06 2003 81 82


K U R S
Podstawy projektowania systemów
mikroprocesorowych, część 4
W tej czÍÅ›ci kursu przedstawiamy sposoby statycznego
sterowania diodami i wyświetlaczami LED za pomocą
portÛw mikrokontrolera.
Zagadnienie niby dośĘ proste, ale - jak pokazuje praktyka
- nie do koÒca poznane.
Najbardziej rozpo- stąpienia emisji światła, dlatego
wszechnionym sposobem podczas projektowania zespołu wy-
obrazowania pracy nie- Å›wietlacza trzeba uwzglÍdniĘ ten
wielkich systemÛw z mik- parametr i porÛwnaĘ go z maksy-
rokontrolerami jednoukładowymi malnym prądem obciąłenia linii
są diody LED i oparte na nich wy- portu mikrokontrolera. Jełeli obcią-
Å›wietlacze siedmiosegmentowe. Å‚alnośĘ prÄ…dowa portu bÍdzie nie-
Umołliwiają one szybki, bezpośred- wystarczająca, to naleły zastosowaĘ
ni odczyt parametrÛw pracy urzÄ…- ukÅ‚ady poÅ›redniczÄ…ce - tranzystory
Urządzenia wyjściowe - dzenia, a ich zaletą jest czytelnośĘ, lub układy scalone (drivery) o od-
statyczne sterowanie nawet w całkowitych ciemnościach. powiedniej wydajności prądowej.
wyÅ›wietlaczy i diod LED Jednym z podstawowych para- Warto przypomnieĘ, Å‚e w wiÍk-
System mikroprocesorowy za- metrÛw charakteryzujÄ…cych wyÅ›wiet- szoÅ›ci mikrokontrolerÛw bezpo-
zwyczaj realizuje zadania, średnie dołączenie diody
w wyniku ktÛrych otrzymy- LED (wraz z rezystorem
Parametry zawsze z noty katalogowej
wany jest jakiś wynik. Wy- ograniczającym prąd płyną-
Podczas dobierania wartości rezystorów
nik ten jest bezuÅ‚yteczny cy przez diodÍ) jest moÅ‚li-
ograniczających prąd płynący przez
tak dÅ‚ugo, dopÛki nie znaj- we tylko w konfiguracji,
segment wyświetlacza lub diodę, należy
dziemy sposobu aby prze- w ktÛrej prÄ…d wpÅ‚ywa do
zawsze sprawdzać w notach katalogowych
słaĘ go na zewnątrz syste- portu mikrokontrolera (LED
wartości parametrów takich jak: maksymal-
mu. Do realizacji tego zada- wÅ‚Ä…czony miÍdzy ì+î zasi-
ny prąd wyjściowy portu i napięcie
nia sÅ‚uÅ‚Ä… w systemach mik- lania a liniÍ portu - rys.
przewodzenia diody LED. Dobieranie
roprocesorowych urzÄ…dzenia 15a). W tym przypadku
wartości rezystora ograniczającego prąd
wyjściowe. W zalełności od ustawienie stanu niskiego
 na oko nie jest zgodne ze sztukÄ…
formy w jakiej ma byĘ Ûw na wyprowadzeniu powodu-
projektowania i może doprowadzić do
wynik przekazany, mogÄ… to je zaÅ›wiecenie siÍ diody.
uszkodzenia elementów.
byĘ rÛÅ‚nego rodzaju wskaü- Rezystor ograniczajÄ…cy prÄ…d
niki i wyświetlacze, układy diody w tym układzie nale-
transmisji cyfrowej w okreÅ›lonym lacze LED (zarÛwno wyÅ›wietlacze Å‚y dobraĘ z zaleÅ‚noÅ›ci:
protokole, czy inne systemy prze- siedmiosegmentowe jak i pojedyncze Rogr = (5 - 0,5 - Uf)/If,
kazywania danych. diody) jest prÄ…d konieczny do wy- gdzie:
Uf - napiÍcie przewodzenia diody
(zaleły od koloru świecenia),
If - prÄ…d przewodzenia diody, je-
go wartośĘ maksymalna nie mo-
łe przekraczaĘ 20 mA.
Rys. 15. Różne sposoby sterowanie diod LED z wyjścia mikrokontrolera:
najczęściej stosowany w mikrokontrolerach z rodziny '51 (a), możliwy do Rys. 16. Budowa typowego portu
zastosowania w niektórych mikrokontrolerach '51 (b), niezalecany (c) I/O w mikrokontrolerach '51
Elektronika Praktyczna 6/2003
81
K U R S
lub wykorzystujący scalony driver, W układach mikroprocesoro-
