Матричные индикаторы – Матричный индикатор | Светодиодное табло

Матричный индикатор | Светодиодное табло

Матричный индикатор — устройство отображения информации, элементы отображения которого сгруппированы по строкам и столбцам. Матричный индикатор относится к знакосинтезирующим цифро-буквенным индикаторам и  предназначен для отображения информации в виде букв, цифр, математических и специальных знаков, знаков препинания, мнемонических символов. Матричным индикатором считается устройство, объединенное в законченном конструктиве – корпусе. В отличие от мониторов, дисплеев или экранов, матричным индикатором принято считать устройство с относительно небольшим количеством пикселей, или устройство, предназначенное для вывода одного или нескольких символов, хотя граница довольно размыта.

Внешний вид индикатора

Исходя из определения, матричный индикатор имеет два и более рядов и два и более столбцов однотипных элементов отображения (точек, пикселей) с индивидуальным управлением. Практическое применение имеют матричные индикаторы 5 х 7, 5 х 8, 8 х 8 и более пикселей. Форма пикселя обычно – круглая, но встречаются квадратные, а также структурированные пиксели. Цвет пикселя определяется используемой технологией изготовления индикатора. Выпускаются монохромные (одноцветные) и многоцветные индикаторы. Распространение имеют светодиодные, люминисцентные, OLED, PLED, а также – блинкерные индикаторы. В дальнейшем остановимся на светодиодных матричных индикаторах, как наиболее распространенных.

    

Корпус светодиодного матричного индикатора изготавливается из пластика, внутри – печатная плата с установленными светодиодами, чаще SMD типа. Корпус полностью залит компаундом. Пиксели оформлены в виде окошек, заполненных полупрозрачным светорассеивающим материалом. Большинство матричных индикаторов изготавливается таким образом, чтобы можно было установить их рядом друг с другом, с получением непрерывного графического поля.

Светодиодный матричный индикатор. Принцип работы

Матричный индикатор должен позволять управление каждым пикселем индикатора. Применяется два распространенных метода управления – статический и динамический (мультиплексный, растровый).

Статический способ управления

При статическом способе используется непосредственное управление каждым пикселом матрицы. Каждый элемент изображения имеет ячейку памяти и светодиодный драйвер. Такая схема включения используется в матрицах с большим размером пиксела, когда мощность и стоимость драйвера значительна. Кроме того, статическая схема включения применяется в устройствах с высокими требованиями к электромагнитному излучению.

Динамический способ управления индикатором

Для упрощения схемы управления, а также, для снижения количества выводов индикатора, используется динамический способ управления. Динамический способ подразумевает поочередное включение различных групп элементов отображения со скоростью, превышающей время реакции человеческого глаза. Несмотря на то, что изображение на индикаторе при таком способе управления в каждый момент времени неполное, глаз человека интегрирует его и видит целостную картинку. На похожем принципе формируется изображение на экране телевизора с ЭЛТ.

 

Рассмотрим, для примера, светодиодный монохромный матричный индикатор 5 х 7 пикселей. Для реализации динамического способа управления, все светодиоды в рядах объединяются по катодам, а в столбцах – по анодам. Видна экономия выводов индикатора – вместо 70 выводов получилось 12. На аноды последовательно подаются положительные периоды напряжения (фазы), на катоды подается отрицательный сигнал (код). Для формирования полного изображения, необходимо для каждого столбца (фазы) последовательно установить соответствующий скан-код. Так для индикатора на пять столбцов по семь пикселей в столбце, необходимо установить для каждой из пяти фаз код из семи линий (бит). Весь цикл обработки индикатора должен уложиться в 20 мс (50 Гц) или менее, для того, чтобы картинка на индикаторе была устойчивой и дрожание изображения было незаметным. С учетом возможных биений яркости, возникающих на фоне работы люминесцентных ламп освещения, частоту обновления желательно увеличить до 100 и более Гц.

В рассмотренном варианте все светодиоды в рядах объединяются по катодам. Существует вариант исполнения матричных индикаторов, в которых светодиоды в рядах объединяются по анодам. Маленькие матричные индикаторы имеют по одному светодиоду в пикселе. При увеличении размеров, в пикселе может быть установлено несколько светодиодов, включенных последовательно. Таким образом, улучшается равномерность свечения и повышается яркость пикселей.

Матричные индикаторы могут быть больших размеров, с количеством рядов и столбцов, значительно превышающих рассмотренный вариант. Однако, увеличивать скважность в соответствии с количеством столбцов не всегда возможно. Для светодиодных матричных индикаторов скважность редко делают более 16. Это ограничение задается производителем матричных индикаторов в виде ограничения максимально допустимого импульсного тока для каждого пиксела.

