ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ И УСТРОЙСТВА

Схемы управления многоразрядными индикаторами

Рассмотрим принцип и схемы управления многоразрядными цифровыми индикаторами, имеющими восемь разрядов и более. Такие индикаторы необходимы в электронных кальку­ляторах и измерительных приборах для работы с многозначными числами. Каждый разряд индикатора состоит из семи сегментов, позволяющих набрать любую цифру, и восьмого сегмента (точки) для обозначения порядка многозначного числа. Для индикации необходи­мой цифры достаточно между выводами сегментов, составляющих данную цифру, и общим выводом индикатора приложить соответствующие данному типу индикатора управляющие напряжения. Рассмотрим, каким образом можно подать управляющее напряжение в случае многоразрядных (например, восьмиразрядных) индикаторов.

Возможны два режима работы: непрерывный и мультиплексный (или метод стробирова - ния). В обоих случаях информация, выводимая на индикатор, хранится в виде двоичных ко­дов, знаков, чисел в запоминающих устройствах или регистрах. Например, для рассматри­ваемого случая каждый знак числа представлен трехразрядным кодом (23 = 8), а все восьми­значное число храниться в 24-разрядном регистре (24 = 3x8). Непрерывный режим работы индикаторов осуществляется по схеме, представленной на рис. 8.10.

Код каждого разряда индикатора поступает на соответствующий дешифратор Дш. Вы­ходные сигналы дешифратора логически являются управляющими сигналами соответст­вующих знаков индикатора, однако по своим электрическим параметрам они могут не соот­ветствовать требуемым уровням тока или напряжения. Поэтому после дешифратора стоит буферное устройство БУ, преобразующее выходные напряжения дешифратора до уровня, необходимого для управления индикатором.

С буферного устройства сигнал поступает непосредственно на индикатор И. Функции буферного устройства может выполнять и дешифратор, если его выходные сигналы пригод­ны для управления индикатором. Для ЖК-индикаторов подходят дешифраторы, выполнен­ные на МДП-транзисторах.

Недостатками непрерывного режима работы являются необходимость большого чис­ла выводов к многоразрядным индикаторам (для восьмиразрядного — 65 выводов), большо­го числа дешифраторов и буферных устройств. Кроме того, поскольку все разряды индика­тора действуют одновременно, то потребляется большая мощность (особенно для светоди­одных индикаторов).

Этих недостатков лишен мультиплексный режим работы индикаторов, основанный на свойстве инерционности человеческого глаза. Он заключается в следующем. Все разряды индикатора опрашиваются не одновременно, а поочередно с достаточно высокой частотой. Так как глаз обладает инерционностью 1/30... 1/40 с, то при частоте/>50 Гц человек будет воспринимать все знаки светящимися одновременно.

Схема, реализующая мультиплексный режим, показана на рис. 8.11. В этой схеме за­дающий генератор запускает трехразрядный счетчик, управляющий коммутаторами и клю­чами (К), подключенными к сегментам индикатора.

В каждом состоянии счетчика коммутатор соединяет с дешифратором те разряды запо­минающего регистра, которые содержат код знака с номером, равным номеру состояния счетчика. Одновременно открывается ключ к этому знаку, и данный знак оказывается в те­чение этого такта под действием тех же управляющих сигналов, что и в непрерывном режи­ме. Общие выводы остальных знаков в это время отключены от управляющей схемы, поэто­му в данном такте будет светиться следующий знак и т. д. Для получения такой же средней яркости свечения (для световых индикаторов), как и в случае непрерывного режима, необ­ходимо, чтобы амплитуда импульса тока равнялась среднему току в непрерывном режиме, умноженному на число знаков индикатора. Поскольку для светодиодов пиковый ток может превышать среднее значение приблизительно в 20 раз, то таким методом можно управлять индикаторными панелями на светодиодах, содержащих до 20 разрядов.

Более сложная схема по сравнению с непрерывным режимом оправдывается для много­разрядных индикаторов существенным сокращением количества внешних выводов с инди­каторов (для восьмиразрядного индикатора с 65 до 16, а для больших индикаторов выиг­рыш будет еще больше) и сокращением количества обслуживающих схем (дешифраторов и буферных устройств), которых здесь требуется всего по одной, независимо от количества разрядов индикатора.