Displayenheder er outputenhederne til præsentation af information i tekst eller billedform. En outputenhed er en ting, der giver en måde at vise information til omverdenen på. For at vise oplysningerne på en passende måde skal disse enheder styres af andre eksterne enheder. Kontrol kan udføres ved at grænsefladen mellem disse skærme og de styrende enheder.
Mikrocontrollere er nyttige i det omfang, de kommunikerer med eksterne enheder, såsom kontakter, tastaturer, skærme, hukommelse og endda andre mikrokontroller. Mange interface-teknikker er blevet udviklet til at løse de komplekse problemer til kommunikation med skærme.
Nogle skærme kan kun vise cifre og alfanumeriske tegn. Nogle skærme kan vise billeder og alle typer tegn. Mest anvendte skærme sammen med mikrokontroller er LED'er, LCD-, GLCD- og 7-segmentskærme
Lad os se detaljer om hver tilgængelig skærmtype
Skærm ved hjælp af LED:
Lysdiode (LED) er den mest anvendte enhed til at vise status for mikrocontroller-ben. Disse displayenheder bruges ofte til indikation af alarmer, indgange og timere. Der er to måder, hvorpå vi kan forbinde lysdioder til mikrokontroller. Disse to måder er aktiv høj logik og aktiv lav logik. Aktiv høj logik betyder, at LED vil være tændt, når portstiften er 1, og lysdioden vil være slukket, når stiften er 0. Aktiv høj betyder, at LED'en er slukket, når portstiften er 1, og lysdioden lyser, når portstiften er 0.
Aktiv lav LED-forbindelse med mikrocontrollerstift
7-segment LED-skærm:
7-segment LED-display kan bruges til visning af cifre og få tegn. Et display med syv segmenter består af 7 lysdioder arrangeret i form af Square '8' og en enkelt LED som priktegn. Forskellige tegn kan vises ved at vælge de ønskede LED-segmenter. Et 7-segment display er et elektronisk display, der viser 0-9 digital information. De er tilgængelige i almindelig katodetilstand og fælles anodetilstand. Der er tilstandslinjer i LED, anode gives til positiv terminal og katode gives til negativ terminal, så lyser LED.
I fælles katode er de negative terminaler på alle lysdioder forbundet med de fælles stifter til jord, og en bestemt lysdiode lyser, når dens tilsvarende stift gives højt. Katoderne på alle lysdioder er forbundet sammen til en enkelt terminal, og anoderne på alle lysdioderne er alene.
I fælles anodearrangement får den fælles stift en høj logik, og LED-stifterne gives lave for at vise et tal. I almindelig anode er alle anoder forbundet sammen, og alle katoder er alene. Således når vi giver det første signal er højt eller 1, er der kun en lean i displayet, hvis ikke er der ingen lean i displayet.
LED-mønster til visning af cifre ved hjælp af 7-segment display
Grænseflade mellem 7-segment display og 8051 mikrocontroller
Punktmatrix LED-skærm:
Punktmatrix-LED-display indeholder gruppen af LED'er som et todimensionelt array. De kan vise forskellige typer tegn eller en gruppe tegn. Punktmatrixskærm er fremstillet i forskellige dimensioner. Arrangering af lysdioder i matrixmønsteret foretages på en af de to måder: Række anode-søjlekatode eller Rækkatode-søjle anode. Ved at bruge denne dot matrix-skærm kan vi reducere antallet af ben, der kræves til styring af alle lysdioder.
En dotmatrix er et todimensionelt array af prikker, der bruges til at repræsentere tegn, symboler og meddelelser. Punktmatrix bruges i skærme. Det er en displayenhed, der bruges til at vise information om mange enheder som maskiner, ure, jernbaneafgangsindikatorer osv.
En LED-punktmatrix består af en række LED'er, som er forbundet således, at anoden på hver LED er forbundet sammen i samme søjle, og katoden på hver LED er forbundet sammen i samme række eller omvendt. En LED dot matrix-skærm kan også komme med flere LED'er i forskellige farver bag hver prik i matrixen som rød, grøn, blå osv.
