Benabadji Noureddine
EDN
Как известно, существует немало способов решения задачи по управлению множеством светодиодов с минимальным использованием линий ввода/вывода микроконтроллера, начиная от аппаратных решений на регистрах сдвига и специализированных микросхемах расширителей портов [5], и заканчивая различными программными подходами мультиплексирования [6]. Одному из методов программного мультиплексирования линий ввода/вывода (Charlieplexing) посвящено несколько публикаций на сайте Радиолоцман [1-4], из которых вы сможете узнать все преимущества и недостатки последнего.
В этой статье мы познакомимся с новой техникой управления шестью светодиодами при использовании всего лишь двух линий ввода/вывода микроконтроллера и комплементарной пары биполярных транзисторов, и, таким образом, практически применимой для любого микроконтроллера с малым количеством выводов. Принципиальная схема подключения светодиодов к микроконтроллеру серии PIC10F2xx изображена на Рисунке 1.
 |
|
| Рисунок 1. | Принципиальная схема подключения шести светодиодов к двум выводам микроконтроллера PIC10F200. |
Основное ограничение в схеме: напряжение питания микроконтроллера должно быть в диапазоне 2.0 В – 3.0 В. Например, если включен светодиод LED2 (Таблица 1), светодиоды LED4 и LED6 также будут «засвечиваться» в случае, если напряжения питания будет намного выше уровня 3.0 В. В схеме могут использоваться любые маломощные биполярные транзисторы, но с целью сохраненения одинаковой яркости свечения всех светодиодов, рекомендуется применять транзисторы с низким напряжением насыщения коллектор-эммитер (Uкэ нас, VCE(sat)).
Особого описания схема не требует, а алгоритм управления светодиодами легко понять по Таблице 1. Учитывайте, что состояния (0,0) и (1,1) недопустимы.
Таблица 1. Cостояния выходов микроконтроллера для управления шестью светодиодами.
| Линии ввода/вывода |
Светодиоды | |||||||
| Состояние | GP0 | GP1 | LED1 | LED2 | LED3 | LED4 | LED5 | LED6 |
| 0 | Z | Z | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 3 | 1 | Z | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 4 | 0 | Z | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 5 | Z | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 6 | Z | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
Для проверки работоспособности схемы автор использовал самый маленький и простой микроконтроллер PIC10F200. Исходные коды на ассемблере для микроконтроллеров PIC10F200 и PIC10F322, доступные в секции загрузок, демонстрируют два режима работы светодиодов.
Обратите внимание, что в один момент времени светится только один светодиод, а ток через светодиоды минимален (до 2 мА), поэтому используются светодиоды высокой яркости, а для включения светодиодов микроконтроллером генерируются последовательности коротких импульсов. Исходный код снабжен подробными комментариями, оптимизирован по размеру и занимает в памяти менее 256 слов, что позволяет использовать любой другой микроконтроллер PIC с малым количеством выводов.
Загрузки
Исходные коды – скачать
Дополнитиельные материалы:
- Повышение эффективности использования цифровых линий ввода/вывода микроконтроллеров.
- Мультиплексирование «методом Чарли» (Charlieplexing) с высоким коэффициентом заполнения.
- Подключение семи RGB светодиодов к микроконтроллеру ATtiny13.
- Светодиодная матрица 11×10 на одном микроконтроллере.
- Единственная линия порта ввода-вывода микроконтроллера управляет шкальным индикатором.
- Подключение восьми семисегментных индикаторов к микроконтроллеру с использованием 8 линий ввода/вывода.
