|
|
|
Tipuri de circuite de afisare a informatiei alfanumerica, domenii de aplicabilitate
.LED-urile au un gabarit mic si permit
obtinerea unor culori diferite (rosu, verde, galben etc.). Pentru cifre mici culoarea cea
mai folosita este rosul, care
se observa bine pe fondul afisajului numeric. Pentru cifre mari, si mai ales pentru masuratori
de lunga durata (aparate de control in productie, aparate de tablou etc.), o culoare mai confortabila este cea
verde.La afisajele la care caracterele sunt realizabile din segmente, numarul segmentelor poate fi de 7-, 9-, 10-,
13-, 14-si 16-S. Este evident faptul ca odata cu cresterea
numarului de segmente creste si fiabilitatea reproducerii
caracterelor, iar circuitele de
decodificare/comanda se complica din ce in ce mai mult.
Celula cu 7 segmente avand toti anozii legati in comun , aprinderea unui led se realizeaza prin alimentarea anodului la Vcc=+5Vsi punerea unui segment la masa, acesta avind in serie o rezistenta de 100Ω.Este utilizat in acest sens un transistor fie un inversor cu colector i.n gol Chiar daca este mult mai confortabil sa lucram cu LCDuri, afisajele cu 7 segmente sunt inca un standard in industrie. Aceasta din cauza rezistentei la temperatura, vizibilitatii si unghiului larg de observare. Dimensiunea afisajului este masurata in milimetri; se masoara doar inaltimea digitului (nu carcasa, doar digitul!). Afisajele sunt disponibile cu digiti de inaltimi de 7, 10, 13.5, 20 sau 25 milimetri. Sunt de diferite culori incluzand: rosu, portocaliu si verde. Cea mai simpla metoda pentru a comanda un afisaj este prin intermediul unui driver de afisaj. Acestea sunt disponibile pentru pana la 4 afisaje. Alternativ, afisajele pot fi comandate de un microcontroler, si, daca este necesar mai mult decat un afisaj, metoda de comandare se numeste "multiplexare".
Principala diferenta dintre cele doua metode este numarul de linii de comanda. Un driver special poate avea numai o singura linie de tact si integratul de comanda va accesa toate segmentele si va incrementa afisajul. Daca avem doar un singur afisaj de comandat de catre microcontroler, vor fi necesare 7 linii plus una pentru punctul zecimal. Pentru a produce un afisaj cu 4, 5 sau 6 digiti, toate afisajele cu 7 segmente vor fi conectate in paralel. Linia comuna (linia catodului comun) este conectata separat si aceasta linie este conectata la zero logic pentru o perioada scurta de timp pentru a activa afisajul. Fiecare afisaj este activat de 100 ori pe secunda si vor da impresia ca toate afisajele sunt active in acelasi timp. In timp ce fiecare afisaj este activat, informatia trebuie livrata astfel incat el va afisa informatia corecta. Pot fi accesate pana la 6 afisaje in acest mod fara ca stralucirea fiecarui afisaj sa fie afectata. Fiecare afisaj este activat efectiv pentru 1/6 din timp si persistenta vizuala a ochilor da impresia ca afisajul este pornit tot timpul. Toate semnalele de sincronizare pentru afisaj sunt produse de program, avantajul unui afisaj controlat de un microcontroler este flexibilitatea. Afisajul poate fi configurat ca un contor crescator, contor descrescator si poate produce un numar de mesaje folosind literele alfabetului care pot fi usor de afisat.
