מכשירי תצוגה הם מכשירי הפלט להצגת מידע בטקסט או בצורת תמונה. מכשיר פלט הוא דבר המספק דרך להציג מידע לעולם החיצון. לצורך הצגת המידע בצורה הולמת התקנים אלה חייבים להיות נשלטים על ידי התקנים חיצוניים אחרים. ניתן לעשות שליטה על ידי ממשק צגים אלה למכשירי השליטה.
מיקרו-בקרים שימושיים במידה שהם מתקשרים עם התקנים חיצוניים, כגון מתגים, לוח מקשים, צגים, זיכרון ואפילו מיקרו-בקרים אחרים. פותחו טכניקות ממשק רבות כדי לפתור את הבעיות המורכבות לתקשורת עם תצוגות.
תצוגות מסוימות יכולות להציג ספרות ותווים אלפאנומריים בלבד. תצוגות מסוימות יכולות להציג תמונות וכל סוגי התווים. הצגים הנפוצים ביותר יחד עם מיקרו-בקרים הם נוריות LED, LCD, GLCD ותצוגות 7 קטעים
תן לנו להציג פרטים על כל סוג של תצוגות זמינות
תצוגה באמצעות LED:
דיודת פולטות אור (LED) היא המכשיר הנפוץ ביותר להצגת מצב של סיכות מיקרו-בקר. התקני תצוגה אלה משמשים בדרך כלל לחיווי אזעקות, כניסות וטיימרים. ישנן שתי דרכים בהן אנו יכולים לחבר נוריות ליחידת מיקרו-בקר. שתי דרכים אלה הן היגיון פעיל פעיל והיגיון נמוך פעיל. היגיון פעיל פעיל פירושו שהנורית תהיה דולקת כאשר סיכת היציאה היא 1 והנורית תהיה כבויה כאשר הסיכה היא 0. פעיל גבוה אומר שהנורית תהיה כבויה כאשר סיכת היציאה היא 1 והנורית דולקת כאשר סיכת היציאה היא 0.
חיבור LED נמוך פעיל עם פין מיקרו-בקר
תצוגת LED עם 7 מגזרים:
ניתן להשתמש בתצוגת LED עם 7 קטעים להצגת ספרות ומעט תווים. תצוגת שבעה קטעים מורכבת מ -7 נוריות מסודרות בצורת ריבוע '8' ונורית בודדת כתו נקודה. ניתן להציג תווים שונים על ידי בחירת פלחי ה- LED הנדרשים. תצוגת 7 שבעה קטעים היא תצוגה אלקטרונית, המציגה מידע דיגיטלי 0-9. הם זמינים במצב קתודה משותף ובמצב אנודה משותף. ישנם קווי מצב ב- LED, האנודה ניתנת למסוף החיובי והקטודה ניתנת למסוף השלילי ואז ה- LED יבריק.
בקתודה משותפת, המסופים השליליים של כל נוריות הנוריות מחוברים לסיכות המשותפות לקרקע ונורית מסוימת זוהרת כאשר הסיכה המקבילה שלה ניתנת גבוה. הקתודות של כל נוריות ה- LED מחוברות יחדיו למסוף יחיד והאנודות של כל ה- LED נשארות לבדן.
בסידור אנודות נפוץ, לסיכה המשותפת ניתן היגיון גבוה וסיכות ה- LED ניתנות נמוכות כדי להציג מספר. באנודה משותפת, כל האנודות מחוברות יחד וכל הקטודות נותרות לבדן. לכן כאשר אנו נותנים שהאות הראשון הוא גבוה או 1 אז רק יש רזה בתצוגה אם לא אין רזה בתצוגה.
דפוס LED להצגת ספרות באמצעות תצוגה בת 7 קטעים
ממשק תצוגה בת 7 קטעים עם מיקרו-בקר 8051
תצוגת LED מטריקס נקודה:
תצוגת LED של מטריצת הנקודות מכילה את קבוצת הלדים כמערך דו מימדי. הם יכולים להציג סוגים שונים של תווים או קבוצת תווים. תצוגת מטריצת הנקודות מיוצרת במידות שונות. סידור נוריות ה- LED בתבנית המטריצה מתבצע באחת משתי הדרכים: קתודת עמודות של שורות האנודה או האנודה של עמודת השדה. באמצעות תצוגת מטריצת נקודה זו אנו יכולים להפחית את מספר הפינים הנדרשים לשליטה בכל נוריות הנוריות.
