Urządzenia wyświetlające są urządzeniami wyjściowymi do prezentacji informacji w formie tekstu lub obrazu. Urządzenie wyjściowe to rzecz, która umożliwia wyświetlanie informacji światu zewnętrznemu. Aby wyświetlić informacje we właściwy sposób, urządzenia te muszą być sterowane przez inne urządzenia zewnętrzne. Sterowanie można wykonać poprzez połączenie tych wyświetlaczy z urządzeniami sterującymi.

Mikrokontrolery są przydatne w zakresie, w jakim komunikują się z urządzeniami zewnętrznymi, takimi jak przełączniki, klawiatury, wyświetlacze, pamięć, a nawet inne mikrokontrolery. Opracowano wiele technik łączenia w celu rozwiązania złożonych problemów związanych z komunikacją z wyświetlaczami.

Niektóre wyświetlacze mogą wyświetlać tylko cyfry i znaki alfanumeryczne. Niektóre wyświetlacze mogą wyświetlać obrazy i wszelkiego rodzaju znaki. Najczęściej używane wyświetlacze wraz z mikrokontrolerami to diody LED, LCD, GLCD i wyświetlacze 7-segmentowe

Zobaczmy szczegółowe informacje o każdym typie dostępnych wyświetlaczy

Wyświetlacz za pomocą diody LED:

Dioda elektroluminescencyjna (LED) jest najczęściej używanym urządzeniem do wyświetlania stanu pinów mikrokontrolera. Te urządzenia wyświetlające są powszechnie używane do wskazywania alarmów, wejść i timerów. Istnieją dwa sposoby podłączenia diod LED do mikrokontrolera. Te dwa sposoby to aktywna logika wysoka i aktywna logika niska. Aktywna wysoka logika oznacza, że dioda LED będzie WŁĄCZONA, gdy pin portu ma wartość 1, a dioda LED będzie wyłączona, gdy pin ma wartość 0. Aktywny wysoki oznacza, że dioda LED będzie wyłączona, gdy pin portu ma wartość 1, a dioda LED będzie WŁĄCZONA, gdy pin portu ma wartość 0.

“jak działają czujniki flex ”

Aktywne połączenie niskiej diody LED z pinem mikrokontrolera

7-segmentowy wyświetlacz LED:

7-segmentowy wyświetlacz LED może służyć do wyświetlania cyfr i kilku znaków. Siedmiosegmentowy wyświetlacz składa się z 7 diod LED rozmieszczonych w formie kwadratu „8” i pojedynczej diody LED w postaci kropki. Poprzez wybranie wymaganych segmentów LED można wyświetlić różne znaki. 7 siedmiosegmentowy wyświetlacz to wyświetlacz elektroniczny, który wyświetla cyfrowe informacje 0-9. Są dostępne w trybie wspólnej katody i trybie wspólnej anody. W diodzie LED znajdują się linie stanu, anoda jest podłączona do zacisku dodatniego, a katoda do zacisku ujemnego, a dioda LED zaświeci się.

We wspólnej katodzie ujemne zaciski wszystkich diod LED są podłączone do wspólnych styków do masy, a dana dioda LED świeci, gdy odpowiadający jej pin jest ustawiony w stan wysoki. Katody wszystkich diod LED są połączone razem do jednego zacisku, a anody wszystkich diod LED są pozostawione same.

W układzie ze wspólną anodą wspólny pin ma wysoką logikę, a styki LED mają stan niski, aby wyświetlić liczbę. We wspólnej anodzie wszystkie anody są połączone ze sobą, a wszystkie katody są pozostawione same. Tak więc, gdy podajemy pierwszy sygnał jest wysoki lub 1, wtedy na wyświetlaczu jest tylko uboga, jeśli nie, na wyświetlaczu nie ma żadnego odchylenia.

Wzór diod LED do wyświetlania cyfr na wyświetlaczu 7-segmentowym

Połączenie 7-segmentowego wyświetlacza z mikrokontrolerem 8051

Wyświetlacz LED Dot Matrix:

Matrycowy wyświetlacz LED zawiera grupę diod LED jako dwuwymiarową tablicę. Mogą wyświetlać różne typy znaków lub grupę znaków. Wyświetlacz igłowy jest produkowany w różnych wymiarach. Rozmieszczenie diod LED we wzorze matrycy odbywa się na jeden z dwóch sposobów: rząd anoda-kolumna katoda lub rząd katoda-kolumna anoda. Używając tego wyświetlacza z matrycą punktową, możemy zmniejszyć liczbę pinów potrzebnych do sterowania wszystkimi diodami LED.

Macierz punktowa to dwuwymiarowa tablica kropek używana do reprezentowania znaków, symboli i wiadomości. Matryca punktowa jest używana w wyświetlaczach. Jest to urządzenie wyświetlające służące do wyświetlania informacji na wielu urządzeniach, takich jak maszyny, zegary, wskaźniki odjazdów kolei itp.

Matryca punktowa LED składa się z szeregu diod LED połączonych w taki sposób, że anody każdej diody LED są połączone razem w tej samej kolumnie, a katody każdej diody LED są połączone razem w tym samym rzędzie lub odwrotnie. Wyświetlacz z matrycą punktową LED może być również wyposażony w wiele diod LED o różnych kolorach za każdą kropką w matrycy, takich jak czerwony, zielony, niebieski itp.

Tutaj każda kropka reprezentuje okrągłe soczewki przed diodami LED. Ma to na celu zminimalizowanie liczby pinów potrzebnych do ich napędzania. Na przykład matryca diod LED 8X8 wymagałaby 64 pinów I / O, po jednym na każdy piksel LED. Łącząc wszystkie anody diod LED w kolumnę i wszystkie katody razem w rzędzie, wymagana liczba pinów wejściowych i wyjściowych zostanie zmniejszona do 16. Każda dioda LED będzie adresowana na podstawie numeru wiersza i kolumny.

Schemat matrycy LED 8X8 z wykorzystaniem 16 pinów I / O

Sterowanie matrycą LED:

Ponieważ wszystkie diody LED w matrycy mają wspólne zaciski dodatnie i ujemne w każdym rzędzie i kolumnie, nie jest możliwe jednoczesne sterowanie każdą diodą LED. Matryca bardzo szybko kontroluje każdy wiersz, uruchamiając odpowiednie szpilki kolumny, aby zapalić żądane diody LED dla tego konkretnego rzędu. Jeśli przełączanie odbywa się ze stałą częstotliwością, ludzie nie widzą wyświetlanego komunikatu, ponieważ ludzkie oko nie może wykryć obrazów w ciągu milisekund. Zatem wyświetlanie komunikatu na matrycy LED musi być kontrolowane, przy czym wiersze są skanowane sekwencyjnie z częstotliwością większą niż 40 MHz, podczas wysyłania danych z kolumny z dokładnie taką samą szybkością. Ten rodzaj sterowania można wykonać poprzez połączenie wyświetlacza matrycy LED z mikrokontrolerem.

Połączenie wyświetlacza matrycowego LED z mikrokontrolerem:

Wybór mikrokontrolera do współpracy z wyświetlaczem matrycowym LED, który ma być sterowany, zależy od liczby pinów wejściowych i wyjściowych potrzebnych do sterowania wszystkimi diodami w danym wyświetlaczu matrycowym, ilości prądu, który każdy pin może zasilać i odprowadzać oraz prędkości. przy którym mikrokontroler może wysyłać sygnały sterujące. Przy tych wszystkich specyfikacjach można połączyć wyświetlacz matrycowy LED z mikrokontrolerem.

Wykorzystanie 12 pinów I / O sterujących wyświetlaniem Matrix 32 diod LED

12 pinów I / O sterujących wyświetlaniem matrycy 32 diod LED

Na powyższym schemacie każdy siedmiosegmentowy wyświetlacz ma 8 diod LED. Stąd całkowita liczba diod LED wynosi 32. Do sterowania wszystkimi 32 diodami potrzeba 8 linii informacyjnych i 4 linie sterujące, tj. Do wyświetlenia komunikatu na matrycy 32 diod potrzeba 12 linii, gdy są one połączone w notacji macierzowej. Za pomocą instrukcji mikrokontrolera można zamienić na sygnały, które włączają lub wyłączają światła w matrycy. Następnie może zostać wyświetlony żądany komunikat. Kontrolując za pomocą mikrokontrolera, możemy zmieniać, które kolory diod świecą się w równych odstępach czasu.

Istnieje kilka opcji wyboru mikrokontrolera i matrycy LED. Najłatwiej jest najpierw wybrać matrycę punktową LED, a następnie mikrokontroler, który wymaga sterowania diodami LED. Po zakończeniu tych wyborów główna część polega na programowaniu w celu zeskanowania kolumn i podania do wierszy odpowiednich wartości dla matrycy LED, aby wyświetlić różne wzory wyświetlania wymaganego komunikatu.

Wyświetlacz ciekłokrystaliczny (LCD):

Wyświetlacz ciekłokrystaliczny (LCD) ma materiał, który łączy ze sobą właściwości cieczy i kryształów. Mają zakres temperatur, w którym cząstki są zasadniczo tak ruchliwe, jak mogłyby być w cieczy, jednak są zebrane razem w uporządkowany sposób podobny do kryształu.

Wyświetlacz LCD jest znacznie bardziej informacyjnym urządzeniem wyjściowym niż pojedyncza dioda LED. Wyświetlacz LCD to wyświetlacz, który z łatwością może wyświetlać znaki na ekranie. Mają kilka linii do dużych wyświetlaczy. Niektóre wyświetlacze LCD są specjalnie zaprojektowane do określonych aplikacji do wyświetlania obrazów graficznych. Powszechnie stosowany jest moduł LCD 16 × 2 (HD44780). Moduły te zastępują 7-segmentowe i inne wielosegmentowe diody LED. Wyświetlacz LCD można łatwo połączyć z mikrokontrolerem, aby wyświetlić komunikat lub stan urządzenia. Może pracować w dwóch trybach: 4-bitowym i 8-bitowym. Ten wyświetlacz LCD ma dwa rejestry, mianowicie rejestr poleceń i rejestr danych. Ma trzy linie wyboru i 8 linii danych. Łącząc trzy linie wyboru i linie danych z mikrokontrolerem, komunikaty mogą być wyświetlane na wyświetlaczu LCD.

Zestaw instrukcji LCD do sterowania wyświetlaczem LCD za pomocą mikrokontrolerów

Interfejs wyświetlacza LCD 16x2 z mikrokontrolerem 8051

Interfejs wyświetlacza LCD 16 × 2 z mikrokontrolerem 8051

Na powyższym rysunku 3 wybrane linie EN, R / W, RS zostaną wykorzystane do sterowania wyświetlaczem LCD. Pin EN posłuży do włączenia wyświetlacza LCD do komunikacji z mikrokontrolerem. RS będzie używany do wyboru rejestru.

“rezonans w obwodzie rlc ”

Gdy RS jest ustawione, mikrokontroler będzie wysyłał instrukcje jako dane, a gdy RS będzie czysty, mikrokontroler będzie wysyłał instrukcje jako polecenia. Do zapisu danych RW powinno być 0, a do odczytu RW powinno wynosić 1.

Opis PIN

Interfejs LCD 16 × 2 z mikrokontrolerem:

Wiele urządzeń mikrokontrolerów używa inteligentnych wyświetlaczy LCD do wyświetlania informacji wizualnych. W przypadku 8-bitowej magistrali danych wyświetlacz wymaga zasilania + 5 V oraz 11 linii we / wy. 4-bitowa magistrala danych wymaga linii zasilającej oraz 7 dodatkowych linii. Gdy wyświetlacz LCD nie jest włączony, linie danych są trójstanowe, co oznacza, że są w stanie wysokiej impedancji, co oznacza, że nie zakłócają pracy mikrokontrolera, gdy wyświetlacz nie jest używany.

Trzy linie sterujące nazywane są EN, RS i RW.