np. ULN2803A w ukÅ‚adzie przedsta- wych bardzo czÍsto zachodzi ko-
wionym na rys. 18. Ten drugi wa- niecznośĘ podÅ‚Ä…czenia wiÍkszej
riant nadaje siÍ szczegÛlnie dobrze liczby wyÅ›wietlaczy 7-segmento-
do sterowania diod o dułej mocy wych czy diod LED, nił pozwala
(kilku...kilkunastu W), poniewaÅ‚ na to liczba wyprowadzeÒ zasto-
wydajnośĘ prÄ…dowa driverÛw zin- sowanego mikrokontrolera. Wyj-
tegrowanych w układzie ULN2803 ściem z sytuacji są układy wy-
jest wiÍksza niÅ‚ wymagana przez Å›wietlaczy dynamicznych (wy-
klasyczne LED-y. świetlacze multipleksowane). Za-
OmÛwione powyÅ‚ej sposoby sada ich dziaÅ‚ania polega na
sterowania wyÅ›wietlaczy i diod wspÛÅ‚dzieleniu wyprowadzeÒ mik-
Rys. 17. Tranzystor NPN jako
LED nalełą do grupy statycznych rokontrolera przez połączone
wzmacniacz prÄ…dowy do
- świecenie lub nie dołączonej do w grupy diody LED (np. jedna
sterowania diodÄ… LED
układu diody zaleły tylko od sta- grupa - jeden wyświetlacz sied-
UkÅ‚ad w ktÛrym dioda byÅ‚aby nu wyprowadzenia portu mikro- miosegmentowy) i doÅ‚Ä…czeniu do-
wÅ‚Ä…czona miÍdzy liniÍ portu a ma- kontrolera. Takie sterowanie powo- datkowych ukÅ‚adÛw sterujÄ…cych
sÍ jest nieprawidÅ‚owy - dioda nie duje, Å‚e obsÅ‚uga programowa jest zasilaniem poszczegÛlnych grup -
bÍdzie siÍ Å›wieciĘ lub bÍdzie siÍ bardzo prosta. Wystarczy tylko odpowiednio szybkie zapalanie
Å›wieciĘ bardzo sÅ‚abo z powodu wykorzystaĘ rozkazy ustawiania i gaszenie poszczegÛlnych grup
zbyt małej obciąłalności portu lub zerowania linii mikrokontrole- (wraz z wymuszeniem łądanych
w stanie ì1î (rys. 15b). MoÅ‚na co ra (SETB Px.y, CLR Px.y), stanÛw Å›wiecenia) oraz bezwÅ‚ad-
prawda zrezygnowaĘ z szeregowe- a w przypadku wykorzystywania nośĘ ludzkiego wzroku daje
go rezystora ograniczającego wbu- całego portu mikrokontrolera do w efekcie złudzenie świecenia ca-
dowanego wewnątrz mikrokontrole- sterowania diodami LED do ich łego wyświetlacza.
ra '51 (rys. 16) i doÅ‚Ä…czyĘ do li- obsÅ‚ugi moÅ‚na wykorzystaĘ takÅ‚e SzczegÛÅ‚y takich rozwiÄ…zaÒ
nii portu dodatkowy rezystor pod- rozkaz przesłania bajtu danych do przedstawimy za miesiąc.
ciągający o podobnej rezystancji portu (MOV Px,#{wartośĘ}). Paweł Hadam
(rys. 15b). Jednak układ ten nie
jest stosowany ze wzglÍdu na du-
Å‚y pobÛr prÄ…du - w chwili gdy
dioda nie Å›wieci jest on wiÍkszy
nił podczas jej świecenia!
W sytuacji, gdy wykorzystujemy
liniÍ portu mikrokontrolera niezdol-
ną samodzielnie do prawidłowego
wysterowania diody LED, naleły
zastosowaĘ układ pośredniczący, za-
pewniający odpowiednią wydajnośĘ
prądową. W zalełności od liczby
Rys. 18. Jeżeli mikrokontroler steruje większą ilością diod lub
dołączanych diod mołemy zastoso- segmentów wyświetlaczy można pokusić się o zastosowanie
waĘ układ z tranzystorem (rys. 16) scalonego drivera np. ULN2803
Elektronika Praktyczna 6/2003
82


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
34 ROZ protokół obowiązkowej kontroli [M I ][23 06 2003]
2003 06 Najprostsze zdalne sterowanie
2003 06 Process Accounting Resolving Cpu Load in the Kernel
2003 06 Szeregowy sterownik urządzeń
2003 06 Syrena elektroniczna
2003 06 Genialne schematy
Tech tech chem11[31] Z5 06 u
srodki ochrony 06[1]
06 (184)
06
Nov 2003 History Africa HL paper 3

więcej podobnych podstron