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Scritte scorrevoli con orologio - 5

Scritte scorrevoli con orologio

Effettuando un ciclo di visualizzazione ogni 18,5 millisecondi il nostro sistema lavora ad una frequenza d’immagine di circa 55 Hz, ovvero produce 55 volte in un secondo quell’immagine che, nel caso dell’orologio, ci appare ferma; come avviene per la televisione (che nel sistema PAL, usato in Italia, produce ogni immagine 50 volte al secondo) quando sullo schermo appare il monoscopio, l’immagine fissa appare purtroppo un po’ traballante, ovvero “sfarfalla”.

Tuttavia guardando il display ad una certa distanza ed utilizzando un pannello colorato trasparente il difetto viene minimizzato. Per concludere la descrizione del funzionamento del visualizzatore dobbiacolonmo a questo punto vedere come è fatta ogni singola unità; lo facciamo prendendo in considerazione lo schema elettrico di uno dei visualizzatori. Come è logico, disponendo di un segnale di clock il sistema più semplice per accendere una colonna alla volta consiste nel far scorrere un dato digitale in un circuito logico; e cosa c’è di meglio per far correre un dato se non uno shift-register (registro a scorrimento)? Nulla, per questo ogni visualizzatore contiene degli shift-register: si tratta di 74HC164, versioni CMOS High-Speed dei più noti TTL 74164; ogni unità visualizzatrice ne impiega due, collegati in cascata, giacