Налични са 3 различни вида дисплеи

Налични са 3 различни вида дисплеи

Дисплейните устройства са изходните устройства за представяне на информация в текстов или графичен вид. Изходното устройство е нещо, което предоставя начин за показване на информация на външния свят. За показване на информацията по подходящ начин тези устройства трябва да се контролират от някои други външни устройства. Управлението може да се извърши чрез свързване на тези дисплеи с управляващите устройства.



Микроконтролерите са полезни дотолкова, доколкото комуникират с външни устройства, като ключове, клавиатури, дисплеи, памет и дори други микроконтролери. Разработени са много техники за взаимодействие за решаване на сложните проблеми за комуникация с дисплеи.


Някои дисплеи могат да показват само цифри и буквено-цифрови символи. Някои дисплеи могат да показват изображения и всички видове знаци. Най-често използваните дисплеи заедно с микроконтролерите са светодиоди, LCD, GLCD и 7-сегментни дисплеи





Нека да разгледаме подробности за всеки тип налични дисплеи

Дисплей с LED

Светодиодът (LED) е най-често използваното устройство за показване на състоянието на щифтовете на микроконтролера. Тези дисплейни устройства обикновено се използват за индикация на аларми, входове и таймери. Има два начина, по които можем да свържем светодиодите към микроконтролера. Тези два начина са активна висока логика и активна ниска логика. Активна висока логика означава, че светодиодът ще свети, когато пинът на порта е 1, а светодиодът ще бъде изключен, когато пинът е 0. Активният висок логик означава, че светодиодът ще бъде изключен, когато пинът на порта е 1, а светодиодът ще свети, когато пинът на порта е 0.



Активна ниска LED връзка с микроконтролерен щифт

Активна ниска LED връзка с микроконтролерен щифт

7-сегментен LED дисплей:

7-сегментният LED дисплей може да се използва за показване на цифри и няколко символа. Седемсегментният дисплей се състои от 7 светодиода, подредени под формата на квадрат „8“ и един светодиод като точков знак. Различни символи могат да бъдат показани чрез избиране на необходимите LED сегменти. 7-сегментен дисплей е електронен дисплей, който показва 0-9 цифрова информация. Те се предлагат в режим на общ катод и режим на общ анод. В светодиода има държавни линии, анодът се дава на положителния извод, а катодът се дава на отрицателния извод, след което светодиодът ще свети.


В общия катод отрицателните клеми на всички светодиоди са свързани към общите щифтове към земята и определен LED свети, когато съответният му пин е висок. Катодите на всички светодиоди са свързани заедно към един терминал и анодите на всички светодиоди остават сами.

При общата анодна подредба на общия щифт се дава висока логика, а на светодиодните щифтове се дава ниско, за да се покаже число. В общия анод всички аноди са свързани заедно и всички катоди остават сами. По този начин, когато даваме първия сигнал е висок или 1, тогава само има постно на дисплея, ако не, няма постно на дисплея.

LED модел за показване на цифри чрез 7-сегментен дисплей

LED модел за показване на цифри чрез 7-сегментен дисплей

Взаимодействие на 7-сегментен дисплей с 8051 микроконтролер

Взаимодействие на 7-сегментен дисплей с 8051 микроконтролер

Матричен LED дисплей с матрица:

Матричният LED дисплей съдържа групата светодиоди като двуизмерен масив. Те могат да показват различни типове знаци или група знаци. Матричният дисплей се произвежда в различни размери. Подреждането на светодиодите в матричния шаблон се извършва по един от двата начина: Ред анод-колона катод или Ред катод-колона анод. Използвайки този матричен дисплей, можем да намалим броя на щифтовете, необходими за управление на всички светодиоди.

Точковата матрица е двуизмерен масив от точки, използван за представяне на символи, символи и съобщения. Точковата матрица се използва в дисплеите. Това е дисплейно устройство, използвано за показване на информация на много устройства като машини, часовници, индикатори за тръгване от железопътния транспорт и т.н.

Матрицата на светодиодните точки се състои от масив от светодиоди, които са свързани така, че анодът на всеки светодиод е свързан заедно в една и съща колона, а катодът на всеки светодиод е свързан заедно в един и същи ред или обратно. Дисплеят с LED матрица може също да се предлага с множество светодиоди с различни цветове зад всяка точка в матрицата като червено, зелено, синьо и т.н.

