K dispozici jsou 3 různé typy displejů

Vyzkoušejte Náš Nástroj Pro Odstranění Problémů





Zobrazovací zařízení jsou výstupní zařízení pro prezentaci informací v textové nebo obrazové formě. Výstupní zařízení je věc, která poskytuje způsob, jak ukázat informace vnějšímu světu. Pro zobrazení informací vhodným způsobem musí být tato zařízení ovládána některými jinými externími zařízeními. Ovládání lze provést propojením těchto displejů s ovládacími zařízeními.

Mikrokontroléry jsou užitečné do té míry, že komunikují s externími zařízeními, jako jsou přepínače, klávesnice, displeje, paměť a dokonce i další mikrokontroléry. Pro řešení komplexních problémů při komunikaci s displeji bylo vyvinuto mnoho technik rozhraní.




Některé displeje mohou zobrazovat pouze číslice a alfanumerické znaky. Některé displeje mohou zobrazovat obrázky a všechny typy znaků. Nejběžněji používané displeje spolu s mikrokontroléry jsou LED, LCD, GLCD a 7segmentové displeje

Podívejme se na podrobnosti o každém typu dostupných displejů

Zobrazení pomocí LED:



Světelná dioda (LED) je nejčastěji používaným zařízením pro zobrazování stavu pinů mikrokontroléru. Tato zobrazovací zařízení se běžně používají k indikaci alarmů, vstupů a časovačů. Existují dva způsoby, jak můžeme připojit LED k jednotce mikrokontroléru. Těmito dvěma způsoby jsou aktivní vysoká logika a aktivní nízká logika. Aktivní vysoká logika znamená, že LED bude svítit, když je kolík portu 1 a LED bude VYPNUTA, když je kolík 0. Aktivní vysoká znamená, že LED bude nesvítí, když je kolík portu 1 a LED bude svítit, když je kolík portu 0.

Aktivní nízké LED připojení s kolíkem mikrokontroléru

Aktivní nízké LED připojení s kolíkem mikrokontroléru

7segmentový LED displej:

7segmentový LED displej lze použít k zobrazení číslic a několika znaků. Sedmisegmentový displej se skládá ze 7 LED diod uspořádaných do tvaru čtverce „8“ a jedné LED jako tečkovaného znaku. Výběrem požadovaných segmentů LED lze zobrazit různé znaky. Displej se sedmi segmenty je elektronický displej, který zobrazuje 0-9 digitálních informací. Jsou k dispozici v běžném katodovém režimu a v běžném anodovém režimu. V LED jsou stavové čáry, anoda je dána kladné svorce a katoda je dána záporné svorce, pak LED bude svítit.


U společné katody jsou záporné vývody všech LED připojeny ke společným kolíkům k zemi a konkrétní LED svítí, když je odpovídající pin vysoký. Katody všech LED jsou spojeny dohromady do jedné svorky a anody všech LED jsou ponechány osamocené.

V běžném uspořádání anody má společný kolík vysokou logiku a kolíky LED jsou nízké, aby zobrazovaly číslo. Ve společné anodě jsou všechny anody spojeny dohromady a všechny katody zůstávají samy. Když tedy dáme první signál je vysoký nebo 1, pak je na displeji pouze štíhlé zobrazení, pokud ne, není štíhlé zobrazení.

LED vzor pro zobrazení číslic pomocí 7segmentového displeje

LED vzor pro zobrazení číslic pomocí 7segmentového displeje

Propojení 7segmentového displeje s mikrokontrolérem 8051

Propojení 7segmentového displeje s mikrokontrolérem 8051

Dot Matrix LED displej:

Dot matrix LED display obsahuje skupinu LED jako dvourozměrné pole. Mohou zobrazit různé typy znaků nebo skupinu znaků. Dot matrix display se vyrábí v různých rozměrech. Uspořádání LED diod v maticovém vzoru se provádí jedním ze dvou způsobů: řádková anoda-sloupcová katoda nebo řádková katoda-sloupcová anoda. Použitím tohoto maticového displeje můžeme snížit počet pinů potřebných pro ovládání všech LED.

Matice teček je dvourozměrné pole teček používaných k reprezentaci znaků, symbolů a zpráv. Na displejích se používá bodová matice. Jedná se o zobrazovací zařízení sloužící k zobrazování informací na mnoha zařízeních, jako jsou stroje, hodiny, ukazatele odjezdů železnice atd.