Linia kontrolna EN (Enable) służy do przesyłania danych do wyświetlacza LCD. Przejście z wysokiego na niski na tym pinie włączy moduł.
Gdy RS lub Register Select jest niski, dane należy traktować jako instrukcję polecenia. Gdy RS jest wysoki, wysyłane dane są wyświetlane na ekranie. Na przykład, aby wyświetlić dowolny znak na ekranie, ustawiliśmy RS high.
Gdy linia kontrolna RW lub odczytu / zapisu jest niska, informacja na szynie danych jest zapisywana na wyświetlaczu LCD. Kiedy RW jest wysoki, program efektywnie odczytuje LCD. Linia RW zawsze będzie niska.

Magistrala danych składa się z 4 lub 8 linii, w zależności od trybu pracy wybranego przez użytkownika. Linie 8-bitowej magistrali danych są nazywane DB0, DB1, DB2, DB3, DB4, DB5, DB6 i DB7.

LCD Cir

Typowe zastosowanie wyświetlacza LCD 16 × 2:

W tej aplikacji kierujemy się koncepcją CAN (Control Area Network), która jest powszechnie stosowana w samochodach, samochodach i przemyśle. Jak sama nazwa wskazuje, sieć obszaru sterowania oznacza, że mikrokontroler jest połączony w sposób sieciowy jak komputery, aby mógł wymieniać dane między sobą. Tutaj używamy 2 mikrokontrolerów połączonych w sposób sieciowy za pomocą pary przewodów podłączonych do pinów 10 i 11 (tj. P3.0, P3.1) portu 3 każdego pinów mikrokontrolera do transmisji i odbioru danych między sobą za pomocą pomoc komunikacji szeregowej RS232 za pomocą pary przewodów. Gdzie pierwszy mikrokontroler jest połączony z klawiaturą matrycową 4 × 3, która jest podłączona do portów wejściowych pierwszego mikrokontrolera, a drugi mikrokontroler jest połączony z wyświetlaczem LCD w celu odbierania danych z pierwszego mikrokontrolera. Wyświetlacz LCD, którego używamy, ma wymiary 16 × 2 i może wyświetlać 16 znaków w dwóch wierszach.

Dla każdego mikrokontrolera napisany jest osobny program w C, a pliki Hex wypalane są na odpowiednim mikrokontrolerze. Kiedy włączymy zasilanie do obwodu, na wyświetlaczu LCD pojawi się komunikat WAITING, co oznacza, że oczekuje na dane. Na przykład hasło jak 1234, po naciśnięciu 1 na klawiaturze LCD wyświetla 1, a po naciśnięciu 2 wyświetla 2 i to samo dla 3, ale po naciśnięciu 4 z klawiatury wszystkie są wyświetlane, a transmisja danych odbywa się przez Rx i Tx para, aby tranzystor przewodził. Jeśli wprowadzimy nieprawidłowe hasło, zabrzmi brzęczyk wskazujący nieprawidłowe hasło.

LCD Cr

Graficzne wyświetlacze LCD:

Wyświetlacze LCD 16X2 mają swoje ograniczenia. Mogą wyświetlać znaki o pewnych ograniczeniach. Graficzne wyświetlacze LCD mogą służyć do wyświetlania niestandardowych znaków i obrazów. Graficzne wyświetlacze LCD znajdują zastosowanie w wielu aplikacjach, takich jak gry wideo, telefony komórkowe i windy jako wyświetlacze. Najczęściej używanym GLCD jest JHD12864E. Ten wyświetlacz LCD ma format wyświetlania 128 × 64 punktów. Te graficzne wyświetlacze LCD są niezbędnymi kontrolerami do wykonywania wewnętrznych operacji. Te wyświetlacze LCD mają schematy stron. Schematy stron można zrozumieć korzystając z poniższej tabeli. Tutaj CS oznacza wybór sterowania.

Schemat strony dla graficznego wyświetlacza LCD JHD12864E

Wyświetlacz LCD 128 × 64 obejmuje 128 kolumn i 64 wiersze. Obrazy będą wyświetlane w postaci pikseli w przeciwieństwie do zwykłych wyświetlaczy LCD i diod LED.

