PLC-AUTOMATIZACE - HMI - ŘÍZENÍ LED ZOBRAZOVAČŮ - DYNAMICKÉ ŘÍZENÍ SEGMENTOVÝCH LED ZOBRAZOVAČŮ
Provoz webu zajišťuje:

www.hapesoft.cz

Dynamické řízení segmentových LED zobrazovačů

Charakteristika

Pro aplikace, kde si vystačíme se zobrazováním několika málo znaků v řádku (displej hodin, měřícího přístroje) je možno použít přímé řízení zobrazovačů, které má svoje specifika nebo použít sofistikovanější řešení dynamického provozu displeje. Z hlediska počtu komponent je dynamické řízení úspornější, protože nevyžaduje pomocné paměti ale je náročnější na přesné časové řízení. Z tohoto důvodu je i vhodnější použít hardwareový generátor znaků. Určitým nedostatkem je omezení počtu zobrazovaných znaků.

Dynamické řízení

Dynamické řízení nevyžaduje pomocné paměti, a tím ani signál STROBE (viz multiplexové řízení pro uchování informace o zobrazovaném znaku), tím je součástkově úspornější, a tuto potřebu řeší přesným časováním přítomnosti této informace na datové sběrnici (DATA) v koherenci se signálem ENABLE, který nebylo nutno v jiných případech používat. Příklad zapojení displeje s 8 znaky (zobrazování datumu) a 16 segmentovými zobrazovači je uveden na obrázku 1.

Napájení zobrazovačů v dynamickém
        režimu. Řízení displeje v dynamickém režimu.
Obrázek 1
Řízení displeje v dynamickém režimu.

Signál ENABLE v jednodušším případě (podle adresy pozice znaku) určuje svit konkrétního zobrazovače a zobrazení znaku podle informace na signálech DATA. V o něco složitějším případě řízení je možno jej využít i k řízení úspory energie a řízení jasu.

Nezapojený signál EN u hardwareového znakového generátoru je možno trvale aktivovat nebo využít k separátnímu zhasnutí displeje.

Programová obsluha

Programová obsluha dynamického režimu je podobná jako u multiplexového řízení (které je v principu statické), způsob přípravy dat a jejich separace je shodná. Dynamické řízení ale vyžaduje přesnou synchronizaci mezi signálem (signály) ENABLE a zobrazovanou informací na signálech DATA. Názorně je řízení dynamického režimu znázorněno v časovém diagramu na obrázku 2.

Časový diagram řízení displeje
        v dynamickém režimu.
Obrázek 2
Časový diagram řízení displeje v dynamickém režimu.

Hodnotu, v tomto případě textový řetězec (STRING) je nutno pro zobrazování postupně rozdělit na jednotlivé znaky (CHAR), jejichž kód (zpravidla tabulky ASCII) pro zobrazení je postupně distribuován na signály DATA 1). Pozice (pořadové číslo) aktuálního znaku, který je distribuován na signály DATA, je zároveň předána na signály ADRESA ZNAKU a zpracována dekodérem, který podle stavu společného signálu ENABLE aktivuje jeden z konkrétních zobrazovačů na požadované pozici, odpovídající pozici vybraného znaku v textovém řetězci.

V okamžiku, kdy je jsou stavy signálů ADRESA a DATA ustáleny, je možno aktivovat rozsvícení konkrétního zobrazovače aktivací signálu ENABLE na řídícím vstupu dekodéru. Tuto aktivaci je vhodné provést s malým zpožděním tD-EN tak, aby nedocházelo k "probliknutí" jiného (předchozího) znaku na zobrazovači 2).

V jednodušším případě je signál ENABLE možno aktivovat na téměř celou dobu periody (tON-MAX, celá čárkovaně vyznačená šířka impulsu ) obsluhy jednoho zobrazovače, v tomto případě pak zobrazovač (subjektivně posouzeno lidským okem) svítí maximální možnou intenzitou jasu. Pokud budeme požadovat řízení jasu displeje a úsporu energie je nutno signál ENABLE řídit složitějším způsobem s využitím pulsně šířkové modulace (PWM) a to podle intenzity vnějšího osvětlení. Při tomto řízení je ale nutno zajistit minimální šířku impulsu (tON-MIN, plně vyznačená šířka impulsu) tak, aby tento impuls byl lidským okem postřehnutelný. Při krátkém impulsu se jeví intenzita svitu jako nízká, s jeho prodlužováním je intenzita svitu vnímána jako vyšší (na obrázku čárkovaně naznačeno prodlužování impulsu 4).

Před koncem periody obsluhy jednoho zobrazovače je vhodné ukončit trvání signálu ENABLE s malým předstihem (tBSO) tak, aby se omezilo "probliknutí" jiného (následujícího) zobrazovaného znaku na zobrazovači 3).

Po ukončení obsluhy jednoho zobrazovače, jednoho znaku, je možno přistoupit k zobrazení znaku dalšího. Příprava pro zobrazení vyžaduje nějaký krátký programový čas pro přenastavení signálů, což je vyjádřeno krátkým časovým intervalem tCHANGE, po kterém se cyklus pro další znak opakuje.

Poznámky
1) V případě použití 7 znakových a jednoho bitu pro desetinnou tečku pouze základní tabulka ASCII.
2
) Čas tD-EN může být zkrácen až na nulu, protože případný krátký svit nesprávné informace je následně přesvícen svitem informace správné.
3) Čas tBSO je vhodné zachovat, aby po regulérním zobrazení mírně "neprosvítal" jiný znak.
4) Maximální doba svitu jednoho zobrazovače (znaku) nesmí překročit určitou mez (prodlužuje periodu obsluhy celého displeje, všech pozic znaků), která by u zhasnutých zobrazovačů měla za následek překročení doby setrvačnosti lidského oka a toto by se projevilo nerovnoměrným "plovoucím" svitem ostatních zobrazovačů nebo blikáním displeje.

Shrnutí

Podmínky:Elektrické přizpůsobení datových a řídících signálů mezi zdrojem řízení a obvody zobrazovače.
Výhody:Nižší materiálová náročnost (nejsou potřeba pomocné paměti), snížení počtu řídících signálů, možné řízení jasu a spotřeby.
Nevýhody:Tvar znaku je pevně předdefinován ve znakovém dekodéru, nelze vůbec nebo věrohodně zobrazit veškeré znaky abecedy (podle počtu segmentů).
Řízení:Řízení z PLC nepravděpodobné, teoreticky možné se specifickou podporou HW systému. Řízení je vhodné realizovat specializovaným řadičem displeje.

PLC-AUTOMATIZACE - HMI - ŘÍZENÍ LED ZOBRAZOVAČŮ - DYNAMICKÉ ŘÍZENÍ SEGMENTOVÝCH LED ZOBRAZOVAČŮ

 
Publikovaný obsah je určen pouze pro individuální studium.
Není povolena distribuce, prodej, přetisk a použití textu a/nebo vyobrazení (úplný, dílčí a/nebo částečný), použití ke školení a/nebo výuce (hromadné, skupinové nebo zadávané), veřejné a/nebo skupinové prezentace a ani jiné formy šíření v hmotné a/nebo nehmotné podobě.