Visningsenheter er utdataenhetene for presentasjon av informasjon i tekst- eller bildeform. En utgangsenhet er en ting som gir en måte å vise informasjon til omverdenen på. For å vise informasjonen på en hensiktsmessig måte, må disse enhetene styres av andre eksterne enheter. Kontroll kan gjøres ved å koble disse skjermene til de kontrollerende enhetene.
Mikrokontrollere er nyttige i den grad de kommuniserer med eksterne enheter, som brytere, tastaturer, skjermer, minne og til og med andre mikrokontrollere. Mange grensesnittteknikker er utviklet for å løse de komplekse problemene for kommunikasjon med skjermer.
Noen skjermer kan bare vise sifre og alfanumeriske tegn. Noen skjermer kan vise bilder og alle typer tegn. De mest brukte skjermene sammen med mikrokontrollere er lysdioder, LCD, GLCD og 7-segment skjermer
La oss se detaljer om hver type tilgjengelige skjermer
Skjerm ved hjelp av LED:
Lysdiode (LED) er den mest brukte enheten for å vise statusen til mikrokontrollerpinner. Disse skjermenhetene brukes ofte til å indikere alarmer, innganger og tidtakere. Det er to måter vi kan koble lysdioder til mikrokontroller. Disse to måtene er aktiv høy logikk og aktiv lav logikk. Aktiv høy logikk betyr at LED vil være PÅ når portpinnen er 1 og LED vil være AV når pinnen er 0. Aktiv høy betyr at LED vil være AV når portpinnen er 1 og LED vil være PÅ når pinnen er 0.
Aktiv lav LED-tilkobling med mikrocontrollerstift
7-segment LED-skjerm:
7-segment LED-skjerm kan brukes til å vise sifre og få tegn. Et display med syv segmenter består av 7 lysdioder arrangert i form av Square '8' og en enkelt LED som prikkekarakter. Ulike tegn kan vises ved å velge de nødvendige LED-segmentene. En 7 syv segment skjerm er en elektronisk skjerm som viser 0-9 digital informasjon. De er tilgjengelige i vanlig katodemodus og vanlig anodemodus. Det er tilstandslinjer i LED, anode blir gitt til positiv terminal og katode er gitt til negativ terminal, så lyser LED.
I vanlig katode er de negative terminalene til alle lysdiodene koblet til de vanlige pinnene til jord, og en bestemt lysdiode lyser når den tilsvarende pinnen er gitt høy. Katodene til alle lysdiodene er koblet sammen til en enkelt terminal, og anodene til alle lysdiodene er alene.
I vanlig anodearrangement får den vanlige pinnen høy logikk og LED-pinnene blir gitt lave for å vise et tall. I vanlig anode er alle anodene koblet sammen, og alle katodene blir alene. Dermed når vi gir det første signalet er høyt eller 1, er det bare en lean i displayet hvis ikke, det er ingen lean i displayet.
LED-mønster for visning av sifre ved bruk av 7-segment display
Grensesnitt for 7-segment skjerm med 8051 mikrokontroller
Punktmatrise LED-skjerm:
Punktmatrise LED-skjerm inneholder gruppen av lysdioder som et todimensjonalt array. De kan vise forskjellige typer tegn eller en gruppe tegn. Punktmatriseskjerm er produsert i forskjellige dimensjoner. Ordning av lysdioder i matriksmønsteret gjøres på en av de to måtene: Radanode-kolonne katode eller Rad katode-kolonne anode. Ved å bruke denne matriseskjermen kan vi redusere antall pinner som kreves for å kontrollere alle lysdiodene.
En punktmatrise er et todimensjonalt utvalg av prikker som brukes til å representere tegn, symboler og meldinger. Punktmatrise brukes i skjermer. Det er en skjermenhet som brukes til å vise informasjon på mange enheter som maskiner, klokker, jernbaneavgangsindikatorer etc.
En LED-punktmatrise består av en rekke LED-er som er koblet sammen slik at anoden til hver LED er koblet sammen i samme kolonne og katoden til hver LED er koblet sammen i samme rad eller omvendt. En LED-punktmatriseskjerm kan også komme med flere lysdioder i forskjellige farger bak hver prikk i matrisen som rød, grønn, blå osv.
Her representerer hver prikk sirkulære linser foran lysdioder. Dette gjøres for å minimere antall pinner som kreves for å kjøre dem. For eksempel trenger en 8X8 matrise av lysdioder 64 I / O-pinner, en for hver LED-piksel. Ved å koble alle anodene til lysdioder sammen i en kolonne og alle katodene sammen i rad, reduseres det nødvendige antall inngangs- og utgangspinner til 16. Hver lysdiode vil bli adressert av rad- og kolonnenummeret.
Diagram over 8X8 LED Matrix ved bruk av 16 I / O-pinner
Diagram over 8X8 LED Matrix ved bruk av 16 I / O-pinner
Styring av LED-matrisen:
Siden alle lysdiodene i en matrise deler sine positive og negative terminaler i hver rad og kolonne, er det ikke mulig å kontrollere hver LED samtidig. Matrisen styres raskt gjennom hver rad ved å utløse de riktige kolonnepinnene for å tenne de ønskede LED-lampene for den aktuelle raden. Hvis byttingen skjer med en fast hastighet, kan ikke mennesker se meldingen som vises, fordi menneskets øye ikke kan oppdage bildene med i millisekunder. Dermed må visning av en melding på LED-matrise kontrolleres, med radene skannes sekvensielt med en hastighet større enn 40 MHz mens de sender ut kolonnedataene med nøyaktig samme hastighet. Denne typen kontroll kan gjøres når jeg kobler LED-matrisedisplayet til mikrokontrolleren.
Grensesnitt for LED Matrix Display med Microcontroller:
Å velge en mikrokontroller for grensesnitt med LED-matrisedisplay som skal styres, avhenger av antall inngangs- og utgangspinner som trengs for å kontrollere alle LED-lampene i den gitte matrisedisplayet, mengden strøm som hver pin kan kilde og synke og hastigheten hvor mikrokontrolleren kan sende ut styresignaler. Med alle disse spesifikasjonene kan grensesnitt gjøres for LED-matrisevisning med en mikrokontroller.
Bruker 12 I / O-pinner som styrer Matrix-skjermen på 32 lysdioder
12 I / O-pinner som styrer Matrix-skjermen på 32 lysdioder
I diagrammet ovenfor har hver syv segmentdisplay åtte lysdioder. Derfor er det totale antallet lysdioder 32. For å kontrollere alle de 32 lysdiodene er det behov for 8 informasjonslinjer og 4 kontrollinjer, dvs. for å vise en melding på matrisen på 32 lysdioder, er det nødvendig med 12 linjer når de er koblet sammen i matriksnotasjon. Ved å bruke mikrokontrolleren kan instruksjonene konverteres til signaler som slår PÅ eller AV-lys i matrisen. Deretter kan ønsket melding vises. Ved å kontrollere med mikrokontrolleren kan vi endre hvilke fargelys som lyser med jevne mellomrom.
Det er flere alternativer for valg av mikrokontroller og LED-matrise. Den enkleste måten er først å velge LED-punktmatrisen og deretter velge en mikrokontroller som krever at kravene til LED-er skal styres. Når disse valgene er fullført, ligger en hoveddel i programmering for å skanne kolonnene og mate radene med passende verdier for LED-matrisen for å vise forskjellige mønstre for å vise ønsket melding.
Flytende krystallskjerm (LCD):
Flytende krystallskjerm (LCD) har materiale som forbinder egenskapene til både væske og krystaller. De har et temperaturområde der partiklene i det vesentlige er like mobile som de kan være i en væske, men er samlet i en ordreform som ligner på en krystall.
LCD-skjermen er mye mer informativ utgangsenhet enn en enkelt LED. LCD-skjermen er en skjerm som enkelt kan vise tegn på skjermen. De har et par linjer til store skjermer. Noen LCD-skjermer er spesialdesignet for spesifikke applikasjoner for å vise grafiske bilder. 16 × 2 LCD (HD44780) -modul brukes ofte. Disse modulene erstatter 7-segmenter og andre LED-lys med flere segmenter. LCD kan enkelt kobles til mikrokontroller for å vise en melding eller status for enheten. Den kan betjenes i to moduser: 4-bit-modus og 8-bit-modus. Denne LCD-skjermen har to registre, nemlig kommandoregister og dataregister. Den har tre utvalgslinjer og åtte datalinjer. Ved å koble de tre utvalgslinjene og datalinjene til mikrokontrolleren, kan meldingene vises på LCD.
LCD-instruksjoner satt for å kontrollere LCD-skjermen ved hjelp av mikrokontroller
Grensesnitt 16 × 2 LCD-skjerm med 8051 mikrokontroller
I figuren ovenfor vil de valgte linjene EN, R / W, RS brukes til å kontrollere LCD-skjermen. EN-pin vil bli brukt for å aktivere LCD-skjermen for kommunikasjon med mikrokontroller. RS vil bli brukt til registervalg.
Når RS er satt vil mikrokontroller sende instruksjoner som data, og når RS er klar, vil mikrokontroller sende instruksjonene som kommandoer. For å skrive data skal RW være 0 og for å lese RW skal være 1.
LC
PIN-beskrivelse
Grensesnitt 16 × 2 LCD med mikrokontroller:
Grensesnitt 16 × 2 LCD med mikrokontroller:Mange mikrokontroller-enheter bruker smarte LCD-skjermer for å sende ut visuell informasjon. For en 8-biters databuss krever skjermen en + 5V forsyning pluss 11 I / O-linjer. En 4-bit databuss krever forsyningslinje samt 7 ekstra linjer. Når LCD-skjermen ikke er aktivert, er datalinjene tri-state, noe som betyr at de er i en høy impedans, og dette betyr at de ikke forstyrrer mikrokontrollerdriften når skjermen ikke brukes.
De tre kontrollinjene er referert til som EN, RS og RW.
- EN (Enable) -kontrollinjen brukes til å sende dataene til LCD-skjermen. En høy til lav overgang på denne stiften vil aktivere modulen.
- Når RS eller Register Select er lav, skal dataene behandles som en kommandoinstruksjon. Når RS er høy, vises dataene som sendes på skjermen. For eksempel, for å vise et hvilket som helst tegn på skjermen, setter vi RS høyt.
- Når linjen RW eller Read / Write Control er lav, blir informasjonen på databussen skrevet til LCD-skjermen. Når RW er høy, leser programmet effektivt LCD-skjermen. RW-linjen vil alltid være lav.
Databussen består av 4 eller 8 linjer, det avhenger av driftsmåten valgt av brukeren. Linjene til en 8-bits databuss er referert til som DB0, DB1, DB2, DB3, DB4, DB5, DB6 og DB7.
En typisk anvendelse av 16 × 2 LCD-skjerm:
I denne applikasjonen følger vi et CAN (Control Area Network) -lignende konsept som vanligvis brukes i biler, biler og bransjer. Som navnet antyder, betyr kontrollområdet nettverk at mikrokontroller er koblet på nettverk som datamaskiner, slik at den kan utveksle data mellom seg. Her bruker vi to mikrokontrollere som er koblet på nettverk med et par ledninger koblet til pinne 10 og 11 (dvs. P3.0, P3.1) i port 3 på hver mikrocontrollerpinne for overføring og mottak av data seg imellom med hjelp av RS232 seriell kommunikasjon ved hjelp av et par ledninger. Hvor den første mikrokontrolleren er grensesnittet til 4 × 3 matrisetastaturet som er koblet til inngangsportene til den første mikrokontrolleren, og den andre mikrokontrolleren er grensesnittet til en LCD-skjerm for å motta data fra den første mikrokontrolleren. En LCD-skjerm som vi bruker er 16 × 2 som kan vise 16 tegn i to linjer.
For hvert mikrokontroller er separat program skrevet i C og Hex-filer av det brennes på den respektive mikrokontrolleren. Når vi bruker strøm til kretsen, viser LCD-skjermen en melding VENTER, noe som betyr at den venter på noen data. For eksempel et passord som 1234, når 1 trykkes fra tastaturet så viser LCD 1 og når 2 trykkes viser det 2 og samme for 3, men når 4 trykkes fra tastaturet vises de alle og datakommunikasjon foregår gjennom Rx og Tx par for å lage transistor til å lede. Hvis vi skriver inn feil passord, høres en summer som indikerer feil passord.
