Reklama

Základy řízení sedmisegmentových displejů – Řízení bez speciálních obvodů

Úvod

Použití sedmisegmentových displejů patří k základům i v dnešní době plné barevných grafických LCD displejů. V tomto článku se zaměříme na různé principy jejich ovládání a na jednotlivé výhody a nevýhody.
Postupů, jak ovládat sedmisegmentové displeje je hodně, ale my si probereme čtyři různé varianty. V tomto příspěvku se zaměříme na metody, které nepotřebují k řízení žádné specializované obvody.

Přímé řízení

Jako první můžeme připojit sedmisegmentový displej přímo k vývodům mikrokontroléru. Tímto způsobem řídíme jeden segment jedním pinem mikrokontroléru. Výhoda je v jednoduchosti zapojení. Nevýhod je ovšem více. Pro tento typ řízení potřebujeme značné množství pinů (osm pro každý sedmisegmentový displej, pokud počítáme i tečku), proto je také toto řešení s větším počtem použitých sedmisegmentových displejů nepoužitelné. Další nevýhodou je, že musíme myslet na proudové zatížení výstupů mikrokontroléru. Samozřejmě lze jednotlivé výstupy posílit např. tranzistorem. Návod na posílení výstupního pinu mikrokontroléru lze nalézt ZDE. Tím ale poté ztratíme už do značné míry jednoduchost zapojení. V některých článcích zde na webu byl tento způsob použitý, právě díky své jednoduchosti. Použití tohoto způsobu pro dva sedmisegmentové displeje ukazuje Obr. 1.

Obr. 1: Přímé řízení sedmisegmentových displejů

Obr. 1: Přímé řízení sedmisegmentových displejů

Jednotlivé hodnoty rezistorů se liší v závislosti na použitém sedmisegmentovém displeji. Výpočet hodnoty rezistoru je stejný jako pro obyčejnou LED diodu. Návod lze nalézt ZDE.
 

Multiplexní řízení

Druhým způsobem ovládání několika sedmisegmentových displejů bez použití speciálních obvodů je multiplexní řízení. Tento princip se používá, pouze pokud je nutné připojit víc sedmisegmentových displejů. Tato metoda spočívá v tom, že jsou jednotlivé stejné vývody všech sedmisegmentových displejů spolu spojeny, např. všechny vývody “a”, poté všechny vývody “b”apod. Tím dostaneme vždy osm využitých pinů mikrokontroléru pro řízení zobrazeného znaku, ať přidáme jakékoli množství sedmisegmentových displejů. K těmto osmi pinům ale navíc potřebujeme ke každému sedmisegmentovému displeji jeden pin mikrokontroléru pro řízení rozsvícení. Tím spínáme společný vývod displeje pomocí tranzistoru. Ke spínání lze použít bipolární, nebo unipolární tranzistor. Může se jednat o displej se společnou katodou, nebo se společnou anodou. Zobrazení znaků probíhá následujícím způsobem:
 
 
– Nastavíme znak na datové sběrnici segmentů (a – dp), který chceme zobrazit na prvním displeji.
 
– Sepneme na krátký časový interval pouze první tranzistor, aby došlo k zobrazení znaku pouze na prvním displeji.
 
– Vypneme první tranzistor.
 
– Nastavíme znak na datové sběrnici segmentů ( a – dp), který chceme zobrazit na druhém displeji.
 
– Sepneme na krátký časový interval pouze druhý tranzistor, aby došlo k zobrazení znaku pouze na druhém displeji.
 
– Vypneme druhý tranzistor.
 
– Pokračujeme až do posledního displeje a poté znovu začneme od prvního displeje.
 
 
Pokud budeme dostatečnou rychlostí přepínat mezi zobrazenými znaky (frekvence cca 50 Hz pro všechny displeje), tak se nám bude zdát, že jsou všechny vývody rozsvíceny, protože lidské oko není schopné tak rychlé změny vnímat. Výhoda tohoto řízení je poměrně malý počet vývodů. Nevýhoda je, že musíme programově neustále obnovovat zobrazené znaky v nekonečné smyčce. Další nevýhodou je, že s narůstajícím počtem sedmisegmentových displejů klesá jas, protože se snižuje střída rozsvícení pro jednotlivé displeje. S tím je nutné počítat při návrhu protékajícího proudu sedmisegmentovými displeji. Názorné zobrazení této metody řízení ukazuje Obr. 2.

Obr. 2: Multiplexní řízení sedmisegmentových displejů

Obr. 2: Multiplexní řízení sedmisegmentových displejů

V příštích příspěvcích budou popsány dvě metody, které využívají speciální obvody. Jedná se o obvody 74HCT595 a SAA1064.

 
Aktualizace: 05.02.2017
 

Následující a předchozí příspěvek v kategorii:

 
Následující: Základy řízení sedmisegmentových displejů – Řízení pomocí obvodu 74HCT595
Předchozí: Použití převodníku USB – UART
 
Tajned facebook
 

Za případné chyby v textu, ve zdrojovém kódě, nebo ve schématickém zapojení se omlouváme.
AUTOŘI NEBEROU ŽÁDNOU ODPOVĚDNOST ZA PŘÍPADNÉ ÚJMY NA ZDRAVÍ ČI MAJETKU.