Her repræsenterer hver prik cirkulære linser foran lysdioder. Dette gøres for at minimere antallet af ben, der kræves for at drive dem. For eksempel vil en 8X8 matrix af LED'er have brug for 64 I / O-ben, en for hver LED-pixel. Ved at forbinde alle anoder af lysdioder sammen i en søjle og alle katoderne sammen i række reduceres det krævede antal input- og outputstifter til 16. Hver lysdiode adresseres af dens række og søjlenummer.
Diagram over 8X8 LED Matrix ved hjælp af 16 I / O-ben
Diagram over 8X8 LED Matrix ved hjælp af 16 I / O-ben
Styring af LED-matrix:
Da alle lysdioderne i en matrix deler deres positive og negative terminaler i hver række og kolonne, er det ikke muligt at kontrollere hver LED på samme tid. Matrixen styres meget hurtigt gennem hver række ved at udløse de korrekte søjlestifter for at tænde de ønskede LED'er for den pågældende række. Hvis skiftet sker med en fast hastighed, kan mennesker ikke se den meddelelse, der vises, fordi det menneskelige øje ikke kan registrere billederne med i millisekunder. Således skal visning af en besked på LED-matrix kontrolleres, hvor rækkerne scannes sekventielt med en hastighed større end 40 MHz, mens søjledataene sendes ud med nøjagtig samme hastighed. Denne form for styring kan gøres ved at grænsefladen mellem LED-matrixdisplayet og mikrokontrolleren.
Interfacing af LED Matrix Display med Microcontroller:
At vælge en mikrocontroller til grænseflade med LED-matrixvisning, der skal styres, afhænger af antallet af input- og outputstifter, der er nødvendige til styring af alle LED'er i den givne matrixvisning, mængden af strøm, som hver pin kan kilde og synke, og hastigheden hvor mikrocontrolleren kan sende styresignaler. Med alle disse specifikationer kan grænseflade foretages til LED-matrixvisning med en mikrokontroller.
Brug af 12 I / O-ben, der styrer Matrix-displayet med 32 lysdioder
12 I / O-ben, der styrer Matrix-displayet med 32 lysdioder
I ovenstående diagram har hvert syv segment display 8 lysdioder. Derfor er det samlede antal lysdioder 32. Til styring af alle de 32 lysdioder er der behov for 8 informationslinjer og 4 kontrollinjer, dvs. for at få vist en meddelelse på matricen på 32 lysdioder, er der behov for 12 linjer, når de er forbundet i matrixnotation. Brug af mikrokontrolinstruktionerne kan konverteres til signaler, der tænder eller slukker for lys i matrixen. Derefter kan den ønskede meddelelse vises. Ved at kontrollere med mikrokontrolleren kan vi ændre, hvilke farve-LED'er der lyser med jævne intervaller.
Der er flere muligheder for at vælge mikrokontroller og LED-matrix. Den nemmeste måde er først at vælge LED-punktmatrixen og derefter vælge en mikrokontroller, der kræver, at kravene til LED'er skal styres. Når disse valg er afsluttet, ligger en væsentlig del i programmering til at scanne kolonnerne og føde rækkerne med passende værdier til LED-matrixen for at vise forskellige mønstre til visning af den krævede meddelelse.
Flydende krystaldisplay (LCD):
Flydende krystaldisplay (LCD) har materiale, der forbinder egenskaberne for både væske og krystaller. De har et temperaturinterval, inden for hvilket partiklerne i det væsentlige er så mobile, som de kan være i en væske, men samles dog i en rækkefølge, der ligner en krystal.
LCD-skærmen er meget mere informativ outputenhed end en enkelt LED. LCD'et er et display, der let kan vise tegn på sin skærm. De har et par linjer til store skærme. Nogle LCD-skærme er specielt designet til specifikke applikationer til visning af grafiske billeder. 16 × 2 LCD (HD44780) modul bruges ofte. Disse moduler erstatter 7-segmenter og andre multisegment-lysdioder. LCD kan let forbindes med mikrocontroller for at vise en meddelelse eller status for enheden. Den kan betjenes i to tilstande: 4-bit-tilstand og 8-bit-tilstand. Dette LCD har to registre, nemlig kommandoregister og dataregister. Den har tre markeringslinjer og 8 datalinjer. Ved at forbinde de tre markeringslinjer og datalinjer med mikrocontrolleren, kan meddelelserne vises på LCD.