Тук всяка точка представлява кръгли лещи пред светодиоди. Това се прави, за да се сведе до минимум броят на щифтовете, необходими за задвижването им. Например 8X8 матрица от светодиоди ще се нуждае от 64 I / O пина, по един за всеки LED пиксел. Чрез свързване на всички аноди на светодиодите заедно в колона и всички катоди заедно в ред, необходимият брой входни и изходни щифтове намалява до 16. Всеки светодиод ще бъде адресиран от номера на реда и колоната си.

Диаграма на 8X8 LED матрица, използваща 16 I / O щифта

Диаграма на 8X8 LED матрица, използваща 16 I / O щифта

Диаграма на 8X8 LED матрица, използваща 16 I / O щифта

Управление на LED матрицата:

Тъй като всички светодиоди в матрица споделят своите положителни и отрицателни клеми във всеки ред и колона, не е възможно да се контролира всеки светодиод едновременно. Матрицата се контролира през всеки ред много бързо, като задейства правилните щифтове на колоните, за да светне желаните светодиоди за този ред. Ако превключването се извърши с фиксирана скорост, хората не могат да видят показваното съобщение, тъй като човешкото око не може да открие изображенията в милисекунди време. По този начин показването на съобщение на LED матрица трябва да се контролира, като редовете се сканират последователно със скорост по-голяма от 40 MHz, като същевременно се изпращат данните на колоната с точно същата скорост. Този вид контрол може да се направи, когато свържа LED матричния дисплей с микроконтролера.

Взаимодействие на LED матричния дисплей с микроконтролер:

Изборът на микроконтролер за взаимодействие с LED матричен дисплей, който трябва да се контролира, зависи от броя на входните и изходните щифтове, необходими за управление на всички светодиоди в дадения матричен дисплей, количеството на тока, който всеки пин може да подаде и потъва, и скоростта при което микроконтролерът може да изпраща контролни сигнали. С всички тези спецификации може да се направи взаимодействие за LED матричен дисплей с микроконтролер.

Използване на 12 I / O щифта, контролиращи матричния дисплей от 32 светодиода

12 I / O щифта, контролиращи матричния дисплей от 32 светодиода

12 I / O щифта, контролиращи матричния дисплей от 32 светодиода

В горната диаграма всеки седем сегментен дисплей има 8 светодиода. Следователно общият брой светодиоди е 32. За управление на всички 32 светодиода са необходими 8 информационни линии и 4 контролни линии, т.е. за показване на съобщение на матрицата от 32 светодиода, са необходими 12 реда, когато те са свързани в матрична нотация. Използването на инструкциите на микроконтролера може да се преобразува в сигнали, които включват или изключват светлините в матрицата. Тогава необходимото съобщение може да се покаже. Чрез управлението с микроконтролера можем да променим кои цветни светодиоди светят на равни интервали.

Има няколко опции за избор на микроконтролер и LED матрица. Най-лесният начин е първо да се избере матрицата на светодиодните точки и след това да се избере микроконтролер, който се нуждае от изискванията на светодиодите да бъдат контролирани. След като тези избори са завършени, основната част се крие в програмирането за сканиране на колоните и подаване на редовете с подходящи стойности за LED матрицата, за да се покажат различни модели за показване на необходимото съобщение.

Дисплей с течни кристали (LCD):

Дисплеят с течни кристали (LCD) има материал, който обединява свойствата както на течността, така и на кристалите. Те имат температурен диапазон, в който частиците са по същество толкова подвижни, колкото биха могли да бъдат в течност, но са събрани заедно в подредена форма, подобна на кристал.

LCD е много по-информативно изходно устройство, отколкото отделен светодиод. LCD е дисплей, който може лесно да показва символи на своя екран. Те имат няколко реда до големи дисплеи. Някои LCD са специално проектирани за специфични приложения за показване на графични изображения. Обикновено се използва 16 × 2 LCD (HD44780) модул. Тези модули заместват 7-сегментни и други многосегментни светодиоди. LCD може лесно да се свърже с микроконтролер за показване на съобщение или състояние на устройството. Може да се управлява в два режима: 4-битов режим и 8-битов режим. Този LCD има два регистра, а именно регистър на команди и регистър на данни. Той има три реда за избор и 8 реда за данни. Чрез свързване на трите линии за избор и линии за данни с микроконтролера, съобщенията могат да се показват на LCD.