Управление яркостью изображения на индикаторе

Светодиод – малоинерционный прибор индикации, поэтому чаще всего яркостью свечения светодиодов управляют с помощью диммирования – снижения яркости при быстром мигании с различной скважностью. Яркость светодиода, видимая глазом, практически пропорциональна длительности его горения в таком режиме. Чем больше скважность – тем меньше яркость. В динамических схемах индикации, когда светодиоды в индикаторе уже зажигаются с определенной скважностью, процесс управления яркостью накладывается на процесс обновления (сканирования) экрана и частота переключения значительно повышается. Так для управления рассмотренным выше одноцветным индикатором с 256 уровнями яркости, частота сканирования увеличивается в 256 раз.

Многоцветные матричные индикаторы

Для того, чтобы изготовить многоцветный матричный индикатор, в каждый пиксель устанавливают два и более разноцветных светодиода. Выводы фазы (колонки) в таких матрицах подключаются к анодам всех светодиодов в колонке, а код подается отдельно на ряды первого, второго, и далее, цветов. Если в индикатор установлены светодиоды трех цветов (R – красный, G – зеленый, B – синий), такой индикатор называется полноцветным. С помощью таких индикаторов создаются полноцветные графические табло, которые способны работать в True-color режиме (24 бит на пиксел).

Светодиодный матричный индикатор. Применение

Матричные индикаторы применяются для отображения цифро-буквенной информации в различных областях человеческой деятельности. Например, индикатор 5 х7 пикселей, позволяет изобразить все символы латинского и русского алфавитов в достаточно

led-displays.ru

Матричный индикатор – это… Что такое Матричный индикатор?

Принцип формирования изображения, используемый в матричных индикаторах

Мáтричный индикáтор — разновидность знакосинтезирующего индикатора, в котором элементы индикации сгруппированы по строкам и столбцам. Матричный индикатор предназначен для отображения символов, специальных знаков и графических изображений в различных устройствах. Матричным индикатором считается устройство, объединенное в законченном конструктиве – корпусе. В отличие от экрана или дисплея, индикатор имеет ограниченное количество элементов индикации, либо предназначен для отображения одного или небольшого количества символов. Название происходит от понятия матрица (математика).

Устройство и принцип действия

Схема одноцветного светодиодного матричного индикатора

Матричный индикатор состоит из большого количества однотипных элементов — пикселей, сгруппированных в строки и столбцы. Матричные индикаторы могут основываться на различных типах индикаторов: жидкокристаллические, светодиодные, люминисцентные, блинкерные и т. п.

По принципу формирования изображения матричные индикаторы бывают двух видов: статические и динамические (мультиплексные).

В статических матричных индикаторах каждый пиксел имеет индивидуальный драйвер-формирователь напряжения (тока). При небольшом разрешении индикатора (например 4×4 пиксела), при больших размерах индикатора и большом потреблении, зачастую дешевле использовать статический способ. Кроме того, такой способ формирования изображения используется в применениях, где требуется низкий уровень электромагнитных помех.

В индикаторах, работающих по динамическому принципу, строки и столбцы объединены между собой. В этом случае в индикаторе одновременно может работать только один столбец или строка. За счет быстрой динамической смены показываемых строк (столбцов) и инерционности человеческого зрения, или инерционности самих элементов индикации, изображение складывается в картинку.

Динамический принцип формирования изображения применим только к индикаторам, обеспечивающим малое время включения/выключения. Например, для матричных индикаторов, состоящих из блинкеров или ламп накаливания, динамический принцип формирования изображения не применяется.

Управление индикатором

Управление матричным индикатором обычно соответствует мультиплексному принципу формирования изображения и происходит следующим образом: выбирается одна из строк путём подачи питания, при этом сигнал (код) подаётся на те ячейки в строке, которые должны быть включены. Затем выбирается следующая строка и процесс повторяется. Напряжение (ток) на выводах индикатора формируется с помощью управляющей схемы — драйвера.

В устройствах с инерционными элементами индикации, либо бистабильными элементами, состояние каждого пиксела фиксируется с помощью электронной схемы аналогично мультиплексному способу управления. Поскольку каждый пиксел индикатора обладает кратковременной или долговременной памятью состояния, это позволяет существенно снизить частоту циклов управления, вплоть до нуля в случае бистабильного экрана, когда цикл управления повторяется только в момент изменения информации.

