Ovládanie jednomiestnej 7-segmentovej LED pomocou mikrokontroléra PIC je zaujímavý a praktický projekt, ktorý nachádza uplatnenie v rôznych oblastiach, ako sú digitálne displeje, vstavané systémy a automatizácia. Ako jednociferný 7-segmentový dodávateľ LED sa dobre orientujem v komponentoch a procesoch zahrnutých v tomto kontrolnom mechanizme. V tomto blogu vás prevediem krokmi ovládania jednocifernej 7-segmentovej LED pomocou mikrokontroléra PIC.
Pochopenie jednomiestnej 7-segmentovej LED diódy
Jednomiestna 7-segmentová LED sa skladá zo siedmich jednotlivých LED segmentov usporiadaných do tvaru číslice 8 spolu s desatinnou čiarkou. Tieto segmenty sú typicky označené ako a, b, c, d, e, f a g. Rozsvietením rôznych kombinácií týchto segmentov môžeme zobraziť rôzne číslice od 0 do 9, ako aj niektoré písmená.
7-segmentová LED môže byť buď spoločná anóda alebo spoločná katóda. V spoločnej anódovej konfigurácii sú všetky anódy jednotlivých LED navzájom spojené a viazané na kladný zdroj napätia. Na rozsvietenie segmentu je potrebné potiahnuť zodpovedajúci katódový kolík. Naopak, v konfigurácii so spoločnou katódou sú všetky katódy spojené dohromady a uzemnené a na rozsvietenie segmentu musí byť príslušný anódový kolík vytiahnutý vysoko.
Výber správneho mikrokontroléra PIC
Pokiaľ ide o ovládanie jednomiestnej 7-segmentovej LED, existuje niekoľko mikrokontrolérov PIC, ktoré možno použiť. Niektoré populárne možnosti zahŕňajú PIC16F84A, PIC16F628A a PIC18F452. Tieto mikrokontroléry ponúkajú dobrú rovnováhu medzi cenou, výkonom a jednoduchosťou použitia.
Pre tento projekt predpokladajme, že používame PIC16F84A. Má 13 I/O pinov, ktoré postačujú na ovládanie jednomiestnej 7-segmentovej LED. Mikrokontrolér pracuje na taktovacej frekvencii, ktorú je možné upraviť podľa požiadaviek projektu.
Dizajn obvodov
Prvým krokom pri ovládaní 7-segmentovej LED je návrh obvodu. Tu je základná schéma zapojenia na ovládanie jednocifernej 7-segmentovej LED so spoločnou katódou pomocou PIC16F84A:
- Napájanie: Pripojte kolík VDD na PIC16F84A ku kladnému pólu napájacieho zdroja (zvyčajne 5V) a kolík VSS k zemi.
- 7 - Segmentové pripojenie LED: Pripojte sedem segmentových kolíkov (a, b, c, d, e, f, g) 7 - segmentovej LED k výstupným kolíkom mikrokontroléra PIC. Môžete napríklad pripojiť segment a na kolík RA0, segment b na kolík RA1 atď. Ak používate bežnú katódovú LED, možno budete musieť pridať odpory obmedzujúce prúd do série s každým segmentom, aby ste zabránili nadmernému prúdu a poškodeniu LED. Typická hodnota pre tieto odpory je okolo 330 ohmov.
- Vyťahovacie rezistory: V prípade potreby pridajte na vstupné kolíky mikrokontroléra pull-up odpory, aby ste zabezpečili stabilnú prevádzku.
Programovanie mikrokontroléra PIC
Keď je obvod navrhnutý a zostavený, ďalším krokom je naprogramovanie mikrokontroléra PIC. Na písanie a kompiláciu kódu použijeme MPLAB IDE (Integrated Development Environment) spolu s assemblerom MPASM.
