Podwójny wyświetlacz siedmiosegmentowy J E K T Y
P R O sterowany I2C
Podwójny wyświetlacz
siedmiosegmentowy
sterowany I2C
AVT-859
Konstruktorzy projektujÄ…cy
układy mikroprocesorowe,
w ktÛrych wykorzystujÄ… do
prezentacji danych
siedmiosegmentowe
wyświetlacze LED, napotykają
nieraz na problemy
techniczne i trudności
z uzyskaniem czytelnego
wyświetlania.
NajczÍÅ›ciej stosowany sposÛb
sterowania wyÅ›wietlaczy, polegajÄ…- maksymalne napiÍcie zasilania
cy na ich kolejnym uaktywnianiu procesorÛw i kolejne komplikowa-
przy jednoczesnym włączaniu od- nie układu.
powiednich segmentÛw (czyli tzw. W proponowanym ukÅ‚adzie
multipleksowania), posiada dośĘ rozwiÄ…zano przynajmniej czÍÅ›cio-
powałne wady. Po pierwsze trzeba wo te problemy. Mołliwe jest
wykorzystaĘ wÛwczas duÅ‚Ä… liczbÍ doÅ‚Ä…czenie do dowolnego systemu
wyprowadzeÒ procesora (7 + licz- mikroprocesorowego wyÅ›wietlaczy
ba zastosowanych wyświetlaczy). siedmiosegmentowych LED z cyf-
Jest to powałna niedogodnośĘ, rami o wysokości 57mm. Wy-
utrudniajÄ…ca lub wrÍcz uniemoÅ‚- Å›wietlacze takie sÄ… czytelne ze
liwiająca stosowanie w konstruk- znacznych odległości i ich zasto-
cjach ìmaÅ‚ychî procesorÛw, np. sowanie umoÅ‚liwia budowÍ zega-
z rodziny 89CX051. Po drugie, rÛw tablicowych i innych wskaü-
system wyÅ›wietlania multiplekso- nikÛw, ktÛre w zaÅ‚oÅ‚eniu muszÄ…
wanego nie pozwala na osiÄ…gniÍ- byĘ obserwowane z pewnego od-
cie dułej jasności świecenia seg- dalenia. Proponowane wyświetla-
mentÛw, szczegÛlnie przy wiÍk- cze sterowane sÄ… za poÅ›rednict-
szej liczbie wyświetlaczy. Nawet wem magistrali I2C i do ich obsłu-
przy stosowaniu wyświetlaczy gi musimy wykorzystaĘ tylko dwa
o podwyłszonej jasności, czytel- wyprowadzenia procesora.
nośĘ wyÅ›wietlania wiÍkszej liczby KolejnÄ… zaletÄ… (ale czasami
cyfr pozostawia najczÍÅ›ciej wiele i wadÄ…) proponowanych wyÅ›wiet-
do łyczenia. laczy jest statyczne wyświetlanie
Sytuacja komplikuje siÍ dodat- wszystkich segmentÛw jednoczeÅ›-
kowo w przypadku stosowania nie. ZaletÄ…, bo ten sposÛb pozwa-
wyÅ›wietlaczy siedmiosegmento- la na osiÄ…gniÍcie duÅ‚ej jasnoÅ›ci
wych o duÅ‚ych rozmiarach. Seg- Å›wiecenia segmentÛw, a wadÄ… po-
menty takich wyświetlaczy zawie- niewał wyświetlanie statyczne po-
rajÄ… najczÍÅ›ciej po kilka diod LED woduje znaczne zwiÍkszenie zu-
poÅ‚Ä…czonych szeregowo, co wy- Å‚ycia energii. WadÍ tÍ moÅ‚na na
musza stosowanie napiÍĘ zasila- szczÍÅ›cie dośĘ Å‚atwo usunąĘ me-
jÄ…cych znacznie przekraczajÄ…cych todami programistycznymi, stosu-
Elektronika Praktyczna 8/2000
27
Podwójny wyświetlacz siedmiosegmentowy sterowany I2C
JP1..JP3, indywidualny adres, pod
ktÛrym procesor moÅ‚e ìodnaleüĘî
ten moduł wyświetlaczy. Ponie-
wał kałdy PCF8574 posiada trzy
wejścia adresowe, łatwo obliczyĘ,
łe do magistrali I2C mołe byĘ
podłączonych jednocześnie 8 ta-
kich ukÅ‚adÛw, czyli 8 moduÅ‚Ûw
wyświetlaczy - razem 16 cyfr!
