U ovoj ćemo sesiji dizajnirati 8x8 LED zaslon s 8x8 LED matricom i ATmega8 mikrokontrolerom, koji može prikazivati abecede ili imena. Tipična 8x8 led matrica prikazana je u nastavku:
LED matrica 8x8 sadrži 64 LED (diode koje emitiraju svjetlost) koji su raspoređeni u obliku matrice, pa otuda i naziv LED matrica. Te se matrice mogu napraviti kruženjem 64 LED; međutim taj je postupak dugotrajan. Sada su dostupni u kompaktnom obliku kako je prikazano na slici. Ovi kompaktni moduli dostupni su u različitim veličinama i mnogim bojama. Možete ih odabrati prema praktičnosti.
Cijena modula jednaka je cijeni od 64 LED, tako da je za hobiste najlakše raditi. Konfiguracija PIN-a modula prikazana je na slici. PIN-ovi trebaju biti točno navedeni kao što je prikazano na slici kako bi se izbjegle pogreške. Detaljno ćemo razmotriti konfiguraciju internog kruga modula u opisu.
Komponente
Hardver: ATMEGA8, napajanje (5v), AVR-ISP PROGRAMER, 100 uF kondenzator (spojen preko napajanja), 1KΩ otpornik (8 komada).
Softver: Atmel studio 6.1, progisp ili flash magic.
Kružni dijagram i rad
Veze koje se uspostavljaju između ATMEGA8 i LED matričnog modula prikazane su na donjoj slici.
PORTD, PIN0 ------------------ PIN13 LED modula
PORTD, PIN1 ------------------ PIN03 LED modula
PORTD, PIN2 ------------------ PIN04 LED modula
PORTD, PIN3 ------------------ PIN10 LED modula
PORTD, PIN4 ------------------ PIN06 LED modula
PORTD, PIN5 ------------------ PIN11 LED modula
PORTD, PIN6 ------------------ PIN15 LED modula
PORTD, PIN7 ------------------ PIN16 LED modula
PORTB, PIN0 ------------------ PIN09 LED modula
PORTB, PIN1 ------------------ PIN14 LED modula
PORTB, PIN2 ------------------ PIN08 LED modula
PORTB, PIN3 ------------------ PIN12 LED modula
PORTC, PIN0 ------------------ PIN01 LED modula
PORTC, PIN1 ------------------ PIN07 LED modula
PORTC, PIN2 ------------------ PIN02 LED modula
PORTC, PIN3 ------------------ PIN05 LED modula
Shema spoja 8x8 LED matričnog zaslona prikazana je na donjoj slici.
Postoji 64 LED dioda raspoređenih u matrični oblik. Tako imamo 8 stupaca i 8 redaka kao što je prikazano na slici. Preko tih redaka i stupaca zbrajaju se svi pozitivni terminali u nizu. Za svaki redak postoji jedan zajednički pozitivni priključak za svih 8 LED u tom redu. To je prikazano na donjoj slici,
Dakle, za 8 redaka imamo 8 zajedničkih pozitivnih terminala, razmotrite prvi red. Kao što se vidi na slici, LED diode od D1 do D8 imaju zajednički pozitivni priključak i izvode se iz LED MODULA kao PIN9.
Treba vidjeti da svi uobičajeni pozitivi redova nisu uredno izvedeni iz LED MODULA. U svakom slučaju postoje vrlo nepravilnosti na zajedničkim terminalima. To treba imati na umu dok spajate terminal.
Recimo ako želimo da jedna ili sve LED diode u prvom REDU matrice budu UKLJUČENE, tada bismo trebali napajati PIN9 LED MODULA MATRICE, a ne PIN0.
Recimo ako želimo da jedna ili sve LED diode u trećem REDU matrice budu UKLJUČENE, tada bismo trebali napajati PIN8 LED MODULA MATRICE, a ne PIN2.
Dakle, kad god želimo da jedna ili sve LED diode u retku budu UKLJUČENE, odgovarajući pin LED MODULA mora biti napajan.
To još nije gotovo samo ostavljanjem snage ROWS ne donosi ništa. Moramo prizemljiti drugi kraj. O tome ćemo razgovarati u nastavku.
Sada za ovaj slučaj zanemarujemo uobičajene pozitivne retke i usredotočujemo se na uobičajene negativne stupce.
Dakle, u tom se modulu svi negativni terminali prvog stupca spajaju na PIN13. To je prikazano na donjoj slici.
Ovdje također postoji nepravilnost u PIN IZLAZU modula. Uobičajeni negativ LED-a prvog stupca prikazan je na PIN13. Uobičajeni negativ LED dioda drugog stupca prikazan je na PIN3.
