5x4 LED kijelző mátrix 2 alap bélyegző (bs2) és Charlieplex használata: 7 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:44

Ül a Basic Stamp 2 és néhány extra LED? Miért nem játszik a charlieplexing fogalmával, és nem hoz létre kimenetet mindössze 5 csap segítségével.

Ehhez az utasításhoz a BS2e -t fogom használni, de a BS2 család bármely tagjának dolgoznia kell.

1. lépés: Charlieplexing: mit, miért és hogyan

Először tegyük félre az okot. Miért használja a charlieplexing -et egy Basic Stamp 2 -vel? --- A koncepció igazolása: Ismerje meg a charlieplexing működését, és tanuljon valamit a BS2-ről. Ez később hasznos lehet számomra a gyorsabb, 8 tűs chipek használatával (csak 5 közülük lesz i/o).--- Hasznos ok: Alapvetően nincs. A BS2 túl lassú ahhoz, hogy észrevehető villódzás nélkül jelenjen meg. Mi a charlieplexelés? --- A Charlieplexing egy olyan módszer, amellyel nagyszámú LED-et lehet vezetni, kis számú mikroprocesszoros i/o-tűvel. A charlieplexelésről a www.instructables.com webhelyen tanultam, és te is megtudhatod: Charlieplexing LED-ek- Az elmélet Hogyan lehet sok LED-et meghajtani néhány mikrovezérlő tűből. Szintén a wikipédián: CharlieplexingHogyan vezethetek 20 ledet 5 i/o tűvel? --- Kérjük, olvassa el a "Mi a charlieplexing?" Alatti három linket. Ez jobban megmagyarázza, mint valaha tudtam. A Charlieplexing különbözik a hagyományos multiplexeléstől, amelyhez soronként és oszloponként egy i/o tű szükséges (ez összesen 9 i/o csap 5/4 kijelző esetén).

2. lépés: Hardver és vázlat

Anyaglista: 1x - Basic Stamp 220x - azonos típusú fénykibocsátó diódák (LED -ek) (szín és feszültségcsökkenés) -9v Tápellátás a BS2 verziójától függően (olvassa el a kézikönyvet) Vázlat: Ez a vázlat a mechanikai elrendezést szem előtt tartva készült. Látni fogja a bal oldalon beállított LED -rácsot, ez az irány, amelyhez a BS2 kódot írták. Figyelje meg, hogy mindegyik LED -pár anódja a másik katódjához van csatlakoztatva. Ezután az öt i/o csap egyikéhez csatlakoznak. Ellenállásértékek: Saját ellenállásértékeket kell kiszámítania. Ellenőrizze a LED -ek adatlapját, vagy használja a digitális multiméter LED -beállításait a LED -ek feszültségcsökkenésének megkereséséhez. Végezzünk néhány számítást: Tápfeszültség - Feszültségcsökkenés / kívánt áram = ellenállásérték a jelenlegi. A LED -eim 1,6 V -os csökkenéssel rendelkeznek, és 20 mA -en működnek. 5 V - 1,6 V /.02 amper = 155 ohm 220ohm -ot használtam, mert a fejlesztőlapomon az ellenállás értéke van beépítve minden i/o -tűhöz. MEGJEGYZÉS: Úgy vélem, hogy mivel minden érintkezőn van ellenállás, ez gyakorlatilag megkétszerezi az ellenállást minden LED -en, mivel az egyik érintkező V+, a másik pedig Gnd. Ebben az esetben felére kell csökkenteni az ellenállás értékeit. A túl magas ellenállásérték káros hatása a halványabb LED. Valaki ellenőrizheti ezt, és hagyhat nekem PM -et vagy megjegyzést, hogy frissíthessem ezeket az információkat? Programozás: DB9 csatlakozóval rendelkező fejlesztőlapot használtam a chip programozására közvetlenül a táblán. Ezt a chipet a forrasztás nélküli kenyértáblán is használom, és tartalmazott egy In Circuit Serial Programming (ICSP) fejlécet. A fejléc 5 érintkezős, a 2–5. Csapok a DB9 soros kábel 2–5. Csatlakozójához csatlakoznak (az 1-es érintkező nincs használatban). Kérjük, vegye figyelembe, hogy ennek az ICSP fejlécnek a használatához a DB9 kábel 6. és 7. csapját össze kell kötni egymással. Visszaállítás: A pillanatnyi reset gomb opcionális. Ez csak húzza a 22 csapot a földre, amikor megnyomja.