Montał i uruchomienie
Na rys. 2 zostało pokazane
rozmieszczenie elementÛw na
płytce obwodu drukowanego za-
projektowanego na laminacie jed-
nostronnym. Zastosowanie jedno-
stronnego obwodu drukowanego,
podyktowane chÍciÄ… zmniejszenia
kosztÛw wykonania moduÅ‚Ûw, bÍ-
dzie przyczynÄ… pewnych trudnoÅ›-
ci w montaÅ‚u pÅ‚ytki, ktÛre jednak
z pewnoÅ›ciÄ… Å‚atwo przezwyciÍÅ‚y-
my. Jednak jak na razie, montał
wykonujemy w typowy sposÛb,
rozpoczynajÄ…c od wlutowania
Rys. 1. Schemat elektryczny modułu dwóch wyświetlaczy
LED sterowanych magistralÄ… I2C.
jąc wyświetlanie pseudomultiplek- menty wyświetla-
sowane, ktÛre niestety pogarsza czy ograniczany
czytelnośĘ wyświetlaczy, szcze- jest za pomocą re-
gÛlnie w jasno oÅ›wietlonych po- zystorÛw R6..R19.
mieszczeniach. Sterowanie samych dekoderÛw
Maksymalna liczba wyświetla- jest realizowane za pośrednict-
czy, jaką mołemy dołączyĘ do wem konwertera I2C - ośmiobito-
systemu wynosi 8, z moÅ‚liwoÅ›ciÄ… wa szyna danych typu PCF8574A. w pÅ‚ytkÍ elementÛw o najmniej-
rozszerzenia do 16. Konstrukcja UkÅ‚ad PCF8574A pracuje w na- szych gabarytach, a koÒczÄ…c jego
mechaniczna wyświetlaczy została szym urządzeniu jako odbiornik pierwszy etap na zamontowaniu
zaprojektowana tak, Å‚e moÅ‚na je magistrali I2C i posiada swÛj, usta- kondensatora elektrolitycznego,
Å‚Ä…czyĘ ze sobÄ… bez koniecznoÅ›ci wiany za pomocÄ… jumperÛw jumperÛw i zÅ‚Ä…cza CON1.
lutowania.
List. 1.
$sim  usunąć w przypadku testowania z zaprogramowanym procesorem
Opis działania
Dim R As Byte  deklaracja zmiennej jak bajtu
Dim Q As Byte  deklaracja zmiennej jak bajtu
Na rys. 1 został pokazany
Dim X As Byte  deklaracja zmiennej jak bajtu
schemat elektryczny modułu
Config Sda = P3.0  poinstruowanie kompilatora, które wyprowadzenie
dwÛch wyÅ›wietlaczy LED stero-  procesora pracuje jako SDA
Config Scl = P3.1  poinstruowanie kompilatora, które wyprowadzenie
wanych magistralÄ… I2C. Segmenty
 procesora pracuje jako SCL
wyÅ›wietlaczy sterowane sÄ… w ìkla-
I2csend 112 , 0  wysłanie na wyświetlacz o adresie 112DEC wartości 00 (*)
sycznyî sposÛb, za poÅ›rednict- Wait 1  czekaj 1 s
For R = 1 To 99  początek pętli FOR...NEXT
wem dwÛch dekoderÛw BCD -
X = Makebcd(r)  konwersja wartości R na dwucyfrowy kod BCD
kod wyświetlacza siedmiosegmen- I2csend 112 , X  wysłanie do wyświetlacza kolejnej liczby w kodzie BCD
For Q = 1 To 50  pętla opóz
nienia (usunąć w przypadku testowania
towego (74LS247). Dekodery
Next Q  z zaprogramowanym procesorem)
74LS247 posiadają wyjścia typu
Wait 1  czekaj 1 s
open-collector o wytrzymałości na- Next R  zamknięcie pętli FOR ... NEXT
End  koniec programu
piÍciowej 15V, a zatem nadajÄ… siÍ
doskonale do pracy w naszym
 (*) w języku MCS BASIC pętla FOR...NEXT może być wykonywana tylko od wartości 1.
układzie. Prąd płynący przez seg-  Stąd konieczność osobnego wysłania do wyświetlacza wartości 00.
Elektronika Praktyczna 8/2000
28
Podwójny wyświetlacz siedmiosegmentowy sterowany I2C
WYKAZ ELEMENTÓW
Rezystory
R1..R3: 3,3k&!
R4, R5: 220&!
R6..R19: 220&!
Kondensatory
C1: 100µF/10V
C2: 100nF
Półprzewodniki
DP1, DP2: wyświetlacz
siedmiosegmentowy 57mm
IC1, IC2: 74LS247
IC3: PCF8574A
Różne
CON1: ARK2 (3,5mm)
JP1, JP2, JP3: 3x2 goldpin +
3 jumpery
JP4, JP5: 2x goldpin + jumper
2 szeregi po 4 goldpiny
4 jumpery
Rys. 2. Rozmieszczenie elementów na płytce drukowanej.
Uwaga: na pÅ‚ytce obwodu dru- cze wkÅ‚adamy w pÅ‚ytkÍ od strony Aby sprawdziĘ dziaÅ‚anie nasze-
kowanego, tuÅ‚ obok punktÛw lu- druku i nastÍpnie zaginamy ich go wyÅ›wietlacza, moÅ‚emy napisaĘ
towniczych wyÅ›wietlaczy, umiesz- wyprowadzenia tak, aby zetknÍÅ‚y program pokazany na list. 1.
czono dodatkowe punkty, oznaczo- siÍ z przylutowanymi wczeÅ›niej do Do napisania i skompilowania
ne na stronie opisowej literami płytki odcinkami srebrzanki. Ostat- tego programu Czytelnicy nie po-
ìPî. W otwory w tych punktach niÄ… czynnoÅ›ciÄ… podczas montaÅ‚u siadajÄ…cy pakietu BASCOM 8051
wlutowujemy odcinki srebrzanki pÅ‚ytki bÍdzie przylutowanie wypro- mogÄ… wykorzystaĘ jego sharewa-
tak, aby wystawaÅ‚y ponad stronÍ wadzeÒ wyÅ›wietlaczy do srebrzanki re'owÄ… wersjÍ: BASCOM LT Demo,
elementÛw pÅ‚ytki na ok. 3..4mm. za pomocÄ… duÅ‚ych kropli cyny. ktÛra jest dostÍpna na stronie
GrubośĘ srebrzanki lub w ostatecz- Aby pokazaĘ na wyświetlaczach www.ep.com.pl/ftp/tools.html.
noÅ›ci miedzianego drutu powinna jakÄ…Å› liczbÍ, naleÅ‚y do ukÅ‚adu Poskompilowaniuprogramu mo-
zostaĘ dobrana tak, aby wchodziÅ‚a PCF8574 wysÅ‚aĘ jej reprezentacjÍ Å‚emy albo zaprogramowaĘ procesor,
ona w otwory ìna wciskî. w kodzie BCD. W kaÅ‚dym jÍzyku albo wykorzystaĘ do sprawdzenia
PoniewaÅ‚ po wlutowaniu wy- programowania napisanie procedury wykonanego ukÅ‚adu emulator sprzÍ-
Å›wietlaczy wykonanie jakichkol- konwertujÄ…cej liczbÍ z zakresu 0..99 towy sterowany z pakietu BASCOM.
wiek poprawek bÍdzie bardzo na kod BCD zajÍÅ‚oby trochÍ czasu. Zbigniew Raabe, AVT
utrudnione, sprawdzamy bardzo Jednak w jÍzyku MCS BASIC, sto- [e-mail]
dokładnie poprawnośĘ pierwszego sowanym w pakiecie BASCOM, wy-
etapu montału i jakośĘ lutowania. starczy jedno tylko polecenie: X= Wzory płytek drukowanych w for-
OstatniÄ…, najtrudniejszÄ… czynnoÅ›- MAKEBCD(A) gdzie: macie PDF sÄ… dostÍpne w Internecie
ciÄ…podczas montaÅ‚u moduÅ‚ubÍdzie A - liczba, ktÛrÄ… chcemy poddaĘ pod adresem: http://www.ep.com.pl/
wlutowanie w pÅ‚ytkÍ wyÅ›wietlaczy konwersji, pcb.html oraz na pÅ‚ycie CD-EP08/
siedmiosegmentowych. Wyświetla- X - łądana liczba w kodzie BCD. 2000 w katalogu PCB.
Elektronika Praktyczna 8/2000
29