 12 līnijas, ja tās ir savienotas matricas apzīmējumā. Izmantojot mikrokontrolleru, instrukcijas var pārveidot par signāliem, kas matricā ieslēdz vai izslēdz gaismas. Tad var parādīt nepieciešamo ziņojumu. Vadoties ar mikrokontrolleru, mēs varam mainīt, kuras krāsas gaismas diodes deg vienmērīgos intervālos.
Ir vairākas iespējas, kā izvēlēties mikrokontrolleru un LED matricu. Vienkāršākais veids ir vispirms izvēlēties LED punktu matricu un pēc tam izvēlēties mikrokontrolleru, kuram jākontrolē LED prasības. Kad šīs atlases ir pabeigtas, liela daļa ir programmēšana, lai skenētu kolonnas un barotu rindas ar atbilstošām LED matricas vērtībām, lai parādītu dažādus modeļus vajadzīgā ziņojuma parādīšanai.
Šķidro kristālu displejs (LCD):
Šķidro kristālu displejā (LCD) ir materiāls, kas savieno gan šķidro, gan kristālu īpašības. Viņiem ir temperatūras diapazons, kurā daļiņas būtībā ir tikpat kustīgas kā šķidrumā, tomēr tās ir savāktas tādā secībā, kas līdzīga kristālam.
LCD ir daudz informatīvāka izvades ierīce nekā viena LED. LCD ir displejs, kas var viegli parādīt rakstzīmes tā ekrānā. Viņiem ir pāris rindiņas līdz lieliem displejiem. Daži LCD ir īpaši izstrādāti īpašām lietojumprogrammām grafisko attēlu parādīšanai. Parasti tiek izmantots 16 × 2 LCD (HD44780) modulis. Šie moduļi aizstāj 7 un vairāku segmentu gaismas diodes. LCD var viegli saskarni ar mikrokontrolleru, lai parādītu ziņojumu vai ierīces statusu. To var darbināt divos režīmos: 4 bitu un 8 bitu režīmā. Šajā LCD ir divi reģistri, proti, komandu reģistrs un datu reģistrs. Tam ir trīs atlases rindas un 8 datu līnijas. Savienojot trīs atlases līnijas un datu līnijas ar mikrokontrolleru, ziņojumus var parādīt LCD.
LCD instrukcijas, kas iestatītas LCD displeja kontrolei, izmantojot mikrokontrollerus
Saskarīgs 16 × 2 LCD displejs ar 8051 mikrokontrolleru
Iepriekš 3. attēlā LCD displeja kontrolei tiks izmantotas izvēlētās rindas EN, R / W, RS. EN tapa tiks izmantota, lai ļautu LCD displejam sazināties ar mikrokontrolleru. RS tiks izmantota reģistru atlasei.
Kad RS ir iestatīts, mikrokontrolleris nosūtīs instrukcijas kā datus un, kad RS ir skaidrs, mikrokontrolleris instrukcijas nosūtīs kā komandas. Rakstot datus RW jābūt 0 un lasīšanai RW jābūt 1.
LC
PIN apraksts
Saskarne 16 × 2 LCD ar mikrokontrolleru:
Saskarne 16 × 2 LCD ar mikrokontrolleru:Daudzas mikrokontrolleru ierīces vizuālās informācijas izvadei izmanto viedos LCD displejus. 8 bitu datu kopnei displejam ir nepieciešama + 5 V barošana plus 11 I / O līnijas. 4 bitu datu kopnei ir nepieciešama padeves līnija, kā arī 7 papildu līnijas. Ja LCD displejs nav iespējots, datu līnijas ir trīs stāvokļu, kas nozīmē, ka tās atrodas augstas pretestības stāvoklī, un tas nozīmē, ka tās netraucē mikrokontrollera darbību, ja displejs netiek izmantots.
Trīs vadības līnijas sauc par EN, RS un RW.
- Vadības līniju EN (Enable) izmanto, lai datus nosūtītu uz LCD. Augsta līdz zema pāreja pie šīs tapas ļaus moduli iespējot.