Bodová matice LED se skládá z řady LED, které jsou spojeny tak, že anoda každé LED je spojena dohromady ve stejném sloupci a katoda každé LED je spojena dohromady ve stejné řadě nebo naopak. LED bodový maticový displej může být také vybaven několika LED diodami různých barev za každou tečkou v matici, jako je červená, zelená, modrá atd.

Zde každá tečka představuje kruhové čočky před LED diodami. Důvodem je minimalizace počtu pinů potřebných k jejich pohonu. Například matice LED 8X8 by potřebovala 64 I / O pinů, jeden pro každý LED pixel. Spojením všech anod LED společně ve sloupci a všech katod společně v řadě se požadovaný počet vstupních a výstupních pinů sníží na 16. Každá LED bude adresována číslem jejího řádku a sloupce.

Schéma 8X8 LED Matrix s použitím 16 I / O pinů

Schéma 8X8 LED Matrix s použitím 16 I / O pinů

Schéma 8X8 LED Matrix s použitím 16 I / O pinů

Ovládání LED Matrix:

Protože všechny LED v matici sdílejí své kladné a záporné svorky v každém řádku a sloupci, není možné ovládat každou LED současně. Matice byla velmi rychle řízena každým řádkem spuštěním správných kolíků sloupců, aby rozsvítily požadované LED pro daný řádek. Pokud je přepínání provedeno s pevnou frekvencí, lidé nemohou zobrazit zobrazovanou zprávu, protože lidské oko nedokáže detekovat snímky s milisekundami času. Zobrazování zprávy na LED matici tedy musí být řízeno, přičemž řádky jsou skenovány postupně rychlostí větší než 40 MHz, zatímco jsou odesílána data sloupce přesně stejnou rychlostí. Tento druh ovládání lze provést propojením LED maticového displeje s mikrokontrolérem.

Propojení displeje LED Matrix s mikrokontrolérem:

Výběr mikrokontroléru pro propojení s LED maticovým displejem, který má být ovládán, závisí na počtu vstupních a výstupních pinů potřebných pro ovládání všech LED diod v daném maticovém displeji, množství proudu, který může každý pin napájet a klesat, a rychlosti mikrokontrolér může vysílat řídicí signály. Se všemi těmito specifikacemi lze provést propojení pro LED maticový displej s mikrokontrolérem.

Pomocí 12 I / O pinů ovládajících Matrix displej 32 LED

12 I / O pinů ovládajících Matrix displej 32 LED

12 I / O pinů ovládajících Matrix displej 32 LED

Ve výše uvedeném diagramu má každý sedmisegmentový displej 8 LED. Celkový počet LED je tedy 32. Pro ovládání všech 32 LED je zapotřebí 8 informačních a 4 řídicích linek, tj. Pro zobrazení zprávy na matici 32 LED je potřeba 12 linek, pokud jsou připojeny v maticovém zápisu. Pomocí pokynů mikrokontroléru lze převést na signály, které rozsvítí nebo zhasnou světla v matici. Poté lze zobrazit požadovanou zprávu. Ovládáním pomocí mikrokontroléru můžeme měnit, které barevné LED diody svítí v pravidelných intervalech.

Existuje několik možností pro výběr mikrokontroléru a LED matice. Nejjednodušší způsob je nejprve zvolit bodovou matici LED a poté vybrat mikrokontrolér, který vyžaduje ovládání LED. Jakmile jsou tyto výběry dokončeny, hlavní část spočívá v programování skenování sloupců a podávání řádků příslušnými hodnotami pro matici LED pro zobrazení různých vzorů pro zobrazení požadované zprávy.

Displej z tekutých krystalů (LCD):

Displej z tekutých krystalů (LCD) má materiál, který spojuje vlastnosti kapalných i krystalů. Mají teplotní rozsah, ve kterém jsou částice v podstatě stejně mobilní, jako by mohly být v kapalině, jsou však shromažďovány dohromady v řádové formě podobné krystalu.

LCD je mnohem více informativní výstupní zařízení než jedna LED. LCD je displej, který na své obrazovce snadno zobrazuje znaky. Mají několik řádků na velké displeje. Některé LCD displeje jsou speciálně navrženy pro specifické aplikace pro zobrazování grafických obrázků. Běžně se používá 16 × 2 LCD (HD44780) modul. Tyto moduly nahrazují 7segmentové a další vícesegmentové diody LED. Displej LCD lze snadno propojit s mikrokontrolérem a zobrazit tak zprávu nebo stav zařízení. Lze jej provozovat ve dvou režimech: 4bitový režim a 8bitový režim. Tento LCD má dva registry, jmenovitě příkazový registr a datový registr. Má tři výběrové řádky a 8 datových řádků. Spojením tří výběrových a datových linek s mikrokontrolérem lze zprávy zobrazit na LCD.

