CHƯƠNG II HIỂN THỊ LED 7 ĐOẠN
2.3. Giao tiếp vi điều khiển với nhiều led 7 đoạn
Nếu kết nối mỗi một Port của Vi điều khiển với 1 led 7 đoạn thì tối đa kết nối được 4 led 7 đoạn. Mặt khác nếu kết nối như trên sẽ hạn chế khả năng thực hiện các công việc khác của Vi điều khiển. Cho nên cần phải kết nối, điều khiển nhiều led 7 đoạn với số
lượng chân điều khiển từ Vi điều khiển càng ít càng tốt. Có hai giải pháp: một là sử dụng các IC chuyên dụng cho việc hiện thị led 7 đoạn, hai là kết nối nhiều led 7 đoạn vào cùng một đường xuất tín hiệu hiển thị. Nội phần này sẽ đề cập đến cách kết nối nhiều led 7 đoạn theo giải pháp thứ 2.
Mắt người có đặc điểm sinh lí là chỉ thu nhận 24 hình/giây để tổng hợp các hình ảnh về thế giới xung quanh. Nếu một tín hiệu ánh sáng có chu kì sáng tắt hơn 24 lần trong 1 giây, mắt người luôn cảm nhận đó là một nguồn sáng liên tục. Để minh họa cho điều này, bạn hãy lấy các chương trình đã thực hiện với led đơn và làm ngắn thời gian delay lại, đến một giá trị nào đó bạn sẽ thấy các led đều sáng liên tục.
Để kết nối nhiều led 7 đoạn vào vi điều khiển thực hiện như sau: nối tất cả các chân nhận tín hiệu của tất cả các led 7 đoạn (chân abcdefgh) cần sử dụng vào cùng 1 Port, 6 led 7 đoạn cú cỏc chõn nhận tớn hiệu cựng được được nối với PC. Dựng cỏc ngừ ra cũn lại của Vi điều khiển điều khiển on/off cho led 7 đoạn, mỗi ngừ ra điều khiển ON/OFF cho 1 led 7 đoạn, (ON: led 7 đoạn được cấp nguồn để hiển thị, OFF: led 7 đoạn bị ngắt nguồn nên không hiển thị được).
Q3A1015
g e
f
b 6RN2
330 1 23 45 67 8 910111213141516
Q1A1015
6LED3
A B C D E F G H VCC VCC
Q5A1015 6RN3
4.7K
123456
7 8 9 10 11 12
a g
6LED5
A B C D E F G H VCC VCC 6LED2
A B C D E F G H VCC VCC
h
a 6LED1
A B C D E F G H VCC VCC
f f
b c
e h e
a bc g
d
h c f h h
60PA
1 2 3 4 5 6
Q4A1015
c c
e
d
a c f f d g a de
Q2A1015
c b
Q6A1015
d ab b
g g
e h
6LED4
A B C D E F G H VCC VCC
60PC
1 23 45 67 8
VCC
6LED6
A B C D E F G H VCC VCC
b
d e d g
a
h f
Trong sơ đồ trên, led 7 đoạn được sử dụng là loại có Anode chung, với tất cả các
ON/OFF cho các led 7 đoạn, sử dụng transitor loại PNP, transitor này nhận dòng điều khiển từ một ngừ ra của Vi điều khiển, led 7 đoạn sẽ được ON khi tớn hiệu từ vi điều khiển đến transitor ở mức 0. Có thể sử transitor loại A1015hoặc 2N3905 hoặc một transitor PNP khác có thông số phù hợp. Các điện trở 4.7K và điện trở treo 4.7K đảm bảo transitor luôn hoạt động ở chế độ bao hòa .Port A dùng để chọn led 7 đoạn (đảm bảo khi led 7 đoạn đang ở trạng thái OFF sẽ bị tắt hoàn toàn, không bị sáng mờ mờ).
Tại mỗi thời điểm, chỉ nên cho Vi điều khiển điều khiển cho 1 led 7 đoạn hoạt động, do đú tại mỗi thời điểm chỉ nờn cú 1 ngừ ra duy nhất nối với transitor ở mức 0. Tại mỗi thời điểm chỉ có một led 7 đoạn được ON nên sẽ không xảy ra tình trạng quá tải cho tải và quá tải cho vi điều khiển khi điều khiển nhiều led 7 đoạn.
Trong sơ đồ kết nối trên, chẳng hạn cần hiển thị số 451, qui ước thứ tự các led 7 được đếm từ phải sang trái, như vậy cần làm cho led 7 đoạn thứ nhất hiển thị số 1, led 7 đoạn thứ hai hiện thị số 5, led 7 đoạn thứ 3 hiện thị số 4, các led còn lại không hiện thị.
Đầu tiên OFF tất cả các led 7 đoạn. Kế tiếp xuất mã hiển thị led 7 đoạn để hiển thị số 1, ON led 7 đoạn thứ nhất, lúc này dòng điện chỉ đi qua led 7 đoạn thứ nhất, làm cho led 7 đoạn thứ nhất hiển thị số 1, thời gian ON trong khoảng vài chục às(1às=1/10-6s). Kế tiếp xuất mã hiển thị led 7 đoạn hiển thị số 5, OFF led 7 đoạn thứ nhất và đồng thời ON led 7 đoạn thứ 2, lúc này chỉ có led 7 đoạn thứ hai hiển thị và hiển thị số 5. Tiếp theo xuất mã hiển thị led 7 đoạn hiện thị số 4, OFF led 7 đoạn thứ hai và ON led 7 thứ ba, lúc này chỉ duy nhất led 7 đoạn thứ ba hiển thị số 4. Cứ thế lặp lại quá trình trên liên tục. Thời gian ON/OFF chỉ trong khoảng vài chục às, và tại mỗi thời điểm chỉ cú mỗi một led 7 đoạn hiện thị số của chính nó, vì vậy mắt người thấy 3 led 7 đoạn không sáng đứt quãng, mà sáng liên tục, mỗi led hiển thị 1 số riêng của nó. Thực hiện tương tự để mở rộng số lượng led 7 đoạn cần sử dụng.
2.4 Lưu dồ giải thuật:
Bắt đầu
Quét led 1,2 …
Xuất dữ liệu
2.5 Mạch nguyên lý:
Q3 A1015
RB
LED 5V
330 RC Q1
A1015 g e
f
b 6RN2
330 1 2 3 4 5 67 8 910111213141516
Q1 A1015
6LED3
A B C D E F G H
VCC VCC
Q5 A1015 6RN3
4.7K
1234567 8 9 10 11 12
a g
6LED5
A B C D E F G H
VCC VCC
6LED2
A B C D E F G H
VCC VCC
h
a 6LED1
A B C D E F G H
VCC VCC
f f
b c
e h e
a bc g
d
h c f h h
60PA
1 2 3 4 5 6
Q4 A1015
c c
e
d
a c f f d g a de
Q2 A1015
c b
Q6 A1015
d ab b
g g
e h
6LED4
A B C D E F G H
VCC VCC
60PC
1 23 4 5 6 7 8
VCC
6LED6
A B C D E F G H
VCC VCC
b
d e d g
a
h f
Một led 7 đoạn do 8 led đơn ghép lại do đó điện trở hạn dòng cho led là 330Ω
Để Led sáng bình thường thì: Ic = Iled =10mA.
Ic8led =80mA
Ta có: IC8 led = ICS = 80mA Chọn β=80
IBS = βCS
I = 1 mA ( IB=IBS )
RB =
B EB CC
I V V −
= 1mA 8 . 0
5− = 4.2 KΩ Chọn RB = 4.7 KΩ