- Kad RS vai Register Select ir maz, dati jāuzskata par komandu instrukciju. Kad RS ir augsts, sūtāmie dati tiek parādīti ekrānā. Piemēram, lai ekrānā parādītu jebkuru rakstzīmi, mēs iestatījām RS augstu.
- Kad RW vai lasīšanas / rakstīšanas vadības līnija ir zema, informācija par datu kopni tiek ierakstīta LCD. Kad RW ir augsts, programma efektīvi nolasa LCD. RW līnija vienmēr būs zema.
Datu kopne sastāv no 4 vai 8 līnijām, un tā ir atkarīga no lietotāja izvēlētā darbības veida. 8 bitu datu kopnes līnijas tiek dēvētas par DB0, DB1, DB2, DB3, DB4, DB5, DB6 un DB7.
16 × 2 LCD displeja tipisks pielietojums:
Šajā lietojumā mēs vadāmies pēc CAN (Control Area Network) līdzīgas koncepcijas, ko parasti izmanto automašīnās, automašīnās un rūpniecībā. Kā norāda nosaukums, vadības apgabala tīkls nozīmē, ka mikrokontrolleris ir savienots tīkla veidā, piemēram, datori, lai tas varētu savstarpēji apmainīties ar datiem. Šeit mēs izmantojam 2 mikrokontrollerus, kas tīkla veidā savienoti ar vadu pāri, kas savienoti ar katra mikrokontrollera tapu 3. porta 10. un 11. kontaktu (ti, P3.0, P3.1), lai pārraidītu un saņemtu datus savā starpā ar RS232 sērijveida sakaru palīdzību, izmantojot vadu pāri. Ja pirmais mikrokontrolleris ir savienots ar 4 × 3 matricas tastatūru, kas ir savienota ar pirmā mikrokontrollera ieejas portiem, un otrais mikrokontrolleris ir savienots ar LCD displeju, lai saņemtu datus no pirmā mikrokontrollera. LCD, kuru mēs izmantojam, ir 16 × 2, kas var parādīt 16 rakstzīmes divās rindās.
Katram mikrokontrollerim atsevišķa programma tiek ierakstīta C un tās Hex faili tiek sadedzināti attiecīgajā mikrokontrollerī. Kad strāvas padeve notiek ķēdē, LCD displejā tiek parādīts ziņojums WAITING, kas nozīmē, ka tas gaida dažus datus. Piemēram, parole kā 1234, kad 1 tiek nospiests no tastatūras, tad LCD parāda 1 un, nospiežot 2, tiek parādīts 2 un tas pats 3, bet, nospiežot 4 no tastatūras, tie visi tiek parādīti, un datu komunikācija notiek caur Rx un Tx pāri, lai veiktu tranzistoru. Ja ievadīsim nepareizu paroli, atskanēs skaņas signāls, norādot nepareizu paroli.
Grafiski LCD displeji:
16X2 LCD ir savi ierobežojumi. Viņi var parādīt noteiktu ierobežojumu rakstzīmes. Grafiskos LCD var izmantot, lai parādītu pielāgotas rakstzīmes un attēlus. Grafiskie LCD ekrāni tiek izmantoti daudzās lietojumprogrammās, piemēram, videospēlēs, mobilajos tālruņos un liftos kā displeja bloki. Visbiežāk izmantotais GLCD ir JHD12864E. Šī LCD displeja formāts ir 128 × 64 punkti. Šie grafiskie LCD ir nepieciešami kontrolieri, lai veiktu tā iekšējās darbības. Šajos LCD ir lapu shēmas. Lappušu shēmas var saprast, izmantojot šo tabulu. Šeit CS apzīmē vadības atlasi.
Lapu shēma grafiskajam LCD JHD12864E
128 × 64 LCD norāda 128 kolonnas un 64 rindas. Attēli atšķirībā no parastajiem LCD un LED tiks parādīti pikseļu veidā.