Sada instrukcí LCD pro ovládání LCD displeje pomocí mikrokontrolérů

Sada instrukcí LCD pro ovládání LCD displeje pomocí mikrokontrolérů

Propojovací 16x2 LCD displej s 8051 mikrokontrolérem

Propojovací LCD displej 16 × 2 s mikrokontrolérem 8051

Na výše uvedeném obrázku budou pro ovládání LCD displeje použity 3 vybrané řádky EN, R / W, RS. Kolík EN bude použit pro povolení LCD displeje pro komunikaci s mikrokontrolérem. Pro výběr registru se použije RS.

Když je nastaven RS, mikrokontrolér bude posílat instrukce jako data a když je RS jasný, mikrokontrolér pošle instrukce jako příkazy. Pro zápis dat by RW měla být 0 a pro čtení by RW měla být 1.

LC

LC

Popis PIN

LCDPropojení 16 × 2 LCD s mikrokontrolérem:

Mnoho zařízení s mikrokontroléry používá k výstupu vizuálních informací inteligentní LCD displeje. U 8bitové datové sběrnice vyžaduje displej napájení + 5 V plus 11 I / O linek. 4bitová datová sběrnice vyžaduje napájecí vedení a 7 dalších vedení. Pokud není LCD displej povolen, jsou datové linky trojstavové, což znamená, že jsou ve stavu vysoké impedance, což znamená, že nenarušují činnost mikrokontroléru, když se displej nepoužívá.

Tyto tři řídicí linky se označují jako EN, RS a RW.

  • Řídicí linka EN (Povolit) se používá k odesílání dat na LCD. Přechod z vysoké na nízkou na tomto kolíku umožní modul.
  • Pokud je RS nebo Register Select nízký, má se s daty zacházet jako s příkazovou instrukcí. Když je RS vysoká, odesílaná data se zobrazí na obrazovce. Pro instanci, abychom zobrazili jakýkoli znak na obrazovce, nastavíme RS na vysokou hodnotu.
  • Je-li RW nebo řádek pro čtení / zápis nízký, informace na datové sběrnici se zapisují na LCD. Když je RW vysoký, program efektivně čte LCD. RW linka bude vždy nízká.

Datová sběrnice se skládá ze 4 nebo 8 linek, záleží na provozním režimu zvoleném uživatelem. Řádky 8bitové datové sběrnice se označují jako DB0, DB1, DB2, DB3, DB4, DB5, DB6 a DB7.

LCD Cir

Typická aplikace 16 × 2 LCD displeje:

V této aplikaci sledujeme koncept CAN (Control Area Network), který se obecně používá v automobilech, automobilech a průmyslových odvětvích. Jak název napovídá, síť s řídicí oblastí znamená, že mikrokontrolér je připojen síťovým způsobem jako počítače, aby si mezi sebou mohl vyměňovat data. Zde používáme 2 mikrokontroléry připojené síťovým způsobem pomocí dvojice vodičů připojených k pinům 10 a 11 (tj. P3.0, P3.1) portu 3 každého kolíku mikrokontroléru pro přenos a příjem dat mezi sebou pomocí sériové komunikace RS232 pomocí dvojice vodičů. Kde je první mikrokontrolér propojen s maticovou klávesnicí 4 × 3, která je připojena ke vstupním portům prvního mikrokontroléru a druhého mikrokontroléru, je propojena s LCD displejem pro příjem dat z prvního mikrokontroléru. LCD, který používáme, je 16 × 2, který dokáže zobrazit 16 znaků ve dvou řádcích.

Pro každý mikrokontrolér je v C napsán samostatný program a jeho hexadecimální soubory jsou vypáleny na příslušný mikrokontrolér. Když přivedeme napájení do obvodu, LCD zobrazí zprávu ČEKÁNÍ, což znamená, že čeká na nějaká data. Například heslo jako 1234, když je stisknuto 1 z klávesnice, pak LCD zobrazí 1 a když je stisknuto 2, zobrazí 2 a stejné pro 3, ale když je stisknuto 4 z klávesnice, jsou zobrazeny všechny a datová komunikace probíhá prostřednictvím Rx a Tx pár, aby tranzistor provádět. Pokud zadáme nesprávné heslo, zazní bzučák, který indikuje nesprávné heslo.