Pri spajanju treba obratiti pažnju na igle. Sada, ako se želi uzemljiti bilo koji ili sve LED diode u prvom stupcu, uzemljite PIN13 MODULA MATRICA. Ovaj put ide do ostalih sedam uobičajenih negativnih stupaca. Kada su oba slučaja spojena nailazimo na sklop kao što je prikazano dolje,
Gornji sklop je cjeloviti unutarnji dijagram LED MODULA. Recimo ako želimo uključiti LED D10 u matrici, trebamo napajati PIN14 modula i uzemljiti PIN3 na modulu. Ovim će se D10 UKLJUČITI. To je prikazano na donjoj slici. Ovo bi trebala biti prva provjera da MATRIX zna sve po redu.
Recimo ako želimo uključiti D1, trebamo napajati PIN9 matrice i uzemljiti PIN13. Uz to će LED D1 svijetliti. Trenutni smjer za ovaj slučaj prikazan je na donjoj slici.
A sada, što se tiče nezgodnog dijela, uzmimo u obzir da istovremeno želimo uključiti i D1 i D10. Tako napajamo i PIN9, PIN14 i uzemljujemo oba PIN13, PIN3. Uz to ćemo imati uključene D2 i D9 zajedno s D1 i D10. To je zato što dijele zajedničke terminale. Dakle, ako želimo uključiti LED diode duž dijagonale, bit ćemo prisiljeni UKLJUČITI sve LED diode usput. To je prikazano na donjoj slici.
Dakle, da bismo eliminirali ovaj problem, istovremeno ćemo uključiti samo jedan vodeći. Recimo na t = 0 m SEC, LED D1 je uključen. Na t = 1m SEC, LED D1 je isključen, a LED D2 UKLJUČEN. Ponovno na t = 2 m SEC, LED D2 se isključuje, a LED D1 se uključuje. Ovo se nastavlja.
Sada je trik u tome što ljudsko oko ne može zabilježiti frekvenciju veću od 30 HZ. To jest ako se LED neprekidno UKLJUČUJE I ISKLJUČUJE brzinom od 30 HZ ili više. Oko vidi LED kao neprekidno UKLJUČENU. Međutim, to nije slučaj. LED će se neprestano paliti i gasiti. Ova se tehnika naziva multipleksiranje.
Korištenjem multipleksiranja istovremeno ćemo okretati samo jedan red i neprestano ćemo se voziti oko 8 redova. To je vizualizirano kao potpuno UKLJUČENA matrica za golim okom.
Sada recimo da želimo prikazati "A" na matrici.
Kao što smo rekli, za čas ćemo UKLJUČITI jedan red, Na t = 0m SEC, PIN09 je postavljen HIGH (trenutno su ostale ROW pinove NISKE), PIN3, PIN4, PIN10, PIN6, PIN11, PIN15 su uzemljeni (ostale COLUMN pinove su VISOKO u ovom trenutku)
Na t = 1m SEC, PIN14 je postavljen HIGH (trenutno su ostale ROW pinove NISKE), PIN13, PIN3, PIN4, PIN10, PIN6, PIN11, PIN15, PIN16 su uzemljeni (ostale COLUMN pribadače su HIGH u ovom trenutku)
Na t = 2m SEC, PIN08 je postavljen HIGH (trenutno su ostale ROW pinove NISKE), PIN13, PIN3, PIN15, PIN16 su uzemljeni (ostale COLUMN pinove su VISOKE u ovom trenutku)
Na t = 3m SEC, PIN12 je postavljen HIGH (trenutno su ostale ROW pinove NISKE), PIN13, PIN3, PIN15, PIN16 su uzemljeni (ostale COLUMN pinove su VISOKE u ovom trenutku)
Na t = 4m SEC, PIN01 je postavljen HIGH (ostale ROW pribadače su NISKO u ovom trenutku), PIN13, PIN3, PIN4, PIN10, PIN6, PIN11, PIN15, PIN16 su uzemljeni (ostale COLUMN pribadače su HIGH u ovom trenutku)
Na t = 5m SEC, PIN07 je postavljen HIGH (trenutno su ostale ROW pinove NISKE), PIN13, PIN3, PIN4, PIN10, PIN6, PIN11, PIN15, PIN16 su uzemljeni (ostale COLUMN pribadače su HIGH u ovom trenutku)
Na t = 6m SEC, PIN02 je postavljen HIGH (trenutno su ostale ROW pinove NISKE), PIN13, PIN3, PIN15, PIN16 su uzemljeni (ostale COLUMN pinove su VISOKE u ovom trenutku)
Na t = 7m SEC, PIN05 je postavljen HIGH (trenutno su ostale ROW pinove NISKE), PIN13, PIN3, PIN15, PIN16 su uzemljeni (ostale COLUMN pinove su VISOKE u ovom trenutku)
Tom brzinom prikazat će se da zaslon neprekidno prikazuje znak "A". To je prikazano na slici.
Tako su svi znakovi prikazani na zaslonu. Nakon pravilnog spajanja kruga, kao što je prikazano na shemi spojeva. Kontroloru možemo izravno dati upute za izvođenje multipleksiranja na uredan način za prikaz imena.