Elektroluminiscences displeja tehnoloģija
Elektroluminiscējošo displeju tehnoloģija ir viena no mūsdienās visplašāk izmantotajām tehnikām displeja risinājumiem. Būtībā tie ir plakana displeja veids.
LED un fosfora displeji tagad ir populāri, izmantojot elektroluminiscences principu. Tā ir īpašība, kuras dēļ pusvadītājs, piegādājot to ar elektrību, izstaro fotonus vai gaismas kvantu. Elektroluminiscence rodas elektronu un caurumu radioaktīvās rekombinācijas rezultātā elektriskā lādiņa ietekmē. Gaismas diodē dopinga materiāls veido p-n savienojumu, kas atdala elektronus un caurumus. Kad strāva iet caur LED, notiek elektronu un caurumu rekombinācija, kā rezultātā rodas fotonu emisija. Bet fosfora displejos gaismas izstarošanas mehānisms ir atšķirīgs. Elektriskā lādiņa ietekmē elektroni tiek paātrināti, izraisot gaismas emisiju.
Darbības pamatprincips
Elektroluminiscences displejs sastāv no plānas fosforestējoša materiāla plēves, kas iestiprināta starp divām plāksnēm, no kurām viena ir pārklāta ar vertikālām, bet otra ar horizontālām stieplēm. Kad strāva iet caur vadiem, materiāls starp plāksnēm sāk mirdzēt.
EL displejs, šķiet, ir spilgtāks nekā LED displejs, un virsmas spilgtums ir vienāds no visa skata leņķa. Gaisma no EL displeja nav virziena, tāpēc to nevar izmērīt Lumenā. EL displeja gaisma ir vienkrāsaina un tai ir ļoti šaurs joslas platums, un tā ir redzama no liela attāluma. EL gaismu var uztvert labi, jo gaisma ir viendabīga. EL ierīcei uzliktais spriegums kontrolē gaismas izvadi. Palielinoties spriegumam un frekvencei, proporcionāli palielināsies arī gaismas jauda.
EL-LIGHT
EL ierīces iekšpusē:
EL ierīces sastāv no plāna organiska vai neorganiska slāņa vai materiāla, kas leģēts ar pusvadītāju materiālu. Tas satur arī do-bikses, lai piešķirtu krāsu. Tipiskas vielas, ko izmanto EL ierīcēs, ir cinka sulfīds, kas leģēts ar varu vai sudrabu, zils dimants, kas leģēts ar boru, gallija arsenīds utt. Lai iegūtu dzelteni oranžu gaismu, izmantotais cimds ir cinka un mangāna maisījums. EL ierīcei ir divi elektrodi - Stikla elektrods un aizmugures elektrods. Stikla elektrods ir priekšējais caurspīdīgais elektrods, kas pārklāts ar indija oksīdu vai alvas oksīdu. Aizmugurējais elektrods ir pārklāts ar atstarojošu materiālu. Starp stikla un aizmugures elektrodiem atrodas pusvadītāju materiāls.
EL ierīces lietojumprogramma
Viens tipisks EL ierīces pielietojums ir paneļa apgaismojums, piemēram, automobiļu paneļa panelis. To lieto arī audio iekārtās un citos elektroniskajos sīkrīkos ar displejiem. Dažos klēpjdatoru modeļos pulvera fosfora panelis tiek izmantots kā aizmugures apgaismojums. Mūsdienās to galvenokārt izmanto portatīvajos datoros. EL ierīces apgaismojums ir pārāks par LCD apgaismojumu. To izmanto arī tastatūras apgaismojumā, pulksteņu ciparnīcās, kalkulatoros, mobilajos tālruņos utt. EL displeja enerģijas patēriņš ir ļoti mazs, tāpēc tas ir ideāls risinājums enerģijas taupīšanai ar akumulatoru darbināmās ierīcēs. EL displeja krāsa var būt zila, zaļa un balta utt.
Fotoattēlu kredīts