3. lépés: Breadboarding

Most itt az ideje, hogy a mátrixot egy kenyértáblára építsem. Egy sorkapcsot használtam az egyes LED -párok egyik lábának összekapcsolásához, és egy kis jumper vezetéket a többi láb csatlakoztatásához. Ezt a közeli fotó részletezi, és itt részletesen ismertetjük: 1. Irányítsa a kenyeretáblát a nagyobb képhez2. Helyezze az 1. LED-et az anóddal (+) maga felé, a katóddal (-) pedig távol magától. Helyezze a 2 -es LED -et ugyanabba az irányba, mint az anódot (+) a LED 1 katód csatlakozócsíkjába. Egy kis áthidaló vezetékkel kösse össze a LED 1 anódját a LED 2,5 katódjával. Ismételje meg mindaddig, amíg minden pár LED -t hozzá nem adnak a táblához. A kenyértábla tápellátó buszcsíkjait általában a BS2 I/O csapok buszsávjaként használom. Mivel csak 4 buszcsík van, a P4 -hez (az ötödik I/O csatlakozás) sorkapocsot használok. Ez az alábbi nagyobb képen látható.6. Csatlakoztassa a LED 1 katód kapocslécét a P0 buszsávhoz. Ismételje meg ezt minden páratlan számozású LED -nél, és cserélje ki a megfelelő P* értéket minden párra (lásd a vázlatot). Csatlakoztassa a LED 2 katód kapocslécét a P1 buszsávhoz. Ismételje meg ezt minden páratlan számozású LED -nél, és cserélje ki a megfelelő P* értéket minden párra (lásd a vázlatot). Csatlakoztassa az összes buszcsíkot a BS2 (P0-P4) megfelelő I/O érintkezőjéhez. Ellenőrizze az összes csatlakozást, hogy azok megfeleljenek -e a sematikusnak.10. Ünnepeljen. Ne felejtse el, hogy a páros számú LED -ek katódja a páratlan számú LED -ek anódjához van csatlakoztatva, így a kapcsolat minden esetben ugyanaz. Ha ez a megjegyzés megzavarja, hagyja figyelmen kívül.

4. lépés: A programozás alapjai

A charlieplexing működéséhez egyszerre csak egy ledet kapcsol be. Ahhoz, hogy ez működjön a BS2 -vel, két alapvető lépésre van szükségünk: 1. Állítsa be a kimeneti módokat a csapokhoz az OUTS paranccsal.2. Mondja el a BS2 -nek, hogy mely csapokat használja kimenetként a DIRS paranccsal. Ez azért működik, mert a BS2 -nek meg lehet mondani, hogy mely csapokat kell magasra és alacsonyra hajtani, és várni fog, amíg megadja, hogy melyik csapok kimenetek. Nézzük meg, hogy a dolgok megfelelően vannak -e csatlakoztatva csak megpróbál villogni az 1. LED. Ha megnézi a sematikus ábrát, láthatja, hogy a P0 az 1. LED katódjához (-) van csatlakoztatva, a P1 pedig az azonos LED anódjához. Ez azt jelenti, hogy a P0 -t alacsonyra és a P1 -et magasra akarjuk vezetni. Ezt a következőképpen lehet megtenni: "OUTS = % 11110", amely a P4-P1-et magasra és a P0-t alacsonyra állítja. (% Azt jelzi, hogy bináris számot kell követni. A legalacsonyabb bináris számjegy mindig a jobb oldalon található. 0 = LOW, 1 = HIGH) A BS2 tárolja ezeket az információkat, de addig nem hat rájuk, amíg ki nem jelentjük, hogy melyek a kimenetek. Ez a lépés kulcsfontosságú, mivel csak két csapnak kell egyszerre kimenni. A többi bemenetnek kell lennie, amely ezeket a csapokat nagy impedanciájú üzemmódba állítja, így nem süllyesztik el az áramot. Meg kell hajtanunk a P0 és P1 meghajtókat, így azokat kimenetekre, a többit pedig bemenetekre állítjuk be, így: "DIRS = % 00011". (% Azt jelzi, hogy bináris számot kell követni. A legalacsonyabb bináris szám mindig a jobb oldalon van. 0 = INPUT, 1 = OUTPUT) Tegyük ezt össze néhány hasznos kódba: '{$ STAMP BS2e}' {$ PBASIC 2.5} DO OTS = %11110 'Hajtás P0 alacsony és P1-P4 magas DIRS = %00011' P0- P1 kimenetként és P2-P4 bemenetként PAUSE 250 'Szünet, amíg a LED továbbra is világít DIRS = 0' Állítsa az összes érintkezőt bemenetre. Ez kikapcsolja a LED PAUSE 250 'szüneteltetését, hogy a LED kialudjon

