จะควบคุม LED 7 ส่วนหนึ่งหลักด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC ได้อย่างไร

การควบคุม LED 7 ส่วนหนึ่งหลักด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC เป็นโครงการที่น่าสนใจและใช้งานได้จริง โดยค้นหาการใช้งานในด้านต่างๆ เช่น จอแสดงผลดิจิทัล ระบบฝังตัว และระบบอัตโนมัติ ในฐานะซัพพลายเออร์ LED หนึ่งหลัก 7 ส่วน ฉันมีความรอบรู้ในส่วนประกอบและกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับกลไกการควบคุมนี้เป็นอย่างดี ในบล็อกนี้ ฉันจะแนะนำคุณตลอดขั้นตอนในการควบคุม LED 7 ส่วนหนึ่งหลักโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC

ทำความเข้าใจกับไฟ LED ส่วนเดียว - หลัก 7

LED 7 ส่วนหนึ่งหลักประกอบด้วยส่วน LED เจ็ดส่วนซึ่งจัดเรียงเป็นรูปเลข 8 พร้อมด้วยจุดทศนิยม โดยทั่วไปส่วนเหล่านี้จะมีป้ายกำกับเป็น a, b, c, d, e, f และ g ด้วยการทำให้ส่วนต่างๆ เหล่านี้สว่างขึ้น เราสามารถแสดงตัวเลขที่แตกต่างกันตั้งแต่ 0 ถึง 9 รวมถึงตัวอักษรบางตัวได้

LED 7 ส่วนสามารถเป็นได้ทั้งขั้วบวกทั่วไปหรือขั้วลบทั่วไป ในการกำหนดค่าแอโนดทั่วไป แอโนดทั้งหมดของ LED แต่ละดวงจะเชื่อมต่อเข้าด้วยกันและเชื่อมโยงกับแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าที่เป็นบวก หากต้องการให้แสงสว่างส่วนใดส่วนหนึ่ง ต้องดึงหมุดแคโทดที่เกี่ยวข้องลงต่ำ ในทางกลับกัน ในการกำหนดค่าแคโทดทั่วไป แคโทดทั้งหมดจะเชื่อมต่อเข้าด้วยกันและต่อสายดิน และเพื่อให้ส่วนสว่างขึ้น จะต้องดึงพินแอโนดที่เกี่ยวข้องให้สูง

การเลือกไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC ที่เหมาะสม

เมื่อพูดถึงการควบคุม LED 7 ส่วนหนึ่งหลัก มีไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC หลายตัวที่สามารถใช้ได้ ตัวเลือกยอดนิยมบางส่วน ได้แก่ PIC16F84A, PIC16F628A และ PIC18F452 ไมโครคอนโทรลเลอร์เหล่านี้มีความสมดุลที่ดีระหว่างต้นทุน ประสิทธิภาพ และความสะดวกในการใช้งาน

สำหรับโปรเจ็กต์นี้ สมมติว่าเราใช้ PIC16F84A มีพิน I/O 13 พิน ซึ่งเพียงพอสำหรับการควบคุมไฟ LED 7 ส่วนหนึ่งหลัก ไมโครคอนโทรลเลอร์ทำงานที่ความถี่สัญญาณนาฬิกาซึ่งสามารถปรับได้ตามความต้องการของโครงการ

การออกแบบวงจร

ขั้นตอนแรกในการควบคุมไฟ LED 7 ส่วนคือการออกแบบวงจร นี่คือแผนภาพวงจรพื้นฐานสำหรับควบคุม LED แคโทดหนึ่งหลัก 7 หลักโดยใช้ PIC16F84A:

1. พาวเวอร์ซัพพลาย: เชื่อมต่อพิน VDD ของ PIC16F84A เข้ากับขั้วบวกของแหล่งจ่ายไฟ (ปกติคือ 5V) และพิน VSS เข้ากับกราวด์
2. 7 - การเชื่อมต่อ LED ส่วน: เชื่อมต่อพินเจ็ดส่วน (a, b, c, d, e, f, g) ของ LED 7 ส่วนเข้ากับพินเอาท์พุตของไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC ตัวอย่างเช่น คุณสามารถเชื่อมต่อเซกเมนต์ a กับพิน RA0, เซ็กเมนต์ b กับพิน RA1 และอื่นๆ หากคุณใช้ LED แคโทดทั่วไป คุณอาจต้องเพิ่มตัวต้านทานจำกัดกระแสเป็นอนุกรมกับแต่ละเซกเมนต์ เพื่อป้องกันกระแสไฟเกินและสร้างความเสียหายให้กับ LED ค่าทั่วไปสำหรับตัวต้านทานเหล่านี้คือประมาณ 330 โอห์ม
3. ตัวต้านทานแบบดึงขึ้น: หากจำเป็น ให้เพิ่มตัวต้านทานแบบดึงขึ้นเข้ากับพินอินพุตของไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อให้การทำงานมีเสถียรภาพ

การเขียนโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC

เมื่อออกแบบและประกอบวงจรแล้ว ขั้นตอนต่อไปคือการตั้งโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC เราจะใช้ MPLAB IDE (Integrated Development Environment) ร่วมกับแอสเซมเบลอร์ MPASM เพื่อเขียนและคอมไพล์โค้ด

