CS259843B1 - Zapojení displeje se svítivými elementy typu LED a klávesnice k mikroprocesoru - Google Patents

Abstract

Týká se ovládacích a zobrazovacích panelů elektronických zařízení. Řešení spočívá v úsporném zapojení obvodu v multiplexním režimu provozu řízeném programem mikroprocesoru. Zapojení má malé nároky na prostor a proudovou spotřebu. Možné obory použití: řídicí jednotky, prostředky přenosu dat.

Description

Vynález se týká zapojení displeje se svítivými elementy typu LED a klávesnice k mikroprocesoru řady 8048 v přenosovém ovládacím panelu s cílem minimalizovat rozměry a příkon zapojení.

K tomuto účelu se obvykle používá zapojení, kdy zobrazovací elementy s diodami LED jsou provozovány ve statickém režimu ve spojení s registry tak, že vždy jeden bit registru ovládá jeden zobrazovací element nebo zapojení s autonomně pracujícím multiplexem sestavené z obvodů malé nebo velké integrace a tranzistorový spínačů. V obou případech rozměry a proudová spotřeba mimo' prvky LED nejsou příliš příznivé.

Uvedené nedostatky nemá zapojení klávesnice a displeje podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se skládá z převodníku kódu BCD na kód 1 z N, N-tice vazebních odporů, N-tice tranzistorů PNP v zapojeni se společným emitorem, matice zobrazovacích elementů v zapojení se společnými anodami ve formátu N x P, P-tice ochranných odporů, P-tice tranzistorů PNP v zapojení se společným kolektorem, P-tice omezovacích odporů, N-tice oddělovacích diod, matice spínacích elementů klávesnice ve formátu N x Q a Q-tlce pracovních odporů klávesnice. Vstupy převodníku kódu jsou spojeny vodiči s výstupy mikroprocesoru, výstupy převodníku kódu jsou vazebními odpory spojeny s bázemi N-tice tranzistorů, kolektory těchto tranzistorů jsou vodiči spojeny se společnými anodami matice zobrazovacích elementů a anodami oddělovacích diod, báze P-tice tranzistorů jsou ochannými odpory spojeny s výstupy mikroprocesoru, emiitory P-tice tranzistorů jsou spojeny omezovacími odpory s katodami zobrazovacích elementů v matici. Katody oddělovacích diod jsou vodiči připojeny na řádkové vodiče matice spínacích elementů, sloupcové vodiče matice spínacích elementů jsou spojeny vodiči se vstupy mikroprocesoru a pracovními odpory klávesnice, přičemž druhý vývod těchto odporů je připojen do místa s nulovým potenciálem.

Hlavní výhodou zapojení podle vynálezu je jednoduchost, malé rozměry a malá proudová spoitřeba mimo prvky LED, tvořená pouze napájecím a výstupním proudem převodníku kódu. Malé rozměry jsou dány tím, že k připojení matice svítivých elementů k mikroprocesoru je kromě nezbytných N + P tranzistorů a P omezovačích odporů použito pouze jednoho integrovaného obvodu J převodníku kódu, N vazebních odporů a P ochranných odporů. K připojení matice spínacích elementů je použito pouze N oddělovacích diod a Q pracovních odporů.

Na připojeném obrázku je vyznačeno připojení matice 5 zobrazovacích elementů LED formátu N x P a matice 10 spínacích elementů formátu N x Q k mikroprocesoru 1 z řady 8048, které se skládá z převodníku kódu z BCD na kód 1 z N, N-tice vazebních odporů 3. N-tice tranzistorů PNP 4 v zapojení se společným emitorem, matice 5 zobrazovacích elementů v zapojení se společnými anodami vě formátu N xP, P-tice tranzistorů PNP 7 v zapojení se společným kolektorem, P-tice omezovačích odporů 8, N-tice oddělovacích diod 9, matice 10 spínacích elementů klávesnice ve formátu N x Q a Q-tice pracovních odporů 11 klávesnice.

Vstupy převodníku kódu 2 jsou spojeny vodiči 102 s výstupy mikroprocesoru 1, výstupy převodníku kódu 2 jsou vazebními odpory 3 spojeny s bázemi N-tice tranzistorů

4, kolektory těchto tranzistorů jsou vodiči 41 spojeny se společnými anodami matice 5 zobrazovacích elementů a anodami oddělovacích diod 9, báze P-tice tranzistorů 7 jsou ochrannými odpory 6 spojeny s výstupy 103 mikroprocesoru 1, emitory P-tice tranzistorů 7 jsou omezovacími prostory 8 spojeny s katodami zobrazovacích elementů v matici

5, katody oddělovacích diod 9 jsou vodiči 91 připojeny na řádkové vodiče matice 10 spínacích elementů, sloupcové vodiče matice 10 spínacích elementů jsou spojeny vodiči se vstupy 101 mikroprocesoru 1, pracovní odpory 11 klávesnice jsou připojeny mezi vodiče vstupů 101 a vodič s nulovým potenciálem.