LCD инструкции, зададени за управление на LCD дисплея с помощта на микроконтролери

LCD инструкции, зададени за управление на LCD дисплея с помощта на микроконтролери

Интерфейс 16x2 LCD дисплей с 8051 микроконтролер

Интерфейс 16 × 2 LCD дисплей с 8051 микроконтролер

В горната фигура 3 избраните редове EN, R / W, RS ще бъдат използвани за управление на LCD дисплея. EN щифтът ще се използва за активиране на LCD дисплея за комуникация с микроконтролер. RS ще се използва за избор на регистър.

Когато RS е настроен, микроконтролерът ще изпраща инструкции като данни и когато RS е ясен, микроконтролерът ще изпраща инструкциите като команди. За запис на данни RW трябва да е 0, а за четене RW трябва да бъде 1.

LC

LC

ПИН Описание

LCDИнтерфейс 16 × 2 LCD с микроконтролер:

Много устройства с микроконтролер използват интелигентни LCD дисплеи за извеждане на визуална информация. За 8-битова шина за данни дисплеят изисква захранване + 5V плюс 11 I / O линии. 4-битовата шина за данни изисква захранваща линия, както и 7 допълнителни линии. Когато LCD дисплеят не е активиран, линиите за данни са в три състояния, което означава, че са в състояние на висок импеданс и това означава, че не пречат на работата на микроконтролера, когато дисплеят не се използва.

Трите линии за управление са посочени като EN, RS и RW.

  • Контролната линия EN (Enable) се използва за изпращане на данните към LCD дисплея. Високият към ниския преход на този щифт ще даде възможност на модула.
  • Когато RS или Избор на регистър са ниски, данните трябва да се третират като командна инструкция. Когато RS е висока, изпращаните данни се показват на екрана. За пример, за да покажем който и да е знак на екрана, ние задаваме RS високо.
  • Когато RW или контролната линия за четене / запис е ниска, информацията на шината за данни се записва на LCD дисплея. Когато RW е високо, програмата ефективно отчита LCD. RW линията винаги ще бъде ниска.

Шината за данни се състои от 4 или 8 реда, зависи от избрания от потребителя режим на работа. Редовете на 8-битова шина за данни се наричат ​​DB0, DB1, DB2, DB3, DB4, DB5, DB6 и DB7.

LCD Cir

Типично приложение на 16 × 2 LCD дисплей:

В това приложение ние следваме концепция като CAN (Control Area Network), която обикновено се използва в автомобилите, автомобилите и индустрията. Тъй като името предполага контролна зона, мрежата означава, че микроконтролерът е свързан по мрежов начин като компютрите, за да може да обменя данни помежду си. Тук използваме 2 микроконтролера, свързани по мрежа чрез двойка жица, свързана към щифтове 10 и 11 (т.е. P3.0, P3.1) на порт 3 на всеки щифт на микроконтролера за предаване и приемане на данни помежду си с помощта на RS232 серийната комуникация с помощта на чифт жица. Когато първият микроконтролер е свързан с матрична клавиатура 4 × 3, която е свързана към входните портове на първия микроконтролер, а вторият микроконтролер е свързан към LCD дисплей за получаване на данни от първия микроконтролер. LCD, който използваме, е 16 × 2, който може да покаже 16 знака в два реда.

За всеки микроконтролер се записва отделна програма на C и шестнадесетичните файлове от него се записват на съответния микроконтролер. Когато прилагаме захранване към веригата, тогава LCD показва съобщение WAITING, което означава, че чака някои данни. Например парола като 1234, когато 1 се натисне от клавиатурата, тогава LCD показва 1, а когато се натисне 2, той показва 2 и същото за 3, но когато се натисне 4 от клавиатурата, всички те се показват и комуникацията на данни се осъществява чрез Rx и Tx сдвоете, за да направите транзистор за провеждане. Ако въведем грешна парола, тогава ще прозвучи зумер, показващ грешна парола.