4.2Sistem de afisare alfanumeric pe 35 puncte
In cadrul sistemelor de afisare alfanumerica a informatiilor se utilizeaza foarte frecvent si comod o structura de 7x5=35 puncte.Consideram ca aceste puncte sunt diode electroluminescente (LED-uri) iar dispunerea lor este realizata conform fig.4.4
Fig 4.4Sistem de afisare pe 35 puncte
Afisarea caracterelor se face prin aprinderea unui numar de LED-uri intr-o anumita combinatie specifica fiecarui caracter in parte. Aprinderea LED-urilor poate fi facuta fie prin baleierea liniilor fie prin baleierea coloanelor intr-un ritm suficient de rapid astfel incat sa se creeze senzatia unei afisari continue. Matricea de 35 puncte (in care 0 inseamna LED stins iar 1 inseamna LED aprins )caracteristica fiecarui caracter alfanumeric este memorata (pe linii sau coloane) intr-o memorie ROM sau EPROM numita , , generator de caractere".Cu ajutorul a 7 bitide adresa, se pot adresa 128 de caractere si in general aceste adrese reprezinta chiar codul ASCII(American Code for Information Interchanging) al caracterelor. Cele 128 de caractere ale codului ASCIIsunt impartite in trei grupe:
- 32 de caractere de control;
- 64 de caractere standard;
- 32 de caractere optionale.
Celulele cu 14 segmente permit formarea caracterelor alfanumerice si anume prima jumatate din codul ASCII corespunzator cifrelor, literelor si alte caractere grafice.Spre exemplu, litera D se formeaza prin aprinderea segmentelor a, b, c, d, h, l, iar restul segmentelor stinse.
4.4Display-uri inteligente cu 16 segmente
O alta categorie de display-uri o reprezintaafisajele inteligente, care au incorporate in modulul de afisaj un microcontroller in scopul afisari unui set de caractere.Un display se numeste intelligent daca este dotat cu electronic proprie integratain display, permitind realizarea tuturor operatiilor necesare generarii caracterelor, memorari, multiplexirii si afisarii in celule.Cele mai simple au 16 segmente pentru a se realiza mai usor atat caractere cat si semen sau simboluri semigerfice. Cele doua segmente suplimentare se obtin prin divizarea in doua a segmentelor a si d, obtinind 4 segmente codificate a1, a2, d1, d2.Un display inteligent se poate conecta direct la un microcontroller, microprocessor sau pentru testare, la un calculator PC pe portul paralel.Pentru exemplificare in fig. 4.6 se prezinta display-ul cu patru celule cu 16 segmente de tip HPDL-1414.Acesta are un ROM generator de caractere si un RAM de memorare a caracterelor ce se afisaza.
Intrari date 6
D0-D4 D5 D6 WRITE Decodificator de caractere 64x17 Driver de
segmentare BLANK
5
Intrari adrese 17 17 17
Scrie WR 
Fig.4.6 Schema bloc interna a display-ului HPDL-1414
Afisarea
caracterelor se face simplu, punind codulASCII pe intrarile D0, D1, , D6, apoi
selectind adresa celulei prin adresele A0, A1 si aplicind un impuls
logic-0 pe intrarea WR.In fig.4.7 se prezinta semnalele pe intrarile
celulei inteligente pentru a scrie in display caracterele ABCD.
WR
A1
A0
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
DIG3
DIG2
DIG1
DIG0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
NC
NC
NC
A
0
0
1
1
0
0
0
0
1
0
NC
NC
B
NC
0
1
0
1
0
0
0
0
1
1
NC
C
NC
NC
0
1
1
1
0
0
0
1
0
0
D
NC
NC
NC
1
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Datele inscrise anterior
Fig 4.7 Semnale de intrare
Din punct de vedere electric, display-ul se alimenteaza cu tensiune de +5V pe pinul-6 fata masa de pe pinul-7.Celula consuma pe intrare circa 0.1mA si necesita circa 2.5mA pentru fiecare segment.Aceasta arata ca pentru cazul aprinderii a 10 segmente pe fiecare celula, in total 40 segmente, curentul total pe display este de 100mA.