Technologia wyświetlania elektroluminescencyjnego

Technologia wyświetlaczy elektroluminescencyjnych jest obecnie jedną z najczęściej stosowanych technik w rozwiązaniach wyświetlaczy. Są to w zasadzie rodzaj płaskich wyświetlaczy.

Obecnie popularne są wyświetlacze LED i fosforowe, które wykorzystują zasadę elektroluminescencji. Jest to właściwość, dzięki której półprzewodnik emituje fotony lub kwant energii świetlnej, gdy jest zasilany energią elektryczną. Elektroluminescencja jest wynikiem radioaktywnej rekombinacji elektronów i dziur pod wpływem ładunku elektrycznego. W diodzie LED materiał domieszkowy tworzy złącze p-n, które oddziela elektrony i dziury. Gdy prąd przepływa przez diodę LED, następuje rekombinacja elektronów i dziur, powodując emisję fotonów. Ale w wyświetlaczach Phosphor mechanizm emisji światła jest inny. Pod wpływem ładunku elektrycznego elektrony są przyspieszane, co prowadzi do emisji światła.

Podstawowa zasada działania

Wyświetlacz elektroluminescencyjny składa się z cienkiej warstwy materiału fosforyzującego umieszczonej pomiędzy dwiema płytami, z których jedna jest pokryta drutami pionowymi, a druga drutem poziomym. Gdy prąd przepływa przez przewody, materiał między płytami zaczyna się żarzyć.

Wyświetlacz EL wydaje się jaśniejszy niż wyświetlacz LED, a jasność powierzchni jest taka sama pod każdym kątem. Światło z wyświetlacza EL nie jest kierunkowe, więc nie można go mierzyć w lumenach. Światło z wyświetlacza EL jest monochromatyczne i ma bardzo wąskie pasmo i jest widoczne z dużej odległości. Światło EL można dobrze dostrzec, ponieważ jest ono jednorodne. Napięcie przyłożone do urządzenia EL steruje mocą światła. Wraz ze wzrostem napięcia i częstotliwości proporcjonalnie wzrośnie również moc światła.

EL-LIGHT

Wewnątrz urządzenia EL:

Urządzenia EL składają się z cienkiej warstwy lub materiału organicznego lub nieorganicznego domieszkowanego materiałem półprzewodnikowym. Zawiera również spodnie do majsterkowania, aby nadać kolor. Typowymi substancjami używanymi w urządzeniach EL są siarczek cynku z domieszką miedzi lub srebra, niebieski diament z domieszką boru, arsenek galu itp. Aby uzyskać żółto-pomarańczowe światło, stosuje się mieszankę cynku i manganu. Urządzenie EL ma dwie elektrody - Szklana elektroda i tylna elektroda. Elektroda szklana to przednia przezroczysta elektroda pokryta tlenkiem indu lub tlenkiem cyny. Tylna elektroda jest pokryta odblaskowym materiałem. Pomiędzy elektrodami szklanymi i tylnymi znajduje się materiał półprzewodnikowy.

Aplikacja urządzenia EL

Jednym z typowych zastosowań urządzenia EL jest oświetlenie panelu, takie jak panel tablicy rozdzielczej samochodu. Jest również stosowany w sprzęcie audio i innych gadżetach elektronicznych z wyświetlaczami. W niektórych modelach laptopów panel Powder Phosphor jest używany jako podświetlenie. Obecnie jest używany głównie w komputerach przenośnych. Oświetlenie urządzenia EL jest lepsze niż oświetlenie LCD. Znajduje również zastosowanie w podświetlaniu klawiatury, tarczach zegarków, kalkulatorach, telefonach komórkowych itp. Zużycie energii przez wyświetlacz EL jest bardzo niski, dzięki czemu jest idealnym rozwiązaniem do oszczędzania energii w urządzeniach zasilanych bateryjnie. Kolor wyświetlacza EL może być niebieski, zielony i biały itp.

Kredyt zdjęciowy