Zapojení pracuje takto:

mikroprocesor 1 ve své paměti RAM uchovává informaci o tom, které svítivé elementy mají svítit a který spínací element klávesnice byl sepnut. Pod řízením programu vpravidelných časových intervalech provádí obsluhu svých signálů. Podle stavu signálů na výstupech 102 je vždy jeden z výstupů převodníku kódu 2 v úrovni L, připojeným vazebním odporem v N-tici vazebních odporů 3 proteče proud vhodné velikosti do báze odpovídajícího tranzistoru v N-tici tranzistorů 4 a tento tranzistor sepne. Na jednom z vodičů 41 se objeví napětí blízké platnému napájecímu napětí. Toto napětí je přiveden© na anody jednoho řádku svítivých elementů v matici 5 a přes jednu z diod v N-tici oddělovacích diod 9 na jeden řádek spínacích elementů v matici 10. Stav výstupů 102 tedy určuje řádek v matici 5 zobrazovacích elementů, v kterém mohou být rozsvíceny svítivé elementy podle stavu výstupů 103 mikroprocesoru 1 a současně řádek spínacích elementů, který může být testován prostřednictvím vstupů 101 mikroprocesoru 1.

Stav vodičů 71 na výstupech P-tice tranzistorů PNP 7 v zapojení se společným kolektorem sleduje stav výstupů 103 mikroprocesoru 1. Je-li některý z výstupů 103 v úrovni L, proteče proud z katody příslušného svítivého elementu v matici 5 jedním z N-tice omezovačích odporů 8 do emitoru příslušného tranzistoru 7 v P-tici. Ochranné odpory 8 v P-tici slouží ke snížení proudu do výstupů 103 na přípustnou hodnotu, ne259843 boť při malém U_Cb tranzistorů 7 v P-tici klesá jejích proudové zesílení. Oddělovací diody 9 zabraňují vzájemnému zkratování vodičů 41 při současném spojení více spínacích elementů v matici 10. Pracovní odpory 11 klávesnice jsou voleny tak, aby definovaly úroveň L na vodičích 101, jsou-li všechny spínací elementy v matici 10 rioizpojeny. V době od připojení napájecího napětí do okamžiku, kdy zalpočne vykonávání programu v mikroprocesoru 1, jsou všechny výstupy a tedy i výstupy 103 mikroprocesoru 1 v úrovni H a nesvítí žádný element v matici 5.

V konkrétním případě bylo zapojení realizováno pro N -- 8, P = 5, Q — 4, jako převodník kódu 2 byl použit obvod 74 145 PC, vazební odpory 3 v N-tici měly hodnotu 100R, ochranné odpory S v P-tici měly hodnotu 1K, omezovači odpory 8 v P-tici měly hodnotu 8R2, pracovní odpory 11 v Q-tici měly hodnotu 47OR a tranzistory byly všechny typu KD 136C. Zapojení zaujímalo plochu 11 cm² a mimo prvky LED odebíralo proud 90mA. Zapojení s registry 74 174 ve statickém režimu provozu by pro stejný formát matice 5 zobrazovacích elementů potřebovalo plochu 25 cm² a proudový odběr mimo prvky LED cca 300 mA, zapojení s kontrolorem displeje 8279 by potřebovalo plochu 20 cm² a proudový odběr mimo prvky LED cca 200 mA.

Využití přichází v úvahu pro řídicí jednotky, prostředky přenosu atd.

Claims (2)

1. Zapojení displeje se svítivými elementy LED a klávesnice k mikroprocesoru řady 8048, vyznačené tím, že se skládá z převodníku kódu
2. (2) BCD na kód 1 z N, N-tice vazebních odporů (3), N-tice tranzistorů PNP (4) v zapojení se společným ernitorem, matice (5) zobrazovacích elementů v zapojení se společnými anodami ve formátu N x P, P-tice ochranných odporů (6), P-tice tranzistorů PNP (7) v zapojení se společným kolektorem, P-tice omezovačích odporů (8), N-tice oddělovacích diod (9), matice (10) spínacích elementů klávesnice ve formátu N x Q a Q-tice pracovních odporů (11) klávesnice, přičemž vstupy převodníku kódu (2) jsou spojeny vodiči s výstupy (102) mikroprocesoru (1), výstupy převodníku kódu (2) jsou vazebními odpory (3) spojeny s báVYNÁLEZU zemi N-tice tranzistorů PNP (4), kolektory těchto tranzistorů jsou vodiči (41) spojeny se společnými anodami matice (5) zobrazovacích elementů a anodami oddělovacích diod (9), báze P-tice tranzistorů PNP (7) jsou ochrannými odpory (8) spojeny s výstupy (103) mikroprocesoru (1), emitory P-tice tranzistorů PNP (7) jsou omezoivacími odpory (8) spojeny s katodami zobrazovacích elementů v matici (5), katody oddělovacích elementů v matici (5), katody oddělovacích diod (9) jsou vodiči (91) připojeny na řádkové vodiče matice (10) spínacích elementů, sloupcové vodiče matice (10) spínacích elementů jsou spojeny vodiči se vstupy (101) mikroprocesoru (1), pracovní odpory (11) klávesnice jsou připojeny mezi vodiče (101) a vodič s nulovým potenciálem.