Курсовой проект
Составление принципиальной схемы блока индикации
Для индикации цифровых данных в десятичной системе широко используются полупроводниковые семисегментные индикаторы красного, зеленого или желтого цвета. Семь светодиодов, обозначенных буквами от A до G, размещаются в корпусе индикатора в форме цифры 8 (рис.6.7,а). Децимальный знак (запятая) обозначается буквой H.
Рис. 6.7. Семисегментные индикаторы
Свечение сегментов в разных комбинациях позволяет индицировать любую десятичную цифру. Например, если ток течет через светодиоды В и С, то на индикаторе высветится цифра 1, через сегменты A, F, G, C и D – цифра 5. Такие индикаторы выпускаются с объединенными катодами (АЛС324А) и объединенными анодами (АЛС324Б) светодиодных сегментов. Условно-графические обозначения и принципиальные схемы индикаторов с общим катодом и общим анодом приведены на рис. 6.7,б –
6.7,д.
44
Схемы для управления такими индикаторами называют дешифраторами двоично-десятичного кода в код семисегментного индикатора или семисегментный код. Например, микросхема К514ИД1 – дешифратор для индикаторов с общим катодом (АЛС324А), К514ИД2 – для индикаторов с общим анодом (АЛС324Б) показаны на рис.6.8,а. Способы включения дешифраторов определяются различием их выходных каскадов (рис.6.8,б и 6.8,в). Дешифратор КР514ИД1 (с открытыми эмиттерными выходами) имеет токоограничительный резистор в схеме выходного каскада, поэтому его выходы подключаются непосредственно к анодам индикатора. Выходной ток каскада составляет несколько миллиампер. Яркость свечения сегментов в этом случае невозможно повысить.
Рис. 6.8. Дешифраторы для семисегментных индикаторов
Выходы дешифратора КР514ИД2 (открытые коллекторы) подключаются к катодам индикаторов через резистор, величина которого определяется по формуле
R = Uun −U ' ,
Ic
где Uип – напряжение источника питания, обычно равно +5В;
U′ - падение напряжения на светодиоде (1,5 – 2,5 В); Iс – ток через один сегмент.
Ток выбирается в зависимости от внешней засветки для обеспечения нормальной яркости индикатора. Для большинства светодиодных индикаторов допустимый ток составляет 5-20 мА.
Дешифраторы имеют входы гашения BL. Нулевой уровень на этом входе гасит все сегменты индикатора независимо от комбинации
ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА И МИКРОПРОЦЕССОРЫ
45 Курсовой проект
переменных на информационных входах дешифратора. Следует отметить, что при подаче на входы дешифратора двоичного кода числа, превышающего 9, т.е. 10, 11, 12, 13, 14 и 15, на индикаторе будут высвечиваться соответственно A, B, C, D, E и F (цифры шестнадцатеричного кода).
Количество индикаторов и дешифраторов в блоке индикации определяется разрядностью наблюдаемого десятичного числа.
В качестве примера рассмотрим составление принципиальной схемы блока индикации длительности импульса (рис. 6.9).
Диапазон изменения длительности составляет от 0,1 до 50 мс. Для такой схемы понадобятся 3 дешифратора и 3 индикатора. На рисунке в качестве примера для индикации десятков и единиц миллисекунд выбраны индикаторы с объединенными анодами сегментов с красным цветом свечения типа АЛС324 Б (HL1 и HL2) и дешифраторы КР 514ИД2, причем ток через светодиоды зададим близкий к максимально допустимому – 15мА (для повышенной яркости). Для индикации десятых долей миллисекунд на схеме нарисован семисегментный индикатор с общим катодом (HL3) и соответствующим дешифратором КР514ИД1.
Визуальное разделение целой и дробной частей числа обеспечивается тем, что светится сегмент H (десятичная запятая) второго индикатора через резистор, подключенный к шине питания +5В. Принципиальная схема блока индикации содержит также логический узел на микросхеме К155ЛЕ3, который для удобства работы оператора гасит разряд десятков, если разряд десятков равен нулю, т.е. длительность измеряемого импульса менее 10 мс. Для передачи данных о десятках миллисекунд достаточно использовать 3 разряда двоично-десятичного кода, так как измеряемая величина по заданию не превышает 50 мс. Поэтому на вход «8» дешифратора DD2 подан нулевой уровень.
В схеме вместо АЛС324Б можно использовать любые другие светодиодные семисегментные индикаторы с общим анодом (с дешифраторами К514ИД2) или общим катодом (с дешифраторами К514ИД1).
Конденсаторы С1 ... С5 необходимы в схеме для фильтрации помех на шине питания. Конденсатор С1, подавляющий низкочастотные помехи, располагается около входного разъёма и выбирается ёмкостью 10...100 мкФ. Конденсаторы С2..С5 , подавляющие высокочастотные помехи, располагаются около выводов питания микросхем и выбираются ёмкостью 10...100 нФ. Количество этих конденсаторов равно количеству корпусов используемых микросхем.
46
Рис. 6.9. Принципиальная схема блока индикации
ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА И МИКРОПРОЦЕССОРЫ