Наиболее распространённые модели матричных индикаторов имеют разрешения 5×7, 5×8 и 8×8 пикселей. Индикаторы бывают монохромные и многоцветные: в последнем случае каждый пиксель состоит из двух или трёх элементов разных цветов, управляемых отдельно. Матричные индикаторы могут иметь рамку, не содержащую пикселей и не принимающую участия в формировании знака, либо могут быть бесстыковыми, позволяющими при установке в ряд формировать непрерывную строку символов. Часто из них формируются устройства отображения типа бегущая строка. Выпускаются также готовые блоки для отображения одной или нескольких строк символов.

	Бегущая строка на матричных индикаторах
	Пример использования

Преимущества матричных индикаторов

На матричный индикатор можно выводить даже иероглифы

• Большое количество отображаемых символов: цифры, буквы любых алфавитов (зависит от разрешения индикаторов), как заглавные, так и строчные, знаки препинания, псевдографика, и даже простые рисунки;
• Более привычная форма символа, по сравнению с сегментными индикаторами (имеет значение прежде всего для букв).

Недостатки

• Бо́льшая сложность, по сравнению с сегментными индикаторами;
• Более высокая цена;
• Более низкая надёжность;

См. также

Литература

dic.academic.ru

Матричный индикатор — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Принцип формирования изображения, используемый в матричных индикаторах с динамическим управлением.

Мáтричный индикáтор — разновидность знакосинтезирующего индикатора, в котором элементы индикации сгруппированы по строкам и столбцам^[1]. Матричный индикатор предназначен для отображения символов, специальных знаков и графических изображений в различных устройствах.

Матричным индикатором принято считать устройство, объединенное в законченном конструктиве — корпусе. В отличие от экрана или дисплея, индикатор имеет ограниченное количество элементов индикации, либо предназначен для отображения одного или небольшого количества символов. Название происходит от понятия матрица (математика).

Устройство и принцип действия

Электрическая схема одноцветного светодиодного матричного индикатора с динамическим управлением.

Матричный индикатор состоит из необходимого, достаточно большого количества однотипных элементов — пикселей, сгруппированных в строки и столбцы. Матричные индикаторы могут группироваться из различных типов элементарных индикаторов-пикселей: жидкокристаллические, светодиодные, люминесцентные, блинкерные и т. п.

По принципу формирования изображения и управлению матричные индикаторы бывают двух видов: статические и динамические (мультиплексные).

В статических матричных индикаторах каждый пиксель имеет индивидуальный драйвер-формирователь напряжения (тока). При небольшом разрешении индикатора (например, 4×4 пикселя), при больших размерах индикатора и большой мощности потребления зачастую дешевле использовать статический способ. Кроме того, такой способ формирования изображения используется в применениях, где требуется низкий уровень электромагнитных помех, так как динамические индикаторы из-за импульсного способа управления создают электромагнитные помехи.

В индикаторах с динамическим способом формирования изображения, управление производится по строкам и столбцам. Одноимённые выводы элементов индикации в строках и столбцах индикатора объединены между собой. Для включения конкретного пикселя необходимо подать напряжение на электрический вывод строки и вывод столбца. На пересечении этих двух координат высветится точка^[2]. Также можно одновременно включить и несколько пикселей, принадлежащих одному столбцу (строке). Например, если на вывод одного столбца светодиодного матричного индикатора подать рабочее напряжение, а на контакты определённых строк подать необходимый ток управления, включатся несколько конкретных пикселей, принадлежащих этому столбцу. При таком способе управления в каждый момент времени одновременно включаются элементы только одного столбца или строки. За счёт быстрой динамической смены показываемых строк (столбцов) и инерционности человеческого зрения, или инерционности самих элементов индикации, изображение складывается в картинку.

Формирование изображения на многоцветных индикаторах имеет свои особенности. Например, при использовании полупроводникового двухцветного индикатора с красным и зелёным цветом свечения, в каждом пикселе индикатора присутствуют как минимум два светодиода — красного и зелёного цвета. Управление цветом свечения производится изменением соотношения либо среднего тока через красный и зелёный светодиоды при фиксированном времени горения, либо времени свечения при стабильном токе^[3].

Управление индикатором

Управление матричным индикатором обычно соответствует мультиплексному принципу формирования изображения и происходит следующим образом: выбирается одна из строк путём подачи питания, при этом сигнал (код) подаётся на те ячейки в строке, которые должны быть включены. Затем выбирается следующая строка и процесс повторяется. Напряжение (ток) на выводах индикатора формируется с помощью управляющей схемы — драйвера.