Tu je jednoduchý príklad montážneho kódu na zobrazenie číslic od 0 do 9 na spoločnej katódovej jednomiestnej 7-segmentovej LED pomocou PIC16F84A:
LIST P=16F84A #INCLUDE <P16F84A.INC> ORG 0 MOVLW 0x07 ; Nakonfigurujte PORTA ako výstup MOVWF TRISA MOVLW 0x00 ; Inicializujte PORTA na 0 MOVWF PORTA MAIN_LOOP: ; Číslica na displeji 0 MOVLW 0x3F MOVWF PORTA ONESKORENIE HOVORU ; Zobrazená číslica 1 MOVLW 0x06 MOVWF PORTA ONESKORENIE HOVORU ; Zobrazovacia číslica 2 MOVLW 0x5B MOVWF PORTA ONESKORENIE HOVORU ; Zobrazovacia číslica 3 MOVLW 0x4F MOVWF PORTA ONESKORENIE HOVORU ; Zobrazovacia číslica 4 MOVLW 0x66 MOVWF PORTA ONESKORENIE HOVORU ; Zobrazovacia číslica 5 MOVLW 0x6D MOVWF PORTA ONESKORENIE HOVORU ; Zobrazovacia číslica 6 MOVLW 0x7D MOVWF PORTA ONESKORENIE HOVORU ; Zobrazená číslica 7 MOVLW 0x07 MOVWF PORTA ONESKORENIE HOVORU ; Zobrazovacia číslica 8 MOVLW 0x7F MOVWF PORTA ONESKORENIE HOVORU ; Číslica displeja 9 MOVLW 0x6F MOVWF PORTA ONESKORENIE HOVORU GOTO MAIN_LOOP DELAY: MOVLW D'255' DELAY_LOOP: DECFSZ 0x20, F GOTO DELAY_LOOP RETURN ENDV tomto kóde najprv nakonfigurujeme kolíky PORTA na PIC16F84A ako výstupné kolíky. Potom v hlavnej slučke zobrazíme každú číslicu od 0 do 9 na 7 - segmentovej LED zaslaním príslušných hexadecimálnych hodnôt do registra PORTA. TheONESKORENIEpodprogram sa používa na zavedenie krátkeho oneskorenia medzi zobrazením každej číslice, aby sme číslice jasne videli.
Kompilácia a programovanie kódu
Po napísaní kódu ho musíme skompilovať pomocou assembleru MPASM v MPLAB IDE. Assembler vygeneruje hex súbor, ktorý obsahuje strojový kód pre mikrokontrolér PIC.
Na programovanie PIC16F84A môžeme použiť programátor PIC, ako je Pickit 2 alebo Pickit 3. Pripojte programátor k mikrokontroléru PIC a počítaču a potom pomocou programovacieho softvéru nahrajte hex súbor do mikrokontroléra.
Pokročilé aplikácie a úvahy
Zatiaľ čo základný obvod a kód nám umožňujú zobraziť číslice od 0 do 9, existuje mnoho pokročilých aplikácií a úvah, ktoré možno preskúmať.
- Zobrazovanie písmen: Použitím rôznych kombinácií aktivácií segmentov je možné zobraziť niektoré písmená na 7 - segmentovej LED. Napríklad na zobrazenie písmena „A“ môžeme aktivovať segmenty a, b, c, e, f a g.
- Viaceré číslice: Ak potrebujete zobraziť viac číslic, môžete použiťTrojmiestne 7 segmentové LED,Dvojmiestne sedemsegmentové LED, aleboŠtvormiestne 7 segmentové LED. Princíp je podobný, ale na postupné ovládanie každej číslice budete musieť použiť techniky multiplexovania.
- Ovládanie jasu: Jas 7-segmentovej LED je možné ovládať nastavením prúdu pretekajúceho segmentmi. To sa dá dosiahnuť použitím signálu PWM (Pulse Width Modulation) generovaného mikrokontrolérom PIC.
Kontakt pre obstarávanie
Ak máte záujem o kúpu jednociferných 7-segmentových LED diód alebo máte akékoľvek otázky týkajúce sa ich ovládania pomocou mikrokontrolérov PIC, neváhajte nás kontaktovať. Sme spoľahlivým dodávateľom kvalitných 7-segmentových LED diód a vieme vám poskytnúť tie najlepšie produkty a technickú podporu.
Referencie
- Microchip Technology Inc. Údajový list PIC16F84A.
- MPLAB IDE Užívateľská príručka.
- Návod na použitie MPASM Assembler.