5. lépés: A fejlesztési ciklus

Most, hogy láttunk egy tűs munkaidőt, hogy megbizonyosodjunk arról, hogy mindannyian működnek. 20led_Zig-Zag.bse Észre fogja venni, hogy miután minden tüske kigyulladt, a "DIRS = 0" billentyűt használom, hogy az összes érintkezőt bemenetre változtassam. Ha az OUTS -t úgy változtatja meg, hogy nem kapcsolja ki a kimeneti csapokat, akkor "szellemkép" jelenik meg, ahol egy nem led világító led villoghat a ciklusok között. Ha a kód elején a W1 változót "W1 = 1" -re módosítja csak 1 milliszekundum szünet lesz minden egyes LED villogás között. Ez perzisztáló látás (POV) hatást idéz elő, amely úgy tűnik, mintha minden LED világítana. Ennek az a hatása, hogy a LED -ek halványabbá válnak, de ez a lényege annak, hogyan jelenítjük meg a karaktereket ezen a mátrixon. LED -ek használható mintává. Ez a fájl az első próbálkozásom. Látni fogja, hogy a fájl alján a karakterek négy, 5 jegyű bináris sorban vannak tárolva. Minden sor beolvasásra, elemzésre kerül, és egy alprogramot hívnak meg minden alkalommal, amikor egy LED-et meg kell világítani. Ez a kód működik, az 1-0 számok között. Ha mégis megpróbálja futtatni, vegye észre, hogy nagyon lassú frissítési gyakoriság sújtja, és a karakterek szinte túl lassan villognak ahhoz, hogy felismerjék őket. Ez a kód sok okból rossz. Először is, az öt számjegyű bináris ugyanannyi helyet foglal el az EEPROM -ban, mint a 8 bináris számjegy, mivel minden információ négy bites csoportokban van tárolva. Másodszor, a SELECT CASE, amely eldöntötte, melyik tűt kell megvilágítani, 20 tokot igényel. A BS2 SELECT műveletenként 16 esetre korlátozódik. Ez azt jelenti, hogy meg kellett akadályoznom ezt a korlátozást egy IF-THEN-ELSE utasítással. Biztosan van jobb módszer. Néhány órányi fejvakarás után felfedeztem.

6. lépés: Jobb tolmács

A mátrixunk minden sora 4 LED -ből áll, mindegyik be- vagy kikapcsolható. A BS2 négy bitből álló csoportokban tárolja az információkat az EEPROM -ban. Ennek az összefüggésnek sokkal könnyebbé kell tennie a dolgunkat. Ezen túlmenően négy bit felel meg a 0-15 tizedes számoknak, összesen 16 lehetőség esetén. Ez nagyban megkönnyíti vagy kiválasztja az esetet. Íme a 7-es szám az EEPROM-ban tárolva: '7 %1111, %1001, %0010, %0100, %0100, Minden sor tizedes egyenértékű 0-15-ig, ezért olvasunk egy sort a memóriából, és közvetlenül a SELECT CASE funkcióba kell bevinni. Ez azt jelenti, hogy az emberi olvasható bináris mátrix, amelyet az egyes karakterek elkészítéséhez használtak (1 = led, 0 = led off), a kulcs a tolmács számára. Annak érdekében, hogy ugyanazt a SELECT CASE -t használhassam az 5 sor mindegyikében, más kiválasztott kisbetűt használtam hogy a DIRS és OUTS változókat állítsa be. Először a karakter öt sorában olvastam el az ROW1-ROW5 változókat. A főprogram ezután felhívja az alprogramot, hogy megjelenítse a karaktert. Ez az alprogram átveszi az első sort, és a négy lehetséges OUTS kombinációt az outp1-outp4 változóhoz, a két lehetséges DIRS kombinációt pedig az directc1 és Direc2 értékekhez rendeli. A LED -ek villognak, a sorszámláló növekszik, és a többi négy sor mindegyikénél ugyanaz a folyamat fut. Ez sokkal gyorsabb, mint az első tolmácsprogram. Ennek ellenére még mindig észrevehető villogás figyelhető meg. Nézze meg a videót, a kamera sokkal rosszabbá teszi a villódzást, de megérti. Ha ezt a koncepciót egy sokkal gyorsabb chipre, például egy picMicro -ra vagy egy AVR -chipre továbbítja, ezek a karakterek látható villogás nélkül jeleníthetők meg.

7. lépés: Hová menjen innen

Nincs CNC -malom vagy marató kellékeim áramköri lapok készítéséhez, ezért nem fogom bekötni ezt a projektet. Ha van malma, és szeretne együttműködni a továbblépéshez, küldjön üzenetet. Szívesen fizetnék az anyagokért és a szállításért, még boldogabban, ha valami kész terméket mutatnék be ehhez a projekthez.

Egyéb lehetőségek: 1. Portolja át ezt egy másik chipre. Ez a mátrix kialakítás minden olyan chiphez használható, amelynek 5 i/o csapja van, amelyek háromállapotúak (nagy, alacsony vagy bemeneti (nagy impedanciájú) csapok). 2. Egy gyorsabb chip (esetleg AVR vagy picMicro) használatával növelheti a skálát. Egy 20 tűs chipnél 14 érintkezőt használhat a 8x22 -es kijelző charlieplexelésére, a többi tűt pedig soros parancsok fogadására a számítógéptől vagy egy másik vezérlőtől. Használjon további három 20 tűs chipet, és 8x88 méretű görgető kijelzővel rendelkezhet, összesen 11 karakterre (természetesen az egyes karakterek szélességétől függően). Sok szerencsét, jó szórakozást!