چگونه با میکروکنترلر PIC LED یک رقمی 7 سگمنت را کنترل کنیم؟

کنترل LED تک رقمی 7 سگمنت با میکروکنترلر PIC یک پروژه جالب و کاربردی است که در زمینه های مختلفی مانند نمایشگرهای دیجیتال، سیستم های تعبیه شده و اتوماسیون کاربرد دارد. به عنوان یک تامین کننده LED تک رقمی 7 قسمتی، من به اجزای سازنده و فرآیند درگیر در این مکانیسم کنترل آشنایی کامل دارم. در این وبلاگ شما را با مراحل کنترل LED یک رقمی 7 سگمنت با استفاده از میکروکنترلر PIC راهنمایی می کنم.

درک LED تک رقمی 7 - بخش

یک LED تک رقمی 7 قسمتی شامل هفت بخش LED جداگانه است که به شکل رقم 8 به همراه یک نقطه اعشار مرتب شده اند. این بخش ها معمولاً به صورت a، b، c، d، e، f و g برچسب گذاری می شوند. با روشن کردن ترکیب های مختلف این بخش ها، می توانیم ارقام مختلف از 0 تا 9 و همچنین برخی از حروف را نمایش دهیم.

LED 7 قطعه می تواند آند معمولی یا کاتد مشترک باشد. در یک پیکربندی آند معمولی، تمام آندهای LED های جداگانه به هم متصل شده و به یک منبع ولتاژ مثبت متصل می شوند. برای روشن کردن یک قطعه، پین کاتد مربوطه باید پایین کشیده شود. برعکس، در یک پیکربندی کاتد مشترک، همه کاتدها به هم متصل شده و به زمین متصل می شوند و برای روشن شدن یک قطعه، پین آند مربوطه باید به سمت بالا کشیده شود.

انتخاب میکروکنترلر PIC مناسب

هنگامی که صحبت از کنترل یک LED یک رقمی 7 سگمنت می شود، چندین میکروکنترلر PIC وجود دارد که می توان از آنها استفاده کرد. برخی از انتخاب های محبوب عبارتند از PIC16F84A، PIC16F628A، و PIC18F452. این میکروکنترلرها تعادل خوبی بین هزینه، عملکرد و سهولت استفاده ارائه می دهند.

برای این پروژه، فرض کنید از PIC16F84A استفاده می کنیم. دارای 13 پین ورودی/خروجی است که برای کنترل LED تک رقمی 7 سگمنت کافی است. میکروکنترلر با فرکانس کلاک کار می کند که می تواند بر اساس نیاز پروژه تنظیم شود.

طراحی مدار

اولین گام در کنترل LED 7 قطعه طراحی مدار است. در اینجا یک نمودار مدار پایه برای کنترل یک کاتد مشترک LED یک رقمی 7 با استفاده از PIC16F84A آورده شده است:

1. منبع تغذیه: پایه VDD PIC16F84A را به قطب مثبت منبع تغذیه (معمولاً 5 ولت) و پایه VSS را به زمین وصل کنید.
2. 7 - اتصال LED قطعه: هفت پایه (a, b, c, d, e, f, g) LED 7 سگمنت را به پایه های خروجی میکروکنترلر PIC وصل کنید. به عنوان مثال، می توانید قطعه a را به پایه RA0، قطعه b را به پایه RA1 و غیره متصل کنید. اگر از یک LED کاتدی معمولی استفاده می کنید، ممکن است لازم باشد برای جلوگیری از جریان بیش از حد و آسیب به LED ها، مقاومت های محدود کننده جریان را به صورت سری به هر بخش اضافه کنید. یک مقدار معمولی برای این مقاومت ها حدود 330 اهم است.
3. مقاومت های کششی: در صورت لزوم، برای اطمینان از عملکرد پایدار، مقاومت های کششی را به پایه های ورودی میکروکنترلر اضافه کنید.

برنامه نویسی میکروکنترلر PIC

پس از طراحی و مونتاژ مدار، مرحله بعدی برنامه ریزی میکروکنترلر PIC است. ما از MPLAB IDE (محیط توسعه یکپارچه) همراه با اسمبلر MPASM برای نوشتن و کامپایل کد استفاده خواهیم کرد.