นี่คือตัวอย่างโค้ดแอสเซมบลีอย่างง่ายสำหรับการแสดงตัวเลขตั้งแต่ 0 ถึง 9 บน LED แคโทดหนึ่งหลัก 7 หลักโดยใช้ PIC16F84A:

รายการ P=16F84A #รวม <P16F84A.INC> ORG 0 MOVLW 0x07 ; กำหนดค่า PORTA เป็นเอาต์พุต MOVWF TRISA MOVLW 0x00 ; เริ่มต้น PORTA เป็น 0 MOVWF PORTA MAIN_LOOP: ; แสดงหลัก 0 MOVLW 0x3F MOVWF PORTA CALL DELAY ; แสดงหลัก 1 MOVLW 0x06 MOVWF PORTA CALL DELAY ; แสดงหลัก 2 MOVLW 0x5B MOVWF PORTA CALL DELAY ; แสดงหลัก 3 MOVLW 0x4F MOVWF PORTA CALL DELAY ; แสดงหลัก 4 MOVLW 0x66 MOVWF PORTA CALL DELAY ; แสดงหลัก 5 MOVLW 0x6D MOVWF PORTA CALL DELAY ; แสดงหลัก 6 MOVLW 0x7D MOVWF PORTA CALL DELAY ; แสดงหลัก 7 MOVLW 0x07 MOVWF PORTA CALL DELAY ; แสดงหลัก 8 MOVLW 0x7F MOVWF PORTA CALL DELAY ; แสดงหลัก 9 MOVLW 0x6F MOVWF PORTA CALL DELAY GOTO MAIN_LOOP DELAY: MOVLW D'255' DELAY_LOOP: DECFSZ 0x20, F GOTO DELAY_LOOP RETURN END

ในโค้ดนี้ ก่อนอื่นเราจะกำหนดค่าพิน PORTA ของ PIC16F84A เป็นพินเอาท์พุต จากนั้น ในลูปหลัก เราจะแสดงแต่ละหลักตั้งแต่ 0 ถึง 9 บน LED 7 ส่วนโดยการส่งค่าเลขฐานสิบหกที่เหมาะสมไปยังรีจิสเตอร์ PORTA ที่ล่าช้ารูทีนย่อยใช้เพื่อแนะนำการหน่วงเวลาสั้น ๆ ระหว่างการแสดงแต่ละหลักเพื่อให้เรามองเห็นตัวเลขได้ชัดเจน

การคอมไพล์และการเขียนโปรแกรมโค้ด

หลังจากเขียนโค้ดแล้ว เราจำเป็นต้องคอมไพล์โดยใช้แอสเซมเบลอร์ MPASM ใน MPLAB IDE แอสเซมเบลอร์จะสร้างไฟล์ hex ซึ่งมีรหัสเครื่องสำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC

ในการเขียนโปรแกรม PIC16F84A เราสามารถใช้โปรแกรมเมอร์ PIC เช่น Pickit 2 หรือ Pickit 3 เชื่อมต่อโปรแกรมเมอร์กับไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC และคอมพิวเตอร์ จากนั้นใช้ซอฟต์แวร์การเขียนโปรแกรมเพื่อโหลดไฟล์ hex ลงในไมโครคอนโทรลเลอร์

การใช้งานขั้นสูงและข้อควรพิจารณา

แม้ว่าวงจรและรหัสพื้นฐานจะทำให้เราสามารถแสดงตัวเลขตั้งแต่ 0 ถึง 9 ได้ แต่ก็มีการใช้งานและข้อควรพิจารณาขั้นสูงมากมายที่สามารถสำรวจได้

• การแสดงตัวอักษร: ด้วยการใช้การเปิดใช้งานเซ็กเมนต์ที่แตกต่างกัน ทำให้สามารถแสดงตัวอักษรบางตัวบน LED 7 เซ็กเมนต์ได้ ตัวอย่างเช่น ในการแสดงตัวอักษร 'A' เราสามารถเปิดใช้งานส่วน a, b, c, e, f และ g ได้
• หลายหลัก: หากต้องการแสดงหลายหลักก็สามารถใช้ได้ไฟ LED 7 Segment สามหลัก-LED เจ็ดส่วนสองหลัก, หรือLED 7 Segment สี่หลัก- หลักการจะคล้ายกัน แต่คุณจะต้องใช้เทคนิคมัลติเพล็กซ์เพื่อควบคุมแต่ละหลักตามลำดับ
• การควบคุมความสว่าง: สามารถควบคุมความสว่างของ LED 7 ส่วนได้โดยการปรับกระแสที่ไหลผ่านส่วนต่างๆ ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้สัญญาณ PWM (การปรับความกว้างพัลส์) ที่สร้างโดยไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC

ติดต่อจัดซื้อจัดจ้าง

หากคุณสนใจที่จะซื้อ LED 7 ส่วนหนึ่งหลัก หรือมีคำถามใดๆ เกี่ยวกับการควบคุมด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC โปรดติดต่อเรา เราเป็นซัพพลายเออร์ที่เชื่อถือได้สำหรับไฟ LED 7 ส่วนคุณภาพสูงและสามารถจัดหาผลิตภัณฑ์และการสนับสนุนด้านเทคนิคที่ดีที่สุดแก่คุณได้

อ้างอิง

• เอกสารข้อมูล PIC16F84A ของ Microchip Technology Inc.
• คู่มือผู้ใช้ MPLAB IDE
• คู่มือผู้ใช้ MPASM Assembler