LCD Cr

Графични LCD дисплеи:

16X2 LCD имат свои собствени ограничения. Те могат да показват символи с определени ограничения. Графичните LCD могат да се използват за показване на персонализирани символи и изображения. Графичните LCD дисплеи намират приложение в много приложения като видео игри, мобилни телефони и асансьори като дисплейни единици. Най-често използваният GLCD е JHD12864E. Този LCD има формат на дисплея 128 × 64 точки. Тези графични LCD са необходими контролери за изпълнение на вътрешните му операции. Тези LCD екрани имат схеми на страници. Схемите на страниците могат да бъдат разбрани чрез следната таблица. Тук CS означава контрол за избор.

Схема на страницата за графичния LCD JHD12864E

Схема на страницата за графичния LCD JHD12864E

128 × 64 LCD включва 128 колони и 64 реда. Изображенията ще се показват под формата на пиксели за разлика от нормалните LCD и LED.

Технология на електролуминесцентния дисплей

Технологията за електролуминесцентни дисплеи е една от най-широко използваните техники в наши дни за дисплейни решения. Те са основно вид плосък дисплей.

Понастоящем са популярни LED и фосфорните дисплеи, които използват принципа на електролуминесценция. Това е свойството, благодарение на което полупроводникът излъчва фотони или квант светлинна енергия, когато се захранва с електричество. Електролуминесценцията е резултат от радиоактивната рекомбинация на електрони и дупки от въздействието на електрически заряд. В светодиода допиращият материал образува p-n прехода, който разделя електроните и дупките. Когато токът премине през светодиода, се извършва рекомбинацията на електрони и дупки, което води до излъчване на фотони. Но при фосфорните дисплеи механизмът на излъчване на светлина е различен. Под влияние на електрическия заряд електроните се ускоряват, което води до излъчване на светлина.

Основен принцип на работа

Електролуминесцентният дисплей се състои от тънък филм от фосфоресциращ материал, поставен между две плочи, едната от които е покрита с вертикални проводници, а друга - с хоризонтална жица. Тъй като токът преминава през проводниците, материалът между плочите започва да свети.

EL дисплеят изглежда по-ярък от LED дисплея и яркостта на повърхността изглежда еднаква от всички ъгли на видимост. Светлината от EL дисплея не е насочена, така че не може да бъде измерена в лумени. Светлината от EL дисплея е едноцветна и има много тясна честотна лента и се вижда от голямо разстояние. Светлината EL може да се възприема добре, тъй като светлината е хомогенна. Напрежението, приложено към EL устройството, контролира светлинната мощност. Когато напрежението и честотата се увеличат, светлинната мощност също ще се увеличи пропорционално.

EL-LIGHT

EL-LIGHT

Вътре в EL устройството:

Устройствата EL се състоят от тънък слой или материал, органичен или неорганичен, легиран с полупроводников материал. Той също така съдържа панталони за придаване на цвят. Типични вещества, използвани в EL устройствата, са цинков сулфид, легиран с мед или сребро, син диамант, легиран с бор, галиев арсенид и др. Стъклен електрод и заден електрод. Стъкленият електрод е предният прозрачен електрод, който е покрит с индий оксид или калай оксид. Задният електрод е покрит с отразяващ материал. Между стъклото и задните електроди присъства полупроводниковият материал.

Приложение за EL устройство

Едно типично приложение на EL устройството е осветлението на панела като панела на автомобилното табло. Също така се използва в аудио оборудване и други електронни джаджи с дисплеи. В някои марки лаптопи като подсветка се използва панел Powder Phosphor. В наши дни се използва най-вече в преносими компютри. Осветлението на EL устройството е по-добро от това на LCD. Използва се и при осветление на клавиатурата, часовници за набиране, калкулатори, мобилни телефони и др. Консумацията на енергия на EL дисплея е много ниска, така че е идеалното решение за пестене на енергия в устройства, работещи с батерии. Цветът на EL дисплея може да бъде син, зелен и бял и т.н.

Кредит за снимки

  • Диаграма на 8X8 LED матрица, използваща 16 I / O пина от навяхвания
  • 2 I / O щифта, контролиращи матричния дисплей от 32 светодиода чрез микро
  • LC от 3. bp