В устройствах с инерционными элементами индикации, либо бистабильными элементами, состояние каждого пикселя фиксируется с помощью электронной схемы аналогично мультиплексному способу управления. Поскольку каждый пиксель индикатора обладает кратковременной или долговременной памятью состояния, это позволяет существенно снизить частоту циклов управления, вплоть до нуля в случае бистабильного экрана, например, блинкерного, у которых управляющие воздействия производятся только в моменты смены изображения.

Наиболее популярные модели односимвольных матричных индикаторов имеют разрешения 5×7, 5×8 и 8×8 пикселей.

Индикаторы бывают монохромные и многоцветные: в последнем случае каждый пиксель состоит из двух или трёх элементов разных цветов, управляемых отдельно.

Матричные индикаторы могут иметь рамку, не содержащую пикселей и не принимающую участия в формировании знака, либо могут быть бесстыковыми, позволяющими при установке в ряд формировать непрерывную строку символов. Часто из них формируются устройства отображения типа бегущая строка. Выпускаются также готовые блоки для отображения одной или нескольких строк символов.

	Бегущая строка на матричных индикаторах
	Пример использования

Преимущества матричных индикаторов

На матричный индикатор можно выводить в том числе иероглифы.

• Большое количество отображаемых символов: цифры, буквы любых алфавитов (зависит от разрешения индикаторов), как заглавные, так и строчные, знаки препинания, псевдографика, и даже простые рисунки;
• Более привычная и легче зрительно воспринимаемая форма символа, по сравнению с сегментными индикаторами, что существенно при отображении букв и других символов.

Недостатки в сравнении с сегментными индикаторами

• Бо́льшая сложность;
• Более высокая цена;
• Мéньшая надёжность за счет бо́льшего количества элементов;

См. также

Примечания

Литература

wikipedia.green

Википедия — свободная энциклопедия

Избранная статья

Первое сражение при реке Булл-Ран (англ. First Battle of Bull Run), также Первое сражение при Манассасе) — первое крупное сухопутное сражение Гражданской войны в США. Состоялось 21 июля 1861 года возле Манассаса (штат Виргиния). Федеральная армия под командованием генерала Ирвина Макдауэлла атаковала армию Конфедерации под командованием генералов Джонстона и Борегара, но была остановлена, а затем обращена в бегство. Федеральная армия ставила своей целью захват важного транспортного узла — Манассаса, а армия Борегара заняла оборону на рубеже небольшой реки Булл-Ран. 21 июля Макдауэлл отправил три дивизии в обход левого фланга противника; им удалось атаковать и отбросить несколько бригад конфедератов. Через несколько часов Макдауэлл отправил вперёд две артиллерийские батареи и несколько пехотных полков, но южане встретили их на холме Генри и отбили все атаки. Федеральная армия потеряла в этих боях 11 орудий, и, надеясь их отбить, командование посылало в бой полк за полком, пока не были израсходованы все резервы. Между тем на поле боя подошли свежие бригады армии Юга и заставили отступить последний резерв северян — бригаду Ховарда. Отступление Ховарда инициировало общий отход всей федеральной армии, который превратился в беспорядочное бегство. Южане смогли выделить для преследования всего несколько полков, поэтому им не удалось нанести противнику существенного урона.

Хорошая статья

«Хлеб» (укр. «Хліб») — одна из наиболее известных картин украинской советской художницы Татьяны Яблонской, созданная в 1949 году, за которую ей в 1950 году была присуждена Сталинская премия II степени. Картина также была награждена бронзовой медалью Всемирной выставки 1958 года в Брюсселе, она экспонировалась на многих крупных международных выставках.

В работе над полотном художница использовала наброски, сделанные летом 1948 года в одном из наиболее благополучных колхозов Советской Украины — колхозе имени В. И. Ленина Чемеровецкого района Каменец-Подольской области, в котором в то время было одиннадцать Героев Социалистического Труда. Яблонская была восхищена масштабами сельскохозяйственных работ и людьми, которые там трудились. Советские искусствоведы отмечали, что Яблонская изобразила на своей картине «новых людей», которые могут существовать только в социалистическом государстве. Это настоящие хозяева своей жизни, которые по-новому воспринимают свою жизнь и деятельность. Произведение было задумано и создано художницей как «обобщённый образ радостной, свободной творческой работы». По мнению французского искусствоведа Марка Дюпети, эта картина стала для своего времени программным произведением и образцом украинской реалистической живописи XX столетия.

Изображение дня

Рассвет в деревне Бёрнсте в окрестностях Дюльмена, Северный Рейн-Вестфалия

ru.wikipedia.green

Матричный индикатор — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Принцип формирования изображения, используемый в матричных индикаторах с динамическим управлением.