מטריצת נקודה היא מערך דו מימדי של נקודות המשמש לייצוג תווים, סמלים ומסרים. מטריצת נקודות משמשת בתצוגות. זהו מכשיר תצוגה המשמש להצגת מידע במכשירים רבים כמו מכונות, שעונים, אינדיקטורים ליציאת רכבת וכו '.
מטריצת נקודת LED מורכבת ממערך של נוריות LED המחוברות כך שהאנודה של כל נורית LED מחוברת יחד באותה העמודה והקטודה של כל נורית LED מחוברת יחד באותה שורה או להיפך. תצוגת מטריצת נקודה לד יכולה להגיע גם עם מספר נוריות LED בצבעים שונים מאחורי כל נקודה במטריצה כמו אדום, ירוק, כחול וכו '.
כאן כל נקודה מייצגת עדשות מעגליות מול נוריות LED. זה נעשה כדי למזער את מספר הסיכות הנדרש להניע אותם. לדוגמא, מטריצת 8X8 של נוריות LED תצטרך 64 סיכות קלט / פלט, אחת לכל פיקסל LED. על ידי חיבור כל האנודות של נוריות LED יחד בעמודה וכל הקתודות יחד בשורה, המספר הנדרש של סיכות קלט ופלט מצטמצם ל 16. כל נורית תטופל על ידי מספר השורה והעמודה שלה.
תרשים של מטריקס 8X8 LED באמצעות 16 פינים של קלט / פלט
תרשים של מטריקס 8X8 LED באמצעות 16 פינים של קלט / פלט
שליטה על מטריקס LED:
מכיוון שכל נוריות הנורה במטריצה חולקות את המסופים החיוביים והשליליים שלהן בכל שורה ועמודה, לא ניתן לשלוט על כל נורית באותו זמן. המטריצה נשלטה דרך כל שורה במהירות רבה על ידי הפעלת סיכות העמודים הנכונות כדי להדליק את נוריות ה- LED הרצויות עבור אותה שורה מסוימת. אם המעבר נעשה בקצב קבוע, בני אדם לא יכולים לראות את ההודעה המוצגת, מכיוון שעין אנושית לא יכולה לזהות את התמונות עם אלפיות השנייה. לפיכך יש לשלוט על הצגת הודעה על מטריצת LED, כאשר השורות נסרקות ברצף בקצב העולה על 40 מגה-הרץ תוך שליחת נתוני העמודות באותו קצב בדיוק. סוג זה של שליטה יכול להיעשות בממשק שלי עם תצוגת מטריצת ה- LED עם המיקרו-בקר.
ממשק תצוגת מטריקס LED עם מיקרו-בקר:
בחירת מיקרו-בקר להתממשקות עם תצוגת מטריצת LED אשר אמורה להיות נשלטת תלויה במספר סיכות הכניסה והפלט הדרושות לשליטה בכל נוריות ה- LED בתצוגת המטריצה הנתונה, בכמות הזרם שכל סיכה יכולה למקור ולשקוע ובמהירות שבו המיקרו-בקר יכול לשלוח אותות בקרה. עם כל המפרטים הללו, ניתן לבצע ממשק לתצוגת מטריצת LED עם מיקרו-בקר.
באמצעות 12 סיכות קלט / פלט השולטות בתצוגת מטריקס של 32 נוריות נוריות
12 סיכות קלט / פלט השולטות בתצוגת המטריצה של 32 נוריות נוריות
בתרשים שלמעלה בכל תצוגת שבע קטעים יש 8 נוריות נוריות. מכאן שמספר הנוריות הכולל הוא 32. לשליטה בכל 32 נוריות ה- LED יש צורך בשורות מידע ו -4 קווי בקרה כלומר להצגת הודעה על המטריצה של 32 נוריות, יש צורך ב -12 קווים כאשר הם מחוברים בסימון מטריצה. באמצעות הוראות המיקרו-בקר ניתן להמיר לאותות שמדליקים או מדליקים את נורות המטריצה. אז ניתן להציג את ההודעה הנדרשת. על ידי שליטה באמצעות המיקרו-בקר, אנו יכולים לשנות אילו נוריות צבע נדלקות במרווחים אחידים.
