Uređaji za prikaz su izlazni uređaji za prezentaciju informacija u tekstu ili u obliku slike. Izlazni uređaj stvar je koja pruža način prikazivanja informacija vanjskom svijetu. Da bi se podaci prikazali na odgovarajući način, tim uređajima moraju upravljati neki drugi vanjski uređaji. Upravljanje se može izvršiti povezivanjem ovih zaslona s upravljačkim uređajima.
Mikrokontroleri su korisni u mjeri u kojoj komuniciraju s vanjskim uređajima, poput prekidača, tipkovnica, zaslona, memorije i čak drugih mikrokontrolera. Mnoge tehnike međusobnog povezivanja razvijene su za rješavanje složenih problema u komunikaciji sa zaslonima.
Neki zasloni mogu prikazivati samo znamenke i alfanumeričke znakove. Neki zasloni mogu prikazivati slike i sve vrste znakova. Uz mikrokontrolere najčešće korišteni zasloni su LED, LCD, GLCD i 7-segmentni zasloni
Pogledajmo detalje o svakoj vrsti dostupnih zaslona
Zaslon pomoću LED-a:
Dioda koja emitira svjetlost (LED) najčešće se koristi za prikaz statusa pinova mikrokontrolera. Ovi uređaji za prikaz obično se koriste za prikaz alarma, ulaza i odbrojavanja vremena. Postoje dva načina na koje možemo spojiti LED diode na jedinicu mikrokontrolera. Ta su dva načina aktivna visoka logika i aktivna niska logika. Aktivna visoka logika znači da će LED biti uključen kada je pin na priključku 1, a LED će biti ISKLJUČEN kada je pin na 0. Aktivni visoki signal znači da će LED biti isključen kada je pin na priključku 1, a LED će biti uključen kada je pin na portu 0.
Aktivna nisko LED veza s iglom mikrokontrolera
7-segmentni LED zaslon:
7-segmentni LED zaslon može se koristiti za prikaz znamenki i nekoliko znakova. Sedmosegmentni zaslon sastoji se od 7 LED dioda raspoređenih u obliku kvadrata '8' i jedne LED diode kao točkasti znak. Odabirom potrebnih LED segmenata mogu se prikazati različiti znakovi. 7-segmentni zaslon je elektronički zaslon koji prikazuje 0-9 digitalnih podataka. Dostupni su u načinu zajedničke katode i načinu zajedničke anode. U LED diodi postoje državne crte, anoda se daje pozitivnom kontaktu, a katoda negativnom terminalu, a LED će svijetliti.
U uobičajenoj katodi, negativni priključci svih LED-a povezani su na zajedničke zatiče sa masom, a određena LED svijetli kad je njezin odgovarajući pin visok. Katode svih LED-a povezane su zajedno na jedan terminal, a anode svih LED-a ostaju same.
U uobičajenom rasporedu anoda, zajednički pin ima visoku logiku, a LED pinovi nisko za prikaz broja. U zajedničkoj anodi sve su anode povezane zajedno i sve katode ostaju same. Dakle, kada damo prvi signal je visok ili 1, tada samo postoji naginjanje na zaslonu, ako nije, nema nagiba na zaslonu.
LED uzorak za prikaz znamenki pomoću 7-segmentnog zaslona
Povezivanje 7-segmentnog zaslona s 8051 mikrokontrolerom
Matrični LED zaslon:
Matrični LED zaslon sadrži skupinu LED dioda kao dvodimenzionalni niz. Mogu prikazivati različite vrste znakova ili skupinu znakova. Matrični zaslon izrađen je u raznim dimenzijama. Raspored LED-ova u matričnom uzorku izveden je na jedan od dva načina: Redna anoda-stupac katoda ili Red-katoda-stupac anoda. Korištenjem ovog matričnog prikaza možemo smanjiti broj pinova potrebnih za upravljanje svim LED-ima.
Matrica točaka je dvodimenzionalni niz točaka koji se koristi za predstavljanje znakova, simbola i poruka. Točkasta matrica koristi se na zaslonima. To je uređaj za prikaz koji se koristi za prikaz podataka na mnogim uređajima kao što su strojevi, satovi, pokazatelji polaska željeznice itd.
Matrična LED matrica sastoji se od niza LED-ova koji su povezani tako da je anoda svake LED-a spojena zajedno u isti stupac, a katoda svake LED-e povezane u isti red ili obrnuto. LED matrični zaslon također može imati više LED-a različitih boja iza svake točke u matrici poput crvene, zelene, plave itd.
