Контроллер имитатора поверхностного сигнала «Имитатор типа 2D-patt», страница 3

БИС I/O предложено выполнить на микросхеме 8156. БИС 8156Н отличается от БИС 8155Н только полярностью сигнала выбора (разрешения) кристалла (- для 8155Н и - для 8156Н).

БИС индикации – любая БИС. Используем порты прибора 8755. Для индикации заданно использовать 7-сегментные индикаторы HDSP-7513 (red) и HDSP-7803  (green), причем индикатор должен иметь 8 разрядов. Для реализации многоразрядных индикаторов используется динамическая схема. Динамическая индикация основана на  поочередном включении каждого разряда индикации с достаточно высокой частотой переключения.

3. Электрический расчет элементов схемы динамической индикации

Блок  индикации выполнен по стандартной динамической схеме (используем минимальное число дополнительных микросхем). Индикацию осуществляем за счет использования СИД  дисплеев двух типов: красный HDSP-7513 (5 разр.) и зеленый         HDSP-7803 (3 разр.). СИД дисплеи включены по схеме с ОК.

Структурная схема, использующая 7-сегментную динамическую индикацию, показана на рис. 5.

Рис. 5 Структурная схема динамического индикаторного устройства

Принцип динамической индикации предполагает параллельное соединение сегментов всех СИД-индикаторов, подачу кода на все индикаторы сразу, но включение производится только одного - того, код разряда которого подан в данный момент на сегменты. Задание кода разрешения текущего разряда производится сигналами С1, С2, С3, С4, С5. По истечении определенного времени, в течение которого текущий разряд  воспроизводит информацию, происходит подача кода следующего разряда и кода разрешения на него, и т. д.

Для работы индикаторного устройства в динамическом режиме требуется только 2 регистра (независимо от числа разрядов) и 2 драйвера.  Регистр 1 используется для фиксации и временного хранения кода (8-4-2-1) цифры очередного разряда (Data(И1), Data(И2), Data(И3), Data(И4), Data(И5)), регистр 2 – для подачи разрешающих стробов (C1, C2, C3, C4, С5) на очередной разряд устройства.

Для комфортного восприятия информации частота обновления должна быть больше 50 Гц. При 8-разрядном индикаторе и использовании частоты обновления информации  50 Гц длительность свечения одного разряда будет 2.5 мс, т. е. темп обновления информации в индикаторном устройстве должен быть 1/2.5 мс = 400 Гц. Наиболее простое решение периодического обновления информации может быть получено введением аппаратного генератора частоты сканирования (F_scan= 400Гц) и вызова по его сигналам ППОП, которая циклически записывает необходимые коды в регистры 1 и 2.

В соответствии с заданием используем СИД-индикаторы с общим катодом. Электрическая эквивалентная схема управления СИД-индикаторами с  ОК представлены на рис. 6.

          Рис. 6 Электрическая эквивалентная схема  включения СИД-индикаторами с  ОК.

В цепи каждого светодиода (сегмента) включен ключ (K1…K7), который замыкается в соответствии с кодом индикатора, который должен быть высвечен на конкретном разряде. Резисторы R1, …, R7 используются для задания величины тока нормального свечения каждого сегмента СИД-индикатора. Нужный разряд индикатора выбирается ключом K8. Ключи K1, …, K7 в схеме ОК управляют втекающим током одного сегмента. Ключ K8 должен управлять суммарным током сегментов от нулевого уровня (СИД-индикатор выключен) до I_sb + I_sc (код единицы) и  I_sa + I_sb +I_sc + I_sd + I_se + I_sf +I_sg (код восьмерки). Параметры СИД-индикаторов представлены в табл. 2., где I – яркость свечения, I_F – ток 1-го сегмента,V_F-  напряжение на открытом сегменте,V_R – допустимое обратное напряжение на сегменте.

Таблица 2. Параметры  СИД-индикаторов

Для динамического режима работы приборов ток, обеспечивающий такую же яркость в импульсном режиме, должен быть в Q раз больше (Q – скважность).