Разработка светодиодной матрицы (стр. 4 из 13)
- Период хранения данных FLASH/EEPROM памяти > 100 лет
Характеристики пониженного энергопотребления:
Режим энергосбережения:
- 100нА @ 2.0В (тип.)
Режимы работы:
- 12мкА @ 32кГц, 2.0В (тип.)
- 120мкА @ 1МГц, 2.0В (тип.)
Генератор таймера TMR1:
- 1.2мкА, 32кГц, 2.0В (тип.)
Сторожевой таймер:
- 1мкА @ 2.0В (тип.)
Двухскоростной внутренний генератор:
- Выбор скорости старта 4МГц или 37кГц
- Время выхода из SLEEP режима 3мкс @ 3.0В (тип.)
Периферия:
16 каналов ввода/вывода с индивидуальными битами направления
Сильноточные схемы портов сток/исток, допускающих непосредственное подключение светодиодов
Модуль аналоговых компараторов:
- Два аналоговых компаратора
- Внутренний программируемый источник опорного напряжения
- Внутренний или внешний источник опорного напряжения
- Выходы компараторов могут быть подключены на выводы микроконтроллера
TMR0: 8-разрядный таймер/счетчик с программируемым предделителем
TMR1: 16-разрядный таймер/счетчик с внешним генератором
TMR2: 8-разрядный таймер/счетчик с программируемым предделителем и постделителем
CCP модуль:
- разрешение захвата 16 бит
- разрешение сравнения 16 бит
- 10-разрядный ШИМ
Адресуемый USART модуль
Таблица 2.1 – Сравнительная характеристика микроконтроллеров PIC16F
| PICmicro | Память программ | |||||||
| (слов) | Память данных | Портов I/O | CCP | |||||
| (ШИМ) | USART | Компар. | Таймеры 8/16 бит | |||||
| ОЗУ | ||||||||
| (байт) | EEPROM | |||||||
| (байт) | ||||||||
| PIC16F627A | 1024 | 224 | 128 | 16 | 1 | + | 2 | 2/1 |
| PIC16F628A | 2048 | 224 | 128 | 16 | 1 | + | 2 | 2/1 |
| PIC16F648A | 4096 | 256 | 256 | 16 | 1 | + | 2 | 2/1 |
Общий вид микроконтроллера PIC16F628A изображен на рисунке 2.2, а наименование выводов на рисунке 2.3.
Рисунок 2.2 - Общий вид микроконтроллера PIC16F628A
Рисунок 2.3 – Расположение выводов микроконтроллера PIC16F628A
Рисунок 2.4 – Структурная схема микроконтроллера PIC16F628A
2.4 Разработка функциональной схемы устройства
Зная тип микроконтроллера, согласно п.1.1 разрабатываем функциональную схему светодиодной матрицы (Рис. 2.5).
 |
МК «+» 
3,5-5В 
 | |||||||
 | |||||||
 | |||||||
 | |||||||
 | |||||||
Рисунок 2.5 – Функциональная схема светодиодной матрицы:
ДСтр1- ДСтр5 – драйвер строки;
ДСтб1- ДСтб1- драйвер столбца.
2.5 Разработка алгоритма управления
Мы рассмотрим два случая световых эффектов для светодиодной матрицы.:
1. Эффект 1 - движущиеся строки и столбцы;
2. Универсальная программа для программирования любых световых эффектов. + пример работы - "вращающийся крест".
Для эффекта 1 алгоритм будет иметь вид, представленный на рисунке 2.6.
Рисунок 2.6 – Алгоритм программы эффекта 1 для светодиодной матрицы
Теперь составим алгоритм для универсальной программы (Рис. 2.7).
Рисунок 2.7 – Алгоритм универсальной программы для светодиодной матрицы
Контроллер управляет драйверами строк и столбцов светодиодной матрицы, в качестве которых выступают обычные биполярные транзисторы.
Чтобы подключить строки 1, 2, 3, 4, 5 к шине питания - нужно подать "1" на выходы контроллера RA2, RA3, RA1, RA7, RA6 соответственно, а для того, чтобы подключить столбцы 1, 2, 3, 4, 5 к нулевой шине (к земле) - нужно подать "0" на выходы контроллера RB3, RB4, RB5, RB6, RB7 соответственно.
Для первого и второго варианта основная проблема нашей матрицы в том, что на ней невозможно включить несколько произвольных светодиодов одновременно в разных строках и столбцах. Однако, в одном столбце (или строке) одновременно включить несколько произвольных светодиодов можно. Но! Если мы будем включать нужные нам светодиоды, например, построчно, при этом очень быстро меняя строки, то для глаза рисунок сольется и будет казаться точно таким же, как если бы мы произвольно включили несколько светодиодов в разных строках и столбцах.