Мáтричный индикáтор — разновидность знакосинтезирующего индикатора, в котором элементы индикации сгруппированы по строкам и столбцам^[1]. Матричный индикатор предназначен для отображения символов, специальных знаков и графических изображений в различных устройствах.

Матричным индикатором принято считать устройство, объединенное в законченном конструктиве — корпусе. В отличие от экрана или дисплея, индикатор имеет ограниченное количество элементов индикации, либо предназначен для отображения одного или небольшого количества символов. Название происходит от понятия матрица (математика).

Устройство и принцип действия

Электрическая схема одноцветного светодиодного матричного индикатора с динамическим управлением.

Матричный индикатор состоит из необходимого, достаточно большого количества однотипных элементов — пикселей, сгруппированных в строки и столбцы. Матричные индикаторы могут группироваться из различных типов элементарных индикаторов-пикселей: жидкокристаллические, светодиодные, люминесцентные, блинкерные и т. п.

По принципу формирования изображения и управлению матричные индикаторы бывают двух видов: статические и динамические (мультиплексные).

В статических матричных индикаторах каждый пиксель имеет индивидуальный драйвер-формирователь напряжения (тока). При небольшом разрешении индикатора (например, 4×4 пикселя), при больших размерах индикатора и большой мощности потребления зачастую дешевле использовать статический способ. Кроме того, такой способ формирования изображения используется в применениях, где требуется низкий уровень электромагнитных помех, так как динамические индикаторы из-за импульсного способа управления создают электромагнитные помехи.

В индикаторах с динамическим способом формирования изображения, управление производится по строкам и столбцам. Одноимённые выводы элементов индикации в строках и столбцах индикатора объединены между собой. Для включения конкретного пикселя необходимо подать напряжение на электрический вывод строки и вывод столбца. На пересечении этих двух координат высветится точка^[2]. Также можно одновременно включить и несколько пикселей, принадлежащих одному столбцу (строке). Например, если на вывод одного столбца светодиодного матричного индикатора подать рабочее напряжение, а на контакты определённых строк подать необходимый ток управления, включатся несколько конкретных пикселей, принадлежащих этому столбцу. При таком способе управления в каждый момент времени одновременно включаются элементы только одного столбца или строки. За счёт быстрой динамической смены показываемых строк (столбцов) и инерционности человеческого зрения, или инерционности самих элементов индикации, изображение складывается в картинку.

Формирование изображения на многоцветных индикаторах имеет свои особенности. Например, при использовании полупроводникового двухцветного индикатора с красным и зелёным цветом свечения, в каждом пикселе индикатора присутствуют как минимум два светодиода — красного и зелёного цвета. Управление цветом свечения производится изменением соотношения либо среднего тока через красный и зелёный светодиоды при фиксированном времени горения, либо времени свечения при стабильном токе^[3].

Управление индикатором

Управление матричным индикатором обычно соответствует мультиплексному принципу формирования изображения и происходит следующим образом: выбирается одна из строк путём подачи питания, при этом сигнал (код) подаётся на те ячейки в строке, которые должны быть включены. Затем выбирается следующая строка и процесс повторяется. Напряжение (ток) на выводах индикатора формируется с помощью управляющей схемы — драйвера.

В устройствах с инерционными элементами индикации, либо бистабильными элементами, состояние каждого пикселя фиксируется с помощью электронной схемы аналогично мультиплексному способу управления. Поскольку каждый пиксель индикатора обладает кратковременной или долговременной памятью состояния, это позволяет существенно снизить частоту циклов управления, вплоть до нуля в случае бистабильного экрана, например, блинкерного, у которых управляющие воздействия производятся только в моменты смены изображения.

Наиболее популярные модели односимвольных матричных индикаторов имеют разрешения 5×7, 5×8 и 8×8 пикселей.

Индикаторы бывают монохромные и многоцветные: в последнем случае каждый пиксель состоит из двух или трёх элементов разных цветов, управляемых отдельно.

Матричные индикаторы могут иметь рамку, не содержащую пикселей и не принимающую участия в формировании знака, либо могут быть бесстыковыми, позволяющими при установке в ряд формировать непрерывную строку символов. Часто из них формируются устройства отображения типа бегущая строка. Выпускаются также готовые блоки для отображения одной или нескольких строк символов.

	Бегущая строка на матричных индикаторах
	Пример использования

Преимущества матричных индикаторов

На матричный индикатор можно выводить в том числе иероглифы.