Ovdje svaka točka predstavlja kružne leće ispred LED dioda. To se radi kako bi se smanjio broj pinova potrebnih za njihovo pokretanje. Na primjer, 8X8 matrici LED-a trebale bi 64 I / O pinova, po jedna za svaki LED piksel. Povezivanjem svih anoda LED dioda u stupac i svih katoda zajedno u redu, potreban broj ulaznih i izlaznih pinova smanjen je na 16. Svaka LED dioda bit će adresirana brojem retka i stupca.
Dijagram 8X8 LED matrice pomoću 16 I / O pinova
Dijagram 8X8 LED matrice pomoću 16 I / O pinova
Upravljanje LED matricom:
Budući da sve LED diode u matrici dijele pozitivne i negativne terminale u svakom retku i stupcu, nije moguće istovremeno kontrolirati svaku LED diodu. Matrica se vrlo brzo kontrolirala kroz svaki red pokretanjem ispravnih pinova stupaca kako bi se upalile željene LED lampice za taj red. Ako se prebacivanje izvrši s fiksnom brzinom, ljudi ne mogu vidjeti prikazanu poruku, jer ljudsko oko ne može otkriti slike s njima u milisekundama vremena. Stoga prikazivanje poruke na LED matrici mora biti kontrolirano, s tim da se redovi skeniraju uzastopno brzinom većom od 40 MHz, dok se podaci stupca šalju točno istom brzinom. Ova vrsta upravljanja može se izvršiti mojim povezivanjem LED matričnog zaslona s mikrokontrolerom.
Povezivanje LED matričnog zaslona s mikrokontrolerom:
Odabir mikrokontrolera za povezivanje s LED matričnim zaslonom kojim treba upravljati ovisi o broju ulaznih i izlaznih pinova potrebnih za upravljanje svim LED diodama u danom matričnom zaslonu, količini struje koju svaki pin može izvući i spustiti te brzini na kojem mikrokontroler može slati upravljačke signale. Uz sve ove specifikacije, povezivanje se može izvršiti za LED matrični zaslon s mikrokontrolerom.
Korištenje 12 I / O pinova za upravljanje Matrix zaslonom od 32 LED-a
12 I / O pinova koji kontroliraju Matrix zaslon od 32 LED-a
Na gornjem dijagramu svaki sedmosegmentni zaslon ima 8 LED dioda. Stoga je ukupan broj LED dioda 32. Za upravljanje svim 32 LED diode potrebno je 8 informativnih linija i 4 upravljačke linije, tj. Za prikaz poruke na matrici od 32 LED diode potrebno je 12 linija kada su povezane u matrični zapis. Upotreba uputa mikrokontrolera može se pretvoriti u signale koji UKLJUČUJU ili ISKLJUČUJU lampice u matrici. Tada se može prikazati tražena poruka. Upravljajući mikrokontrolerom možemo promijeniti koje LED diode u boji svijetle u jednakim intervalima.
Postoji nekoliko mogućnosti za odabir mikrokontrolera i LED matrice. Najjednostavniji je način prvo odabrati matricu LED točkica, a zatim odabrati mikrokontroler kojem su potrebni LED zahtjevi za upravljanje. Nakon što su ti odabiri dovršeni, glavni dio leži u programiranju skeniranja stupaca i dodavanja redaka odgovarajućim vrijednostima za LED matricu kako bi se prikazali različiti obrasci za prikaz tražene poruke.
Zaslon s tekućim kristalima (LCD):
Zaslon s tekućim kristalima (LCD) ima materijal koji spaja svojstva i tekućine i kristala. Imaju temperaturni raspon unutar kojeg su čestice u osnovi onoliko pokretne koliko bi mogle biti u tekućini, no skupljene su u obliku reda sličnom kristalu.
LCD je mnogo informativniji izlazni uređaj od jedne LED diode. LCD je zaslon koji na svom zaslonu može lako prikazati znakove. Imaju nekoliko redaka do velikih zaslona. Neki su LCD zasloni posebno dizajnirani za određene programe za prikaz grafičkih slika. Uobičajeno se koristi 16 × 2 LCD (HD44780) modul. Ovi moduli zamjenjuju 7-segmentne i druge višesegmentne LED diode. LCD se lako može povezati s mikrokontrolerom za prikaz poruke ili statusa uređaja. Može se raditi u dva načina: 4-bitnom i 8-bitnom načinu. Ovaj LCD ima dva registra, i to registar naredbi i registar podataka. Ima tri linije za odabir i 8 linija podataka. Spajanjem tri linije za odabir i podatkovnih linija s mikrokontrolerom, poruke se mogu prikazati na LCD-u.