ישנן מספר אפשרויות לבחירת מיקרו-בקר ומטריקס LED. הדרך הקלה ביותר היא תחילה לבחור את מטריצת הנקודות לד ואז לבחור מיקרו-בקר שזקוק לבקרת הדרישות של נוריות. לאחר השלמת הבחירות הללו, חלק עיקרי טמון בתכנות לסריקת העמודות ולהזנת השורות בערכים המתאימים למטריקס LED כדי להציג דפוסים שונים להצגת הודעה נדרשת.
תצוגת גביש נוזלי (LCD):
לתצוגת גביש נוזלי (LCD) יש חומר המאגד את המאפיינים של נוזלים וגבישים כאחד. יש להם טווח טמפרטורות שבתוכו החלקיקים הם למעשה ניידים כפי שהם עשויים להיות בנוזל, אולם הם נאספים בצורת סדר הדומה לגביש.
ה- LCD הוא מכשיר פלט אינפורמטיבי הרבה יותר מאשר נורית LED אחת. ה- LCD הוא תצוגה שיכולה להציג תווים בקלות על גבי המסך שלה. יש להם כמה שורות לתצוגות גדולות. כמה מסכי LCD תוכננו במיוחד עבור יישומים ספציפיים להצגת תמונות גרפיות. נעשה שימוש נפוץ במודול 16 × 2 LCD (HD44780). מודולים אלה מחליפים 7-קטעים ונוריות-LED רבות אחרות. ניתן להתממשק LCD בקלות עם מיקרו-בקר כדי להציג הודעה או סטטוס של המכשיר. ניתן להפעיל אותו בשני מצבים: מצב 4 ביט ומצב 8 ביט. LCD זה כולל שני רושמים, כלומר רישום פקודות ורשום נתונים. יש לו שלוש שורות בחירה ושמונה קווי נתונים. על ידי חיבור שלושת קווי הבחירה וקווי הנתונים עם המיקרו-בקר, ניתן להציג את ההודעות על גבי LCD.
הוראות LCD מוגדרות לשליטה בתצוגת LCD באמצעות מיקרו-בקרים
ממשק תצוגת LCD 16 × 2 עם מיקרו-בקר 8051
באיור לעיל 3 שורות נבחרות EN, R / W, RS ישמשו לשליטה בתצוגת LCD. סיכת EN תשמש להפעלת תצוגת LCD לתקשורת עם מיקרו-בקר. RS ישמש לבחירת רישום.
כאשר מוגדר RS מיקרו בקר ישלח הוראות כנתונים וכאשר RS ברור מיקרו בקר ישלח את ההוראות כפקודות. לכתיבת נתונים RW צריך להיות 0 ולקריאת RW צריך להיות 1.
LC
תיאור PIN
ממשק 16 × 2 LCD עם מיקרו-בקר:
ממשק 16 × 2 LCD עם מיקרו-בקר:התקני מיקרו-בקר רבים משתמשים בתצוגות LCD חכמות להפקת מידע חזותי. עבור אוטובוס נתונים של 8 סיביות, התצוגה דורשת אספקת + 5 וולט בתוספת 11 קווי קלט / פלט. אוטובוס נתונים של 4 סיביות דורש קו אספקה וכן 7 קווים נוספים. כאשר תצוגת LCD אינה מופעלת, קווי הנתונים הם במצב תלת-ממדי, כלומר הם נמצאים במצב של עכבה גבוהה ומשמעות הדבר היא שהם אינם מפריעים לפעולת המיקרו-בקר כאשר לא משתמשים בתצוגה.
שלושת קווי הבקרה מכונים EN, RS ו- RW.