• Большое количество отображаемых символов: цифры, буквы любых алфавитов (зависит от разрешения индикаторов), как заглавные, так и строчные, знаки препинания, псевдографика, и даже простые рисунки;
• Более привычная и легче зрительно воспринимаемая форма символа, по сравнению с сегментными индикаторами, что существенно при отображении букв и других символов.

Недостатки в сравнении с сегментными индикаторами

• Бо́льшая сложность;
• Более высокая цена;
• Мéньшая надёжность за счет бо́льшего количества элементов;

См. также

Примечания

Литература

wikipedia.bio

Матричный индикатор — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Принцип формирования изображения, используемый в матричных индикаторах с динамическим управлением.

Мáтричный индикáтор — разновидность знакосинтезирующего индикатора, в котором элементы индикации сгруппированы по строкам и столбцам^[1]. Матричный индикатор предназначен для отображения символов, специальных знаков и графических изображений в различных устройствах.

Матричным индикатором принято считать устройство, объединенное в законченном конструктиве — корпусе. В отличие от экрана или дисплея, индикатор имеет ограниченное количество элементов индикации, либо предназначен для отображения одного или небольшого количества символов. Название происходит от понятия матрица (математика).

Устройство и принцип действия

Электрическая схема одноцветного светодиодного матричного индикатора с динамическим управлением.

Матричный индикатор состоит из необходимого, достаточно большого количества однотипных элементов — пикселей, сгруппированных в строки и столбцы. Матричные индикаторы могут группироваться из различных типов элементарных индикаторов-пикселей: жидкокристаллические, светодиодные, люминесцентные, блинкерные и т. п.

По принципу формирования изображения и управлению матричные индикаторы бывают двух видов: статические и динамические (мультиплексные).

В статических матричных индикаторах каждый пиксель имеет индивидуальный драйвер-формирователь напряжения (тока). При небольшом разрешении индикатора (например, 4×4 пикселя), при больших размерах индикатора и большой мощности потребления зачастую дешевле использовать статический способ. Кроме того, такой способ формирования изображения используется в применениях, где требуется низкий уровень электромагнитных помех, так как динамические индикаторы из-за импульсного способа управления создают электромагнитные помехи.

В индикаторах с динамическим способом формирования изображения, управление производится по строкам и столбцам. Одноимённые выводы элементов индикации в строках и столбцах индикатора объединены между собой. Для включения конкретного пикселя необходимо подать напряжение на электрический вывод строки и вывод столбца. На пересечении этих двух координат высветится точка^[2]. Также можно одновременно включить и несколько пикселей, принадлежащих одному столбцу (строке). Например, если на вывод одного столбца светодиодного матричного индикатора подать рабочее напряжение, а на контакты определённых строк подать необходимый ток управления, включатся несколько конкретных пикселей, принадлежащих этому столбцу. При таком способе управления в каждый момент времени одновременно включаются элементы только одного столбца или строки. За счёт быстрой динамической смены показываемых строк (столбцов) и инерционности человеческого зрения, или инерционности самих элементов индикации, изображение складывается в картинку.

Формирование изображения на многоцветных индикаторах имеет свои особенности. Например, при использовании полупроводникового двухцветного индикатора с красным и зелёным цветом свечения, в каждом пикселе индикатора присутствуют как минимум два светодиода — красного и зелёного цвета. Управление цветом свечения производится изменением соотношения либо среднего тока через красный и зелёный светодиоды при фиксированном времени горения, либо времени свечения при стабильном токе^[3].

Управление индикатором

Управление матричным индикатором обычно соответствует мультиплексному принципу формирования изображения и происходит следующим образом: выбирается одна из строк путём подачи питания, при этом сигнал (код) подаётся на те ячейки в строке, которые должны быть включены. Затем выбирается следующая строка и процесс повторяется. Напряжение (ток) на выводах индикатора формируется с помощью управляющей схемы — драйвера.

В устройствах с инерционными элементами индикации, либо бистабильными элементами, состояние каждого пикселя фиксируется с помощью электронной схемы аналогично мультиплексному способу управления. Поскольку каждый пиксель индикатора обладает кратковременной или долговременной памятью состояния, это позволяет существенно снизить частоту циклов управления, вплоть до нуля в случае бистабильного экрана, например, блинкерного, у которых управляющие воздействия производятся только в моменты смены изображения.

Наиболее популярные модели односимвольных матричных индикаторов имеют разрешения 5×7, 5×8 и 8×8 пикселей.

Индикаторы бывают монохромные и многоцветные: в последнем случае каждый пиксель состоит из двух или трёх элементов разных цветов, управляемых отдельно.