LCD instruktioner indstillet til styring af LCD-skærmen ved hjælp af mikrocontrollere
Interfacing 16 × 2 LCD-skærm med 8051 mikrokontroller
I ovenstående figur vil 3 valgte linjer EN, R / W, RS blive brugt til styring af LCD-displayet. EN-ben bruges til at aktivere LCD-displayet til kommunikation med mikrokontroller. RS vil blive brugt til registervalg.
Når RS er indstillet, sender microcontroller instruktioner som data, og når RS er klar, sender microcontroller instruktionerne som kommandoer. For at skrive data skal RW være 0 og til læsning skal RW være 1.
LC
PIN-beskrivelse
Interfacing 16 × 2 LCD med Microcontroller:
Interfacing 16 × 2 LCD med Microcontroller:Mange mikrokontroller-enheder bruger smarte LCD-skærme til at udsende visuel information. For en 8-bit databus kræver skærmen en + 5V forsyning plus 11 I / O-linjer. En 4-bit databus kræver forsyningsledning samt 7 ekstra linjer. Når LCD-displayet ikke er aktiveret, er datalinjerne i tre-tilstand, hvilket betyder, at de er i en tilstand med høj impedans, og det betyder, at de ikke forstyrrer mikrocontrolleren, når displayet ikke bruges.
De tre kontrollinjer kaldes EN, RS og RW.
- EN (Enable) kontrollinjen bruges til at sende dataene til LCD'et. En høj til lav overgang ved denne pin vil muliggøre modulet.
- Når RS eller Register Select er lavt, skal dataene behandles som en kommandoinstruktion. Når RS er høj, vises de data, der sendes, på skærmen. For eksempel, for at vise et hvilket som helst tegn på skærmen, sætter vi RS højt.
- Når linjen RW eller Read / Write Control er lav, skrives oplysningerne om databussen til LCD'et. Når RW er højt, læser programmet effektivt LCD'et. RW-linjen vil altid være lav.
Databussen består af 4 eller 8 linjer, det afhænger af den driftsform, som brugeren har valgt. Linjerne i en 8-bit databus kaldes DB0, DB1, DB2, DB3, DB4, DB5, DB6 og DB7.
En typisk anvendelse af 16 × 2 LCD-skærm:
I denne applikation følger vi et CAN (Control Area Network) -lignende koncept, der generelt bruges i biler, biler og industrier. Som navnet antyder betyder kontrolområdet netværk, at mikrocontroller er forbundet på en netværksmåde som computere, så den kan udveksle data indbyrdes. Her bruger vi 2 mikrokontroller, der er forbundet på et netværksmåde ved hjælp af et par ledninger, der er forbundet til pin 10 og 11 (dvs. P3.0, P3.1) i port 3 på hver mikrocontroller-ben til transmission og modtagelse af data indbyrdes med hjælp af RS232 seriel kommunikation ved hjælp af et par ledninger. Hvor den første mikrocontroller er grænseflade til 4 × 3 matrix-tastaturet, der er forbundet til indgangsporte på den første mikrocontroller, og den anden mikrokontroller er grænseflade til en LCD-skærm for at modtage data fra den første mikrocontroller. En LCD, som vi bruger, er 16 × 2, som kan vise 16 tegn i to linjer.
For hver mikrokontroller er der skrevet separat program i C, og Hex-filer af det brændes på den respektive mikrocontroller. Når vi anvender strøm til kredsløbet, viser LCD'et en meddelelse VENTER, hvilket betyder, at den venter på nogle data. For eksempel en adgangskode som 1234, når der trykkes på 1 fra tastaturet, så viser LCD 1 og når der trykkes på 2 viser det 2 og samme for 3, men når der trykkes på 4 fra tastaturet, vises de alle sammen, og datakommunikation finder sted gennem Rx og Tx par for at lave transistor til at lede. Hvis vi indtaster forkert adgangskode, lyder en summer, der giver en indikation af forkert adgangskode.