- קו הבקרה EN (Enable) משמש לשליחת הנתונים ל- LCD. מעבר גבוה לנמוך בסיכה זו יאפשר את המודול.
- כאשר RS או Register Select נמוכים, יש להתייחס לנתונים כהוראת פקודה. כאשר ה- RS גבוה, הנתונים הנשלחים מוצגים על המסך. למשל, כדי להציג כל תו על המסך, הגדרנו RS גבוה.
- כאשר שורת בקרת RW או קריאה / כתיבה נמוכה, המידע באוטובוס הנתונים נכתב ל LCD. כאשר RW גבוה, התוכנית קוראת ביעילות את ה- LCD. קו RW תמיד יהיה נמוך.
אוטובוס הנתונים מורכב מ -4 או 8 קווים, זה תלוי במצב הפעולה שנבחר על ידי המשתמש. הקווים של אוטובוס נתונים של 8 סיביות מכונים DB0, DB1, DB2, DB3, DB4, DB5, DB6 ו- DB7.
יישום אופייני לתצוגת LCD בגודל 16 × 2:
ביישום זה אנו עוקבים אחר מושג מסוג CAN (Control Area Network) המשמש בדרך כלל במכוניות, מכוניות ותעשיות. כפי שהשם מרמז, רשת אזור הבקרה פירושה שמיקרו-בקר מחובר באופן רשת כמו מחשבים כך שהוא יכול להחליף נתונים בינם לבין עצמם. כאן אנו משתמשים בשני מיקרו-בקרים המחוברים בצורה רשתית על ידי זוג חוטים המחוברים לסיכה 10 ו -11 (כלומר, P3.0, P3.1) של יציאה 3 של כל סיכות מיקרו-בקר להעברה וקליטה של נתונים בינם לבין עצמם עם עזרה של תקשורת טורית RS232 באמצעות זוג חוטים. כאשר המיקרו-בקר הראשון מתממשק למקלדת המטריצה 4 × 3 המחוברת ליציאות קלט של המיקרו-בקר הראשון והמיקרו-בקר השני מממשק לתצוגת LCD כדי לקבל נתונים ממיקרו-הבקר הראשון. LCD שבו אנו משתמשים הוא 16 × 2 שיכול להציג 16 תווים בשתי שורות.
עבור כל מיקרו-בקר כתוב תוכנית נפרדת ב- C וקבצי Hex שלה נצרבים על המיקרו-בקר המתאים. כאשר אנו מפעילים חשמל על המעגל אז LCD מציג הודעה מחכה שמשמעותו שהוא ממתין לכמה נתונים. לדוגמא סיסמה כמו 1234, כאשר לוחצים על 1 ממקלדת אז LCD מציג 1 וכאשר לוחצים על 2 הוא מציג 2 ואותו עבור 3 אך כאשר לוחצים על 4 ממקלדת כולם מוצגים ותקשורת נתונים מתבצעת דרך Rx ו- Tx זוג כדי ליצור טרנזיסטור להתנהלות. אם אנו מזינים סיסמה שגויה אז זמזם יישמע המציין סיסמה שגויה.
תצוגות LCD גרפיות:
למסכי 16X2 LCD יש מגבלות משלהם. הם יכולים להציג תווים עם מגבלות מסוימות. ניתן להשתמש במסכי ה- LCD הגרפיים להצגת תווים ותמונות מותאמים אישית. צגי ה- LCD הגרפיים מוצאים שימוש ביישומים רבים כמו משחקי וידאו, טלפונים ניידים ומעליות כיחידות תצוגה. ה- GLCD הנפוץ ביותר הוא JHD12864E. LCD זה בפורמט תצוגה של 128 × 64 נקודות. מסכי LCD גרפיים אלה נחוצים לבקרים לביצוע פעולותיו הפנימיות. במסכי LCD אלה יש תוכניות עמודים. ניתן להבין את תוכניות העמודים באמצעות הטבלה הבאה. כאן CS מייצג בחירת בקרה.
ערכת עמודים עבור ה- LCD הגרפי JHD12864E
LCD 128 × 64 מרמז על 128 עמודות ו -64 שורות. התמונות יוצגו בצורה של פיקסלים בשונה מ- LCD נוריות נוריות.