Матричные индикаторы могут иметь рамку, не содержащую пикселей и не принимающую участия в формировании знака, либо могут быть бесстыковыми, позволяющими при установке в ряд формировать непрерывную строку символов. Часто из них формируются устройства отображения типа бегущая строка. Выпускаются также готовые блоки для отображения одной или нескольких строк символов.

	Бегущая строка на матричных индикаторах
	Пример использования

Видео по теме

Преимущества матричных индикаторов

На матричный индикатор можно выводить в том числе иероглифы.

• Большое количество отображаемых символов: цифры, буквы любых алфавитов (зависит от разрешения индикаторов), как заглавные, так и строчные, знаки препинания, псевдографика, и даже простые рисунки;
• Более привычная и легче зрительно воспринимаемая форма символа, по сравнению с сегментными индикаторами, что существенно при отображении букв и других символов.

Недостатки в сравнении с сегментными индикаторами

• Бо́льшая сложность;
• Более высокая цена;
• Мéньшая надёжность за счет бо́льшего количества элементов;

См. также

Примечания

Литература

wiki2.red

5.2.2. Матричные светодиодные индикаторы

В тех случаях, когда требуется вывод алфавитно-цифровой информации, часто используют матричные индикаторы. Такой индикатор выполнен в виде матрицы светодиодов размерностью M x N, где М – число строк матрицы, N – число колонок. Наибольшее распространение получили индикаторы с размерностью 7 х 5 и 9 х 7. Для зажигания одного светодиода необходимо пропустить ток 10 – 15 мА при напряжении 2.0 – 2.5 В. Рассмотрим конструкцию индикатора АЛ306, представленную на рис. 40, 41.

Рис. 40. Конструктивное исполнение матричного индикатора АЛ306

Рис. 41. Цоколевка матричного индикатора АЛ306(а,б,ж,и)

Конструкция индикатора представляет собой корпус, в котором расположены 36 светодиодов каждый над своим отверстием.

К однокристальному МК матричные индикаторы необходимо подключать через управляемые схемы формирования тока колонок и тока строк. Для отображения многосимвольной информации используют однострочные и многострочные дисплеи.

Для отображения символа на матричном индикаторе необходимо использовать принцип динамической индикации по колонкам, поскольку в статическом режиме такой индикатор будет потреблять значительный ток, так, например, для отображения цифры 0 на одном индикаторе ток составит 160 мА. Графический образ символа “набирается” из последовательности байтов индикации путем перебора колонок.

Разобьем мысленно индикатор на две тетрады по вертикали (при этом младшая тетрада находится внизу). Так, например, для отображения цифры 0 потребуется последовательность из 5 байт: 3ЕН, 41Н, 41Н, 41Н, 3ЕН, для отображения цифры 1 необходима последовательность: 00Н, 00Н, 10Н, 20Н, 7FH, для буквы А: 3FH, 44H, 44H, 44H, 7FH.

Рассмотрим функциональную схему линейного дисплея (используется принцип динамической индикации) на трех матричных индикаторах, представленную на рис.42. Схема содержит транзисторные ключи (КТ361А), предназначенные для усиления по току сигналов на разрядах порта Р1. Транзисторные ключи (p-n-p типа) открываются нулевыми сигналами, формируемыми на выходах инверторов К555ЛН1 в момент выдачи единичных сигналов в разряды Р1. Дешифратор К155ИД3 предназначен для активизации колонок матричных индикаторов. В данный момент активной (нулевой) может быть только одна выходная линия в зависимости от кода на адресных входах 1,2,4,8. Разряд Р0.7 управляет включением и выключением дешифратора К155ИД3, при Р0.7=Е1=1 дешифратор не активен, что соответствует гашению дисплея, при Р0.7=Е1=0 дешифратор активен.

Процедура вывода символа на матричный индикатор выполняется в виде двух частей: перекодировки и отображения. Представление исходного двоичного кода символа в виде последовательности кодов осуществляется таблично. Каждому символу в таблице соответствует 5 ячеек. Адрес первого кода колонки формируется по формуле: адрес начала таблицы + 5 * ( двоичный код символа) / 5 /.

Для обеспечения немерцающей и яркой индикации на матричном дисплее необходимо активизировать текущую колонку 1 раз за 1,3 мС. Удобнее всего это делать по прерыванию при переполнении таймера.

Алгоритмы работы однокристального МК при выводе информации на матричный дисплей представлены на рис. 43, 44.

Рис. 42. Функциональная схема подключения матричных индикаторов

Рис. 43. Алгоритм основной программы при выводе информации на матричный дисплей

Рис. 44. Алгоритм прерывания по переполнению таймера Т0

Рассмотрим программу управления матричным дисплеем.