LCD Cr

Grafické LCD displeje:

16x2 LCD mají svá vlastní omezení. Mohou zobrazovat znaky určitých omezení. Grafické LCD lze použít k zobrazení přizpůsobených znaků a obrázků. Grafické displeje LCD nacházejí uplatnění v mnoha aplikacích, jako jsou videohry, mobilní telefony a výtahy jako zobrazovací jednotky. Nejčastěji používaným GLCD je JHD12864E. Tento LCD má formát zobrazení 128 × 64 bodů. Tyto grafické LCD displeje jsou potřebné k provádění interních operací. Tyto LCD mají schémata stránek. Schémata stránek lze pochopit pomocí následující tabulky. Zde CS znamená control select.

Schéma stránky pro grafický LCD JHD12864E

Schéma stránky pro grafický LCD JHD12864E

128 × 64 LCD znamená 128 sloupců a 64 řádků. Na rozdíl od běžných LCD a LED diod budou obrázky zobrazeny ve formě pixelů.

Technologie elektroluminiscenčního displeje

Elektroluminiscenční zobrazovací technologie je dnes jednou z nejrozšířenějších technik pro zobrazovací řešení. Jsou to v podstatě typ plochého panelového displeje.

Nyní jsou populární LED a fosforové displeje, které využívají principu elektroluminiscence. Je to vlastnost, na jejímž základě polovodič emituje fotony nebo kvantum světelné energie, když je napájen elektřinou. Elektroluminiscence je výsledkem radioaktivní rekombinace elektronů a děr vlivem elektrického náboje. V LED tvoří dopingový materiál spojení p-n, které odděluje elektrony a díry. Když proud prochází LED, dochází k rekombinaci elektronů a děr, což vede k emisi fotonů. Ale na displejích s fosforem je mechanismus emise světla jiný. Vlivem elektrického náboje se elektrony zrychlují, což vede k emisi světla.

Základní princip činnosti

Elektroluminiscenční displej se skládá z tenkého filmu z fosforeskujícího materiálu vloženého mezi dvě desky, z nichž jedna je potažena svislými dráty a druhá vodorovnými dráty. Jak proud prochází dráty, materiál mezi deskami začne žhnout.

EL displej vypadá jasněji než LED displej a jas povrchu se jeví ze všech úhlů pohledu stejný. Světlo z displeje EL není směrové, takže jej nelze měřit v lumenech. Světlo z displeje EL je jednobarevné a má velmi úzkou šířku pásma a je viditelné z velké vzdálenosti. EL světlo lze dobře vnímat, protože je homogenní. Napětí aplikované na zařízení EL řídí světelný výstup. Když se napětí a frekvence zvýší, úměrně se také zvýší světelný výkon.

EL-LIGHT

EL-LIGHT

Uvnitř zařízení EL:

EL zařízení se skládají z tenké vrstvy nebo materiálu, buď organického nebo anorganického, dotovaného polovodičovým materiálem. Obsahuje také kalhoty do barvy. Typickými látkami používanými v zařízeních EL jsou sulfid zinečnatý dopovaný mědí nebo stříbrem, modrý diamant dotovaný borem, galium arsenid atd. Aby bylo zajištěno žlutooranžové světlo, používá se do kalhotek směs zinku a manganu. Skleněná elektroda a zadní elektroda. Skleněná elektroda je přední průhledná elektroda potažená oxidem india nebo oxidem cínu. Zadní elektroda je potažena reflexním materiálem. Mezi skleněnou a zadní elektrodou je přítomný polovodičový materiál.

Aplikace EL zařízení

Jednou typickou aplikací zařízení EL je osvětlení panelu, jako je panel palubní desky automobilu. Používá se také ve zvukových zařízeních a jiných elektronických přístrojích s displeji. U některých značek notebooků se jako podsvícení používá panel Powder Phosphor. Dnes se většinou používá v přenosných počítačích. Osvětlení zařízení EL je lepší než osvětlení LCD. Používá se také v podsvícení klávesnice, ciferníku hodinek, kalkulačkách, mobilních telefonech atd. Spotřeba energie displeje EL je velmi nízká, takže je ideálním řešením pro úsporu energie v zařízeních napájených z baterie. Barva displeje EL může být modrá, zelená a bílá atd.

Fotografický kredit

  • Schéma 8X8 LED Matrix pomocí 16 I / O pinů od spreje
  • 2 I / O piny ovládající Matrix displej 32 LED pomocí mikro
  • LC podle 3. bp