טכנולוגיית תצוגה אלקטרולומנטית
טכנולוגיית תצוגה אלקטרולומנטית היא אחת הטכניקות הנפוצות ביותר בימינו לפתרונות תצוגה. הם בעצם סוג של צג שטוח.
תצוגות LED וזרחן פופולריות כיום המשתמשות בעקרון של אלקטרולומינסנציה. זהו המאפיין שבזכותו מוליך למחצה פולט פוטונים או קוונטים של אנרגיית אור כאשר הוא מסופק עם חשמל. אלקטרולומינסנציה נובעת מהמחזור הרדיואקטיבי של אלקטרונים וחורים על ידי השפעת מטען חשמלי. ב- LED, חומר הסמים מהווה את צומת ה- p-n המפריד בין האלקטרונים לחורים. כאשר הזרם עובר דרך ה- LED, מתבצע רקומבינציה מחדש של אלקטרונים וחורים וכתוצאה מכך פליטת פוטונים. אך בתצוגות זרחן, מנגנון פליטת האור שונה. על ידי השפעת המטען החשמלי, האלקטרונים מואצים המובילים לפליטת אור.
עקרון פעולה בסיסי
תצוגה אלקטרולומנטית מורכבת מסרט דק של חומר זרחני דחוק בין שתי צלחות, אחת מהן מצופה חוטים אנכיים ואחת חוט אופקי. כאשר הזרם עובר דרך החוטים, החומר בין הלוחות מתחיל להאיר.
תצוגת EL נראית בהירה יותר מתצוגת LED ובהירות המשטח נראית זהה מכל זווית הראייה. האור מתצוגת EL אינו מכוון כך שאי אפשר למדוד אותו בלומנס. האור מתצוגה EL הוא מונוכרומטי ובעל רוחב פס צר מאוד ונראה למרחק רב. ניתן להבחין באור ה- EL שכן האור הוא הומוגני. המתח המופעל על מכשיר ה- EL שולט על תפוקת האור. כאשר המתח והתדר גדלים, תפוקת האור גם תגדל באופן פרופורציונלי.
EL-LIGHT
בתוך מכשיר ה- EL:
מכשירי ה- EL מורכבים משכבה דקה או מחומר מסומם אורגני או אורגני עם חומר מוליך למחצה. הוא מכיל גם מכנסי עשה לתת צבע. חומרים אופייניים המשמשים במכשירי EL הם אבץ גופריתי המסומם בנחושת או כסף, יהלום כחול המסומם בבורון, גליום ארסניד וכו '. בכדי לתת אור צהוב-כתום, מכנס התעשייה המשמש הוא תערובת אבץ ומנגן. למכשיר ה- EL יש שתי אלקטרודות - אלקטרודה מזכוכית ואלקטרודה אחורית. אלקטרודת הזכוכית היא האלקטרודה השקופה הקדמית המצופה באינדיום אוקסיד או תחמוצת הפח. האלקטרודה האחורית מצופה בחומר מחזיר אור. בין האלקטרודות הזכוכית לגב, חומר המוליכים למחצה קיים.
יישום מכשיר EL
יישום טיפוסי אחד של מכשיר EL הוא תאורת הפאנלים כמו לוח לוח המחוונים לרכב. הוא משמש גם בציוד שמע ובגאדג'טים אלקטרוניים אחרים בעלי תצוגות. בחלק מהיצרכים של מחשבים ניידים, לוח אבקת הזרחן משמש כאור האחורי. משתמשים בו בעיקר במחשבים ניידים בימינו. התאורה של מכשיר EL עדיפה על זו של LCD. הוא משמש גם בתאורת לוח מקשים, בחיוגי שעון, במחשבונים, בטלפונים ניידים וכו '. צריכת החשמל של תצוגת EL נמוכה מאוד כך שהיא מהווה פיתרון אידיאלי לחיסכון בחשמל במכשירים המופעלים באמצעות סוללות. צבע תצוגת EL עשוי להיות כחול, ירוק ולבן וכו '.
אשראי צילום
