Светодиодный прокручиваемый дисплей

Большинство наружных светодиодных дисплеев и некоторые светодиодные дисплеи для внутренних помещений построены вокруг светодиодов индивидуально смонтированных. Кластер из красного, зеленого и синего диодов приводится в движение вместе, чтобы сформировать полноцветный дисплей.

рис 1: Структура светодиодного матричного дисплея 8 × 8

рис 2: 5 × 7 массив светодиодов

В точечно-матричном светодиодном индикаторе светодиоды соединяются в строки и столбцы, чтобы минимизировать количество контактов, необходимых для их работы. Например, матрица 8 × 8 светодиодов, показанная на фиг. 1, потребуется 64 ввода-вывода - по одному для каждого светодиодного пикселя. Подводя все аноды в ряд (от R1 до R8) и катоды в столбцах (от C1 до C8), требуемое количество выводов ввода-вывода уменьшается до 16. Каждый светодиод адресуется номером строки и столбца. На фиг. 1, если R4 вытягивается высоком, а C3 вытягивается на низком уровне, светодиод в четвертой строке и третьей колонке включается. Алфавиты и цифры могут отображаться быстрым сканированием строк или столбцов. В этом проекте использовалось сканирование столбцов. рис. 2 показывает, какие светодиоды в матрице СИД 5 × 7 должны быть включены, чтобы отображать английскую букву A. Семь строк и пять столбцов массива управляются через микроконтроллер. Если мы хотим отобразить алфавит A, мы сначала выберем столбец C1 (что означает, что C1 в этом случае будет выведено на низкий уровень) и отменим выбор других столбцов, заблокировав их пути (один из способов сделать это, подтянув C2-C5-контакты на высокий логический уровень ). Теперь первый столбец активен, и вам нужно включить светодиоды в строках от R2 до R7 этого столбца, что можно сделать, применив напряжения прямого смещения к этим строкам.

рис. 3: блок питания и контроллер

Затем выберите столбец C2 (и отмените выбор всех остальных столбцов) и примените напряжения прямого смещения к резисторам R1 и R5, и аналогичным образом для столбцов C3 и C4. Затем активируйте столбец С5, потянув его вниз и отменив выбор других столбцов и применив напряжения прямого смещения к светодиодам в строках R2-R7. Повторяя эти шаги быстро (> 100 раз в секунду) и включив соответствующие светодиоды в каждой строке этого столбца, перманентность зрения начинает действовать, и мы воспринимаем отображаемое изображение алфавита A как неподвижное. Вы, должно быть, заметили, что в каждой строке один вывод - это источник тока только для одного светодиода за раз, но для вывода столбца может потребоваться токовая нагрузка от более чем одного светодиода. Например, столбец С1 должен иметь возможность опускать ток от шести светодиодов при отображении алфавита А. Микроконтроллер имеет низкое потребление, а также возможность опускания. Чтобы устранить это ограничение, используются внешние транзисторные массивы или буферы. В этом проекте для этой цели использовался pnp-транзистор BC558 (T1-T8). В схеме используется матрица 8 × 8.

рис 4: Дисплейный блок

Принципиальная схема разделена здесь на две части. Первая часть имеет схему питания и контроллера, как показано на рис. 3. Блок отображения находится во второй части, как показано на рис. 4. Цепь питания построена вокруг понижающего трансформатора, мостового выпрямителя и регулятора 5 В. Конфигурация является обычной. Схема обеспечивает регулируемые 5 В для работы схемы.

рис. 5: Макет печатной платы

рис 6: Компоновка блока питания и микроконтроллера

Микроконтроллер AT89C52 обеспечивает выходы для управления логическими уровнями для восьми рядов R0-R7 через порт A (P0.0-P0.7). RNW1 - это сетевой резистор, который действует как нагрузочный резистор для порта 0. Массив из восьми pnp BC558 транзисторов (T1-T8), работающих в качестве токовых драйверов, заботится о текущем токе, требуемом для светодиодов точечной матрицы. Схема сброса выполняется на выводе 9 микроконтроллера с помощью конденсатора C3, резистора R2 и переключателя S1.

рис 7: Расположение нижнего слоя дисплея

рис. 8: Расположение верхнего слоя блока отображения

Схема для дисплея показана на рис. 4. Он построен вокруг трех каскадных 8-разрядных сдвиговых регистров CD4094 (IC3-IC5), трех высоковольтных транзисторных массивов Darlington ULN2803 (IC6-IC8) и трех матричных дисплеев 8 × 8 (DIS1-DIS3). Импульсы данных генерируются микроконтроллером в портах P2.1 и P2.0, соответственно. Они передаются на дисплей через разъемы CON2 и CON4.

рис 9: Компоновка дорожек верхнего и нижнего уровней дисплея

Скачать исходный код: нажмите здесь

Импульсы синхронизации подаются на вывод 3 всех трех регистров сдвига, в то время как импульсы данных поступают на контакт 2 первого регистра сдвига IC3. Выход первого регистра сдвига с вывода 9 подается на вывод 2 второго регистра сдвига IC4. Для завершения каскадирования выход второго регистра сдвига со своего вывода 9 подается на контакт 2 третьего регистра сдвига IC5. Данные из регистров сдвига используются для активации или деактивации колонок трех матричных дисплеев (DIS1-DIS3) через ИС IC6-IC8. Для управления логическими уровнями в строках R0-R7 данные из порта P0 передаются от микроконтроллера на дисплей через разъемы CON1 и CON3 с питанием 5 В и общим заземлением для отображения блока этих двух разъемов. Исходная программа для отображения «EFY INDIA» написана на языке ассемблера и скомпилирована с использованием компилятора Keil μVision4. Сгенерированый шестнадцатеричный код сжигается в микроконтроллер с помощью подходящего программатора.