Grafiske LCD-skærme:
16X2 LCD-skærme har deres egne begrænsninger. De kan vise tegn med visse begrænsninger. De grafiske LCD-skærme kan bruges til at vise tilpassede tegn og billeder. De grafiske LCD-skærme finder anvendelse i mange applikationer som videospil, mobiltelefoner og elevatorer som displayenheder. Den mest almindelige GLCD er JHD12864E. Dette LCD-display har et skærmformat på 128 × 64 prikker. Disse grafiske LCD-skærme er nødvendige controllere til at udføre dens interne operationer. Disse LCD-skærme har sideskemaer. Sideskemaerne kan forstås ved hjælp af følgende tabel. Her står CS for kontrolvalg.
Sideskema for den grafiske LCD JHD12864E
128 × 64 LCD indebærer 128 kolonner og 64 rækker. Billederne vises i form af pixels i modsætning til normale LCD'er og LED'er.
Elektroluminescerende skærmteknologi
Elektroluminescerende displayteknologi er en af de mest anvendte teknikker i disse dage til displayløsninger. De er dybest set en type fladskærm.
LED- og fosforskærme er nu populære, hvilket bruger princippet om elektroluminescens. Det er ejendommen i kraft af hvilken en halvleder udsender fotoner eller kvante lysenergi, når den forsynes med elektricitet. Elektroluminescens skyldes radioaktiv rekombination af elektroner og huller ved indflydelse af en elektrisk ladning. I lysdioden danner dopingmaterialet p-n-krydset, der adskiller elektroner og huller. Når strøm passerer gennem LED'en, finder rekombinationen af elektroner og huller sted, hvilket resulterer i fotonemission. Men i phosphorskærme er mekanismen for lysemission anderledes. Ved indflydelse af den elektriske ladning accelereres elektronerne, hvilket fører til udsendelse af lys.
Grundlæggende driftsprincip
Et elektroluminescerende display består af en tynd film af fosforescerende materiale, der er klemt mellem to plader, hvoraf den ene er belagt med lodrette tråde og en anden med vandret ledning. Når strømmen passerer gennem ledningerne, begynder materialet mellem pladerne at gløde.
EL-displayet ser ud til at være lysere end LED-displayet, og overfladens lysstyrke ser ud til at være den samme fra alle synsvinkler. Lyset fra EL-skærmen er ikke retningsbestemt, så det ikke kan måles i lumen. Lyset fra EL-skærmen er monokromatisk og har meget smal båndbredde og er synligt fra lang afstand. EL-lyset kan opfattes godt, da lyset er homogent. Spændingen på EL-enheden styrer lysudgangen. Når spændingen og frekvensen stiger, øges lysudgangen også proportionalt.
EL-LYS
Inde i EL-enheden:
EL-indretningerne består af et tyndt lag eller materiale enten organisk eller uorganisk doteret med et halvledermateriale. Den indeholder også do-bukser for at give farve. Typiske stoffer, der anvendes i EL-enheder, er zinksulfid doteret med kobber eller sølv, blå diamant doteret med bor, galliumarsenid osv. For at give gul-orange lys er den anvendte do-pant zink- og manganblanding. EL-enheden har to elektroder - Glaselektrode og rygelektrode. Glaselektroden er den forreste transparente elektrode, der er overtrukket med indiumoxid eller tinoxid. Bagsiden elektrode er belagt med et reflekterende materiale. Mellem glas- og bagelektroderne er halvledermaterialet til stede.
EL-enhedsapplikation
En typisk anvendelse af EL-enheden er panelbelysning som instrumentbrætpanel til biler. Det bruges også i lydudstyr og andre elektroniske gadgets, der har skærme. I nogle mærker af bærbare computere bruges pulverfosforpanel som baggrundslys. Det bruges mest i bærbare computere i disse dage. Belysningen på EL-enheden er bedre end LCD-skærmen. Det bruges også i tastaturbelysning, urskiver, regnemaskiner, mobiltelefoner osv. EL-skærmens strømforbrug er meget lavt, så det er en ideel løsning til at spare strøm i batteridrevne enheder. EL-skærmens farve kan være blå, grøn og hvid osv.
Fotokredit