4.5Afisaje cu LCD
O alternativa la celulele cu diode Led dispuse in segmente o constituie celulele cu cristale lichide(Liquid Crystal Display)denumite pe scurt LCD. Cristalele lichide au fost descoperite de un botanist austriac in anul 1888. Starea de cristal lichid reprezinta o stare intermediara intre solidul cristalin si faza lichida obisnuita . Cristalele lichide sunt substante care se comporta atit ca lichid cit si ca solid.Moleculele in cristalele lichide se pot misca fiecare relativ usor , ca si moleculele intr-un lichid.Totusi toate moleculele dintr-un cristal lichid tind sa se orienteze in aceasi maniera, asemanator cu aranjamentul molecular din cristalele solide.Cristalele lichide retin lichidul si se solodifica natural numai la anumite temperaturi si presiuni.La o temperatura suficient de mare sau presiune mica, ordinea moleculelor se modifica ducind la transformarea unui cristal in cristal lichid..La o temperatura suficient de joasa si o presiune mare moleculele cristalelor lichide inceteaza sa se mai miste si cristalele lichide se transforma in cristale solide.Cristalele lichide pot fii grupate in doua categorii:
- cristale lichide termotrope
-cristalelichidebiotrope
Dispozitivele LCD sint realizate dintr-un lichid nematic cu cristale lungi, care
este introdus intre doua foi de sticla.In absenta unui cimp electric longitudinal, cristalele sunt
dispuse haotic astfel ca lumina care cade pe celule va da o culoare
mata.Proprietatile optice ale unui cristal lichid pot fi deseori
manipulate prin supunerea sa la un cimp electric sau magnetic care sa
schimbe orientarea moleculelor sale . De exemplu aplicind un mic cimp electric
anumite cristale lichide se schimba de la clar la tulbure, sau cistiga proprietatea de a roti
lumina polarizata. Dispozitivele cu cristale lichide sunt performante
si deseori utilizeaza mai putina putere decit dispozitivele
conventionale.Afisajele cu cristale lichide au urmatoarele caracteristici:
-stralucire
-contrastul culorilor
-vizibilitate foarte buna
-consum redus de energie
-timp de viata mare.
-memorie
Afisajele cu cristale lichide mai au avantajul ca pot fi alimentate cu energie de la baterii solare, permitand un cost redus.Afisajele cu cristale lichide (LCD) standard fabricate de firma SEIKO INSTRUMENTS INC sunt realizate in tehnologie TN (twisted nematic), ceea ce le asigura un contrast puternic si un unghi de vedere mare .Modelele produse sunt de diferite marimi si ca numar de digiti sunt diverse.Afisajele folosite de aceasta firma sunt foarte avantajoase deoarece pot satisface dorintele clientilor in ce priveste dimensiunile si numarul variabil de digiti sau semne speciale.
Celulele LCD prezinta urmatoarele dezavantaje:
-viteza mica de reactie
-imposibiliotatea multiplexarii (necesita o comanda mai complicata)
Afisajele alfanumerice cu cristale lichide sunt noutati de ultima ora, ceea ce a permis marilor firme de calculatore sa obtina produse din ce in ce mai complexe si sa satisfaca cele mai exigente cerinte din partea clientilor din intreaga lume.Cele mai simple celule LCD au forma dispusa in 7 segment, asemanator celulelor cu LED-uri.O astfel de celula este prezentata in figura 4.8
Fig 4.8 Celula LCD cu 7 segmente
Pe aceasta figura se pot distinge cele 7 segmente(a, b, c, d, e, f, g) punctul zecimal (dp), precum si pinul comun de alimentare EC.Datorita inertiei cristalelor LCD, pe pinul comun trebuie aplicat un semnal de nivel mai ridicat, avind forma periodica dreptunghiulara (STROBE).Acest semnal mentine alimentat display-ul doar 1/30, ..1/200 secunde, timp sufficient pentru afisarea continua, datorita inertiei cristalelor.Pentru comanda unei astfel de cellule se poate folosi circuitulCMOS integrat MMC-4055 care contine toate elementele necesare pentru o celula LCD.Dupa cum se poate observa din fig 4.8 pentru alimentarea pinului comun EC pe intrarea DI se aplica un semnal rectangular cu frecventa intre (30..200)Hz iar pe intrarile A, B, C, D codul HEXA care trebuie afisat conform fig. 4.9
|
A |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
B |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
C |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
D |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
L |
H |
P |
A |
|
|
Fig 4.9 Coduri pentru afisaj
Mai multe asemena celule se conecteaza intre ele formind afisaje LCD.
