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驱动条形图显示器的微控制器I/O端口单条线路技能

带有数字显示器的仪器设计也许会受益于一个提供显示参数的模拟版的副显示器。条形图显示器提供了一种很容易解释的图形指示器,该指示器允许与它的满刻度值相比较,但基于微控制器的常规设计要使用至少一个8线I/O

带有数字显现器的仪器规划或许会获益于一个供给显现参数的模仿版的副显现器。条形图显现器供给了一种很简单解说的图形指示器,该指示器答应与它的满刻度值相比较,但根据微控制器的惯例规划要运用至少一个8线I/O端口驱动8段条形图LED显现器。

作为代替计划,一些微控制器包括PWM(脉宽调制)输出。假如运用PWM输出来驱动National Semiconductor公司的LM3914条形图显现器驱动电路或等效器材,就能把需求的I/O线路数量削减至最低程度。在操作中,微控制器的程序调理PWM输出的脉宽,使得输送给LM3914电路的均匀电压能照明显现器中必要数量的条形。

图1中的规划消除了这些办法的缺陷,而且只运用一条端口线路来驱动一个8段条形图。该规划不运用PWM输出,因而能应用到任何微控制器。请参阅图2中的时序示意图,不管条形图显现器何时需求更新,微控制器的软件都经过它的输出端口供给一个脉冲序列。第一个脉冲的宽度为T1,它比脉冲宽度T2更宽,后者是经过触发单稳态IC1(74123 或等效器材)发生的。把两个脉冲施加到IC3(7400或等效NAND门),它和IC1 一同组成一个长脉冲检测器。运用IC1的数据表中的公式来为C1和R1 选值,它们为 T2 的输出脉冲发生约为1.5ms的值。T1和T3 的典型宽度分别是3ms和1ms。

C3的输出脉冲变低,持续时间为T1-T2,而且该脉冲清空IC2(一个8Bit串入并出移位寄存器),这迫使 IC2 的一切输出变低,并点亮条形图阵列(LED1 ~ LED8)的一切段。

为了点亮条形图阵列的N段,微控制器当即经过输出端口线路发送一个由(8-N)个宽度为T3的脉冲组成的串行序列。因为这些脉冲的宽度小于 T2,NAND门IC3的输出始终坚持高电平,因而不清空移位寄存器。微控制器的每个输出脉冲的上升沿都把一个高电平加载到IC2的某个输出端。

请注意:移位寄存器IC2的QA输出连接到条形图最重要的段。因而,第一个脉冲关断最重要的段。从最重要的段开端,关于(8-N)个脉冲,8-N个段关断,而由最不重要的段开端的N个段则坚持点亮。运用这个反向逻辑,就可运用移位寄存器的输出端的才能来使吸收的电流大于它们能供给的电流——分别是8mA和0.4mA,因而在不增加输出缓冲器的前提下发生了更亮的条形图显现。图2显现了一张样本时序示意图,它点亮了8个显现段中的5个。

假如还有第二条输出端口线路,则可不运用单稳态多谐振荡器IC1和NAND门%&&&&&%3,而是运用第二个端口,经过在条形图需求更新时输出零来清空移位寄存器。为了取得更好的分辨率,能够串联额定的移位寄存器来向条形图增加一些段。为了点亮M段长显现器的 N 个段,第一个输出端口向移位寄存器的时钟输入发送 M-N 个脉冲。

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