Grafiske LCD-skjermer:
16X2 LCD-skjermer har sine egne begrensninger. De kan vise tegn med visse begrensninger. De grafiske LCD-skjermene kan brukes til å vise tilpassede tegn og bilder. De grafiske LCD-skjermene finner bruk i mange applikasjoner som videospill, mobiltelefoner og heiser som skjermenheter. Den mest brukte GLCD er JHD12864E. Denne LCD-skjermen har et skjermformat på 128 × 64 punkter. Disse grafiske LCD-skjermene er nødvendige kontrollere for å utføre interne operasjoner. Disse LCD-skjermene har sideskjemaer. Sideskjemaene kan forstås ved hjelp av følgende tabell. Her står CS for control select.
Sideskjema for grafisk LCD JHD12864E
128 × 64 LCD innebærer 128 kolonner og 64 rader. Bildene vil vises i form av piksler i motsetning til normale LCD-skjerm og LED.
Elektroluminescerende skjermteknologi
Elektroluminescerende skjermteknologi er en av de mest brukte teknikkene i disse dager for skjermløsninger. De er i utgangspunktet en type flatskjerm.
LED og fosfor skjermer er nå populære som bruker prinsippet om elektroluminescens. Det er eiendommen i kraft av hvilken en halvleder avgir fotoner eller kvante av lysenergi når den får strøm. Elektroluminescens skyldes radioaktiv rekombinasjon av elektroner og hull ved påvirkning av en elektrisk ladning. I lysdioden danner dopingmaterialet p-n-krysset som skiller elektronene og hullene. Når strøm passerer gjennom lysdioden, finner rekombinasjonen av elektroner og hull sted, noe som resulterer i fotonemisjon. Men i Phosphor-skjermer er mekanismen for lysutslipp en annen. Ved påvirkning av den elektriske ladningen akselereres elektronene, noe som fører til utslipp av lys.
Grunnleggende driftsprinsipp
En elektroluminescerende skjerm består av en tynn film av fosforescerende materiale som er klemt mellom to plater, hvorav den ene er belagt med vertikale ledninger og en annen med horisontal ledning. Når strømmen går gjennom ledningene, begynner materialet mellom platene å gløde.
EL-skjermen ser ut til å være lysere enn LED-skjermen, og lysstyrken på overflaten virker den samme fra alle synsvinkler. Lyset fra EL-skjermen er ikke retningsbestemt, slik at det ikke kan måles i lumen. Lyset fra EL-skjermen er monokromatisk og har veldig smal båndbredde og er synlig på lang avstand. EL-lyset kan oppfattes godt siden lyset er homogent. Spenningen som påføres EL-enheten styrer lyseffekten. Når spenningen og frekvensen øker, vil lyseffekten også øke proporsjonalt.
EL-LYS
Inne i EL-enheten:
EL-enhetene består av et tynt lag eller materiale enten organisk eller uorganisk dopet med et halvledermateriale. Den inneholder også do-bukser for å gi farge. Typiske stoffer som brukes i EL-enheter er sinksulfid dopet med kobber eller sølv, blå diamant dopet med bor, galliumarsenid osv. For å gi gul-oransje lys er do-pantet som brukes sink og manganblanding. EL-enheten har to elektroder - Glasselektrode og bakelektrode. Glasselektroden er den fremre gjennomsiktige elektroden som er belagt med indiumoksid eller tinnoksid. Ryggelektroden er belagt med et reflekterende materiale. Mellom glass- og bakelektrodene er halvledermaterialet til stede.
EL-enhetsapplikasjon
En typisk anvendelse av EL-enheten er panelbelysning som bilbrettpanel. Den brukes også i lydutstyr og andre elektroniske apparater som har skjermer. I noen bærbare datamaskiner brukes Powder Phosphor-panelet som bakgrunnslys. Det brukes mest i bærbare datamaskiner i disse dager. Belysningen på EL-enheten er bedre enn LCD-skjermen. Den brukes også i tastaturbelysning, urskiver, kalkulatorer, mobiltelefoner etc. Strømforbruket til EL-skjermen er veldig lavt, slik at det er en ideell løsning for å spare strøm i batteridrevne enheter. Fargen på EL-skjermen kan være blå, grønn og hvit osv.
Fotokreditt