BIN_COD EQU 20H ;Адрес расположения двоичных кодов.

WORD EQU 40H ;Начальный адрес раcположения кодов колонок.

N EQU 03H ;Количество матричных индикаторов в дисплее.

<1> ORG 0000H

<2> JMP START

<3> ORG 000BH

<4> JMP INT_T0 ;Вектор прерывания по переполнению таймера Т0.

<5>START:MOV TMOD,#00000001B;Настройка Т0 в таймер

<6> MOV IE,#02H ;Разрешение прерываний от Т0.

<7> SETB EA ;Разрешение всех разрешенных прерываний.

<8> MOV TL0,#0EBH ;Загрузка таймера для интервала 1.3 мС.

<9> MOV TH0,#0FAH; Загружаемое число 65535 – 1300 = 64235 (FAEBH).

<10>INIT: CALL COD_DISPL ;Вызов процедуры перекодировки.

<11> CALL INIT_REG ;Вызов подпрограммы инициализации.

<12> SETB TR0 ;Запуск таймера Т0.

<13>MAIN: ;Блок основной программы.

<14> CJNE R5,#15,GO ;Все ли колонки дисплея активизированы?

<15> JMP INIT; Если все колонки активизированы, то перейти на перекодировку.

<16>GO: JMP MAIN ;Выполнять основную прикладную программу.

<17>INT_T0: CLR TR0 ;Выключить таймер Т0.

<18> SETB P0.7;Гашение дисплея (дешифратор К155ИД3 в высокоимпедансном состоянии).

<19> MOV P1,@R1 ;Код колонки в порт Р1.

<20> MOV P0,R2 ; Включение дисплея и активизация колонки.

<21> INC R1 ;Инкремент адреса массива кодов колонок.

<22> INC R2 ;Инкремент кода текущей колонки.

<23> INC R5 ;Инкремент счетчика колонок дисплея.

<24> MOV TL0,#0EBH ;Перезагрузка регистра

<25> MOV TH0,#0FAH ;таймера Т0.

<26> SETB TR0 ;Включение таймера Т0.

<27> RETI ;Выход из прерывания в основную программу.

<28> COD_DISPL:MOV R0,#BIN_COD;Указание на начало массива двоичных кодов.

<29> MOV R1,#WORD ;Указание на начало массива кодов колонок.

<30> MOV R6,#N ;Загрузка счетчика количества индикаторов.

<31>BACK:CALL CODER ;Вызов подпрограммы перекодировки.

<32> INC R0 ; Инкремент адреса массива двоичных кодов.

<33> DJNZ R6,BACK ;Проверка на перекодировку всех кодов.

<34> RET ;Если все перекодированы, то выйти в основную программу.

<35>CODER: MOV DPTR,#TABLE; Указание на начало таблицы кодов колонок чисел.

<36> MOV A,@R0 ;Вычисление

<37> MOV B,#05 ;адреса первого

<38> MUL AB ;кода колонки.

<39> MOV R3,A ;Сохранение кода в R3.

<40> MOV R7,#5 ;Загрузка счетчика кодов колонок для матричного индикатора.

<41>AGAIN:MOV A,R3 ;Восстановление кода в А.

<42> MOVC A,@A+DPTR ;Выборка кода колонки из таблицы.

<43> MOV @R1,A ;Пересылка полученного кода в массив WORD.

<44> INC DPTR ;Продвижение по таблице.

<45> INC R1 ;Продвижение по массиву WORD.

<46> DJNZ R7,AGAIN ;Если все 5 кодов числа получены, то выйти в основную программу.

<47> RET ;

<48>INIT_REG:MOV R1,#WORD ;Инициализация регистров.

<49> MOV R2,#00 ;

<50> MOV R5,#00 ;

<51> RET ;

<52>TABLE: DB 3EH,41H,41H,41H,3EH; Коды колонок цифры 0

DB 0H,0H,10H,20H,0EFH; Коды колонок цифры 1

DB 21H,43H,45H,49H,31H; Коды колонок цифры 2

и так далее.

З а д а н и я д л я с а м о с т о я т е л ь н о й р а б о т ы

Задание 1. Разработать программу, обеспечивающую вывод слова “МИР” на матричный светодиодный дисплей.

Задание 2. Разработать программу, обеспечивающую работу устройства по следующему алгоритму. К разрядам порта Р2.0, Р2.1 подключены позиционные датчики D1 и D2. При включении D1 на матричный дисплей выводится слово “END”, при включении D2 – t⁰C, при одновременном включении D1 и D2 – кПа.

studfile.net