Дополнительные функции и ШИМ для радиолюбительского светодиодного дисплея

Эта схема (Рисунок 1) показывает, как легко «к старым костям можно добавить новую плоть» и как можно добавить некоторые новые функции к простому светодиодному дисплею, опубликованному ранее [1].

Рисунок 1.	Модернизированный простой светодиодный дисплей, сохранивший прежний интерфейс, но получивший дополнительные функции.

Конструкция сохранила прежний интерфейс, хотя некоторые элементы управления имеют дополнительные функции.

Новыми особенностями конструкции являются:

• Идентификация дисплея ведущим микропроцессором;
• Управление яркостью (2 и более уровней);
• Более длинный интерфейсный кабель благодаря меньшей чувствительности к внешним электрическим шумам;
• Защита микросхем от потери напряжения питания;
• Сброс дисплея при включении питания (все сегменты зажжены);
• Свечение дисплея может быть погашено;
• Некоторые дополнительные функции, которые могут быть использованы для дальнейших модификаций или для внешних приложений;
• И, конечно же, ШИМ для истинных ценителей.

Если несколько устройств используют один и тот же разъем, ведущий микропроцессор может идентифицировать этот дисплей, считывая биты S5...S0 и сравнивая результат с кодом 110101.

Имеются 2 уровня статической яркости (хотя их может быть и больше).

Уровень определяется последовательностью программирования разрядов дисплея: от разряда, соответствующего LE0, до разряда, соответствующего LE1, или в обратной последовательности.

Выбор сохраняется с помощью RS-триггера, который управляет ключом на биполярном транзисторе Q1 (BC807).

Последовательность от LE1 до LE0 устанавливает на выходе RS-триггера значение A = 0, и биполярный транзистор Q1 открывается. Это соответствует полной яркости.

Последовательность от LE0 к LE1 устанавливает на выходе RS-триггера значение A = 1, поэтому транзисторный ключ Q1 закрыт, и светодиоды получают пониженный ток.

Тот же принцип можно использовать для добавления в интерфейс дополнительных функций.

Алгоритм работы интерфейса:

0. Исходное/отображаемое состояние: S3 = 0, S5 = 1, уровни на всех остальных входах не имеют значения;

Для изменения данных на дисплее необходимо выполнить следующую последовательность действий:

1. Установить адрес разряда на входах S2…S0;
2. На S3 вывести положительный строб 0-1-0, чтобы защелкнуть адрес;
3. Установить адрес сегмента на входах S2…S0;
4. Установить значение D: S4 = 1, если сегмент должен быть зажжен, S4 = 0, если сегмент должен быть выключен.
5. На S5 вывести отрицательный строб 1-0-1, чтобы защелкнуть значение D;
6. Для всех остальных сегментов повторить действия, начиная с шага 3. Когда все сегменты будут выведены, перейти к шагу 1, если остались необслуженные разряды.
7. Чтобы выключить дисплей: S3 = 1, S5 = 1

Таким образом, для получения ШИМ можно просто поиграть с входом S3, удерживая S5 = 1.

Коммутатор питания на Рисунке 2 еще проще и потребляет меньше энергии. Вместо ключей на биполярных транзисторах в нем используется сдвоенный коммутатор распределения питания TPS2092. Эта схема также ограничивает ток в случае перегрузки или короткого замыкания.

Рисунок 2.	Коммутатор питания, который проще и потребляет меньше энергии, чем коммутаторы на биполярных транзисторах, показанные на Рисунке 1.

Замечания:

• В этом случае необходимо ограничить V_CC уровнем не более 5.5 В;
• ШИМ будет несколько ограничена типичным временем нарастания ключа 2.5 мс.

Ссылки

1. Peter Demchenko. Светодиодный дисплей, адаптированный для радиолюбительских проектов

Материалы по теме

1. Datasheet Texas Instruments CD74HC14
2. Datasheet Texas Instruments CD74HC132
3. Datasheet Texas Instruments CD74HC137
4. Datasheet Texas Instruments CD74HC259
5. Datasheet Texas Instruments TPS2092D