Postavljene LCD upute za upravljanje LCD zaslonom pomoću mikrokontrolera
Povezivanje LCD zaslona od 16 × 2 s mikrokontrolerom 8051
Na gornjoj slici 3 odabrani će se redovi EN, R / W, RS koristiti za upravljanje LCD zaslonom. EN pin upotrebljavat će se za omogućavanje LCD zaslona za komunikaciju s mikrokontrolerom. RS će se koristiti za odabir registra.
Kada je RS postavljen, mikrokontroler će slati upute kao podatke, a kada je RS jasan, mikrokontroler će slati upute kao naredbe. Za pisanje podataka RW bi trebao biti 0, a za čitanje RW trebao bi biti 1.
LC
Opis PIN-a
Povezivanje 16 × 2 LCD zaslona s mikrokontrolerom:
Povezivanje 16 × 2 LCD zaslona s mikrokontrolerom:Mnogi uređaji mikrokontrolera koriste pametne LCD zaslone za izlaz vizualnih podataka. Za 8-bitnu podatkovnu sabirnicu zaslon zahtijeva napajanje + 5V plus 11 I / O linija. 4-bitna sabirnica podataka zahtijeva opskrbnu liniju kao i 7 dodatnih linija. Kada LCD zaslon nije omogućen, podatkovne linije su u tri stanja, što znači da su u stanju visoke impedancije, što znači da ne ometaju rad mikrokontrolera kada se zaslon ne koristi.
Tri upravljačke linije nazivaju se EN, RS i RW.
- Kontrolna linija EN (Omogući) koristi se za slanje podataka na LCD. Visoki prema niskom prijelazu na ovom pinu omogućit će modul.
- Kad je RS ili Odabir registra nizak, podaci se trebaju tretirati kao naredba naredbe. Kad je RS visok, podaci koji se šalju prikazuju se na zaslonu. Da bismo Instance prikazali bilo koji znak na ekranu, postavili smo RS visoko.
- Kad je RW ili kontrolna linija za čitanje / pisanje niska, podaci na sabirnici podataka zapisuju se na LCD. Kad je RW visok, program učinkovito očitava LCD. RW linija uvijek će biti niska.
Sabirnica podataka sastoji se od 4 ili 8 redaka, što ovisi o načinu rada koji je odabrao korisnik. Redovi 8-bitne sabirnice podataka nazivaju se DB0, DB1, DB2, DB3, DB4, DB5, DB6 i DB7.
Tipična primjena LCD zaslona 16 × 2:
U ovoj aplikaciji slijedimo koncept poput CAN (Control Area Network) koji se obično koristi u automobilima, automobilima i industriji. Kao što naziv implicira mreža područja upravljanja, znači da je mikrokontroler povezan na mrežu poput računala, tako da može međusobno razmjenjivati podatke. Ovdje koristimo 2 mikrokontrolera spojena na mrežu pomoću para žica spojenih na pin 10 i 11 (tj. P3.0, P3.1) priključka 3 svakog pina mikrokontrolera za prijenos i primanje podataka među sobom pomoću pomoć serijske komunikacije RS232 pomoću para žica. Kada je prvi mikrokontroler povezan s matričnom tipkovnicom 4 × 3 koja je povezana s ulaznim priključcima prvog mikrokontrolera, a drugi mikrokontroler povezan je s LCD zaslonom za primanje podataka od prvog mikrokontrolera. LCD koji koristimo je 16 × 2 koji može prikazati 16 znakova u dva retka.
Za svaki mikrokontroler zaseban program zapisuje se na jeziku C i heksadecimalne datoteke se spale na odgovarajući mikrokontroler. Kada napajamo strujni krug, na LCD-u se prikazuje poruka WAITING (ČEKAJ), što znači da čeka neke podatke. Na primjer lozinka kao 1234, kada se pritisne 1 s tipkovnice, LCD prikazuje 1, a kad se pritisne 2 prikazuje 2 i isto za 3, ali kad se pritisne 4 s tipkovnice, sve se prikazuju i komunikacija podataka odvija se putem Rx i Tx par za izradu tranzistora za provođenje. Ako unesemo pogrešnu lozinku, tada će se oglasiti zvučni signal koji daje naznaku pogrešne lozinke.
Grafički LCD zasloni:
LCD 16X2 imaju svoja ograničenja. Mogu prikazati znakove određenih ograničenja. Grafički LCD mogu se koristiti za prikaz prilagođenih znakova i slika. Grafički LCD-ovi koriste se kao mnoge jedinice kao što su video igre, mobilni telefoni i dizala. GLCD koji se najčešće koristi je JHD12864E. Ovaj LCD ima format prikaza 128 × 64 točke. Ovi grafički LCD-ovi potrebni su za upravljanje internim operacijama. Ovi LCD-ovi imaju sheme stranica. Sheme stranica mogu se razumjeti pomoću sljedeće tablice. Ovdje CS označava kontrolni odabir.
Shema stranice za grafički LCD JHD12864E
LCD 128 × 64 podrazumijeva 128 stupaca i 64 redaka. Slike će se prikazivati u obliku piksela za razliku od uobičajenih LCD-a i LED-a.
Tehnologija elektroluminiscentnog prikaza
Elektroluminiscentna tehnologija zaslona jedna je od najčešće korištenih tehnika ovih dana za rješenja zaslona. Oni su u osnovi vrsta ravnog zaslona.
LED i fosforni ekrani sada su popularni koji koriste princip elektroluminiscencije. To je svojstvo zahvaljujući kojem poluvodič emitira fotone ili kvant svjetlosne energije kada se napaja električnom energijom. Elektroluminiscencija je rezultat radioaktivne rekombinacije elektrona i rupa pod utjecajem električnog naboja. U LED diodi doping materijal tvori p-n spoj koji razdvaja elektrone i rupe. Kad struja prolazi kroz LED, odvija se rekombinacija elektrona i rupa što rezultira emisijom fotona. Ali na zaslonima fosfora, mehanizam emisije svjetlosti je drugačiji. Utjecajem električnog naboja elektroni se ubrzavaju što dovodi do emisije svjetlosti.
Osnovni princip rada
Elektroluminiscentni zaslon sastoji se od tankog filma od fosforescentnog materijala koji je stisnut između dvije ploče, od kojih je jedna presvučena okomitim žicama, a druga vodoravnom žicom. Kako struja prolazi kroz žice, materijal između ploča počinje svijetliti.
Čini se da je EL zaslon svjetliji od LED zaslona, a svjetlina površine je ista iz svih kutova gledanja. Svjetlost s EL zaslona nije usmjerena tako da se ne može mjeriti u lumenima. Svjetlost s EL zaslona je jednobojna i ima vrlo usku širinu pojasa te je vidljiva iz velike daljine. EL svjetlost može se dobro percipirati jer je svjetlost homogena. Napon primijenjen na EL uređaj kontrolira izlaznu svjetlost. Kada se napon i frekvencija povećaju, izlaz svjetlosti također će se proporcionalno povećavati.
EL-LIGHT
Unutar EL uređaja:
EL uređaji sastoje se od tankog sloja ili materijala koji je organski ili anorganski dopiran poluvodičkim materijalom. Sadrži i do-hlače koje daju boju. Tipične tvari koje se koriste u EL uređajima su cink-sulfid dopiran bakrom ili srebrom, plavi dijamant dopiran borom, galij-arsenidom itd. Da bi se dobilo žuto-narančasto svjetlo, koristi se smjesa cinka i mangana. EL uređaj ima dvije elektrode - Staklena elektroda i stražnja elektroda. Staklena elektroda je prednja prozirna elektroda koja je presvučena indij-oksidom ili kositrenim oksidom. Stražnja elektroda je presvučena reflektirajućim materijalom. Između stakla i stražnje elektrode prisutan je poluvodički materijal.
Primjena EL uređaja
Jedna od tipičnih primjena EL uređaja je osvjetljenje panela poput automobilske ploče s instrumentima. Također se koristi u audio opremi i drugim elektroničkim uređajima koji imaju zaslone. U nekim se proizvođačima prijenosnih računala kao pozadinsko svjetlo koristi ploča s praškastim fosforom. Danas se uglavnom koristi u prijenosnim računalima. Osvjetljenje EL uređaja superiornije je od osvjetljenja LCD-a. Također se koristi u osvjetljenju tipkovnice, brojčanicima satova, kalkulatorima, mobitelima itd. Potrošnja energije EL zaslona vrlo je niska, tako da je idealno rješenje za uštedu energije na baterijskim uređajima. Boja EL zaslona može biti plava, zelena i bijela itd.
Foto kredit