در اینجا یک نمونه کد اسمبلی ساده برای نمایش ارقام از 0 تا 9 در یک LED کاتدی یک رقمی 7 قطعه مشترک با استفاده از PIC16F84A آورده شده است:

فهرست P=16F84A #INCLUDE <P16F84A.INC> ORG 0 MOVLW 0x07 ; پیکربندی PORTA به عنوان خروجی MOVWF TRISA MOVLW 0x00 . راه اندازی PORTA به 0 MOVWF PORTA MAIN_LOOP: ; نمایش رقم 0 MOVLW 0x3F MOVWF PORTA CALL DELAY ; نمایش رقم 1 MOVLW 0x06 MOVWF PORTA CALL DELAY ; نمایش رقم 2 MOVLW 0x5B MOVWF PORTA CALL DELAY ; نمایش رقم 3 MOVLW 0x4F MOVWF PORTA CALL DELAY ; نمایش رقم 4 MOVLW 0x66 MOVWF PORTA CALL DELAY ; نمایش رقم 5 MOVLW 0x6D MOVWF PORTA CALL DELAY ; نمایش رقم 6 MOVLW 0x7D MOVWF PORTA CALL DELAY ; نمایش رقم 7 MOVLW 0x07 MOVWF PORTA CALL DELAY ; نمایش رقم 8 MOVLW 0x7F MOVWF PORTA CALL DELAY ; نمایش رقم 9 MOVLW 0x6F MOVWF PORTA CALL DELAY رفتن به MAIN_LOOP تاخیر: MOVLW D'255' DELAY_LOOP: DECFSZ 0x20، F GOTO DELAY_LOOP بازگشت پایان

در این کد ابتدا پین های PORTA PIC16F84A را به عنوان پایه های خروجی پیکربندی می کنیم. سپس در حلقه اصلی، با ارسال مقادیر هگزادسیمال مناسب به رجیستر PORTA، هر رقم را از 0 تا 9 روی LED 7 قسمتی نمایش می دهیم. راتاخیرزیر روال برای معرفی یک تاخیر کوتاه بین نمایش هر رقم استفاده می شود تا بتوانیم ارقام را به وضوح ببینیم.

کامپایل و برنامه نویسی کد

پس از نوشتن کد، باید آن را با استفاده از اسمبلر MPASM در MPLAB IDE کامپایل کنیم. اسمبلر یک فایل هگز تولید می کند که حاوی کد ماشین برای میکروکنترلر PIC است.

برای برنامه نویسی PIC16F84A می توانیم از یک برنامه نویس PIC مانند Pickit 2 یا Pickit 3 استفاده کنیم. پروگرامر را به میکروکنترلر PIC و کامپیوتر متصل کرده و سپس با استفاده از نرم افزار برنامه نویسی فایل هگز را روی میکروکنترلر بارگذاری کنید.

برنامه ها و ملاحظات پیشرفته

در حالی که مدار و کد اصلی به ما امکان نمایش ارقام از 0 تا 9 را می دهد، برنامه ها و ملاحظات پیشرفته زیادی وجود دارد که می توان آنها را بررسی کرد.

• نمایش نامه ها: با استفاده از ترکیب های مختلف فعال سازی سگمنت، امکان نمایش برخی از حروف بر روی LED 7 قسمتی وجود دارد. به عنوان مثال، برای نمایش حرف A، می توانیم بخش های a، b، c، e، f و g را فعال کنیم.
• چند رقمی: اگر نیاز به نمایش چند رقمی دارید، می توانید استفاده کنیدLED سه رقمی 7 قطعه،LED دو رقمی Seven Segment، یاLED چهار رقمی 7 قطعه. اصل مشابه است، اما برای کنترل متوالی هر رقم باید از تکنیک های مالتی پلکس استفاده کنید.
• کنترل روشنایی: روشنایی LED 7 قسمتی را می توان با تنظیم جریان عبوری از سگمنت ها کنترل کرد. این را می توان با استفاده از سیگنال PWM (مدولاسیون عرض پالس) تولید شده توسط میکروکنترلر PIC به دست آورد.

برای تهیه تماس بگیرید

اگر علاقه مند به خرید LED های تک رقمی 7 سگمنت هستید یا در مورد کنترل آنها با میکروکنترلرهای PIC سوالی دارید، لطفا با ما تماس بگیرید. ما تامین کننده قابل اعتماد LED های 7 سگمنت با کیفیت بالا هستیم و می توانیم بهترین محصولات و پشتیبانی فنی را در اختیار شما قرار دهیم.

مراجع

• برگه اطلاعات ریزتراشه فناوری شرکت PIC16F84A.
• راهنمای کاربر MPLAB IDE.
• راهنمای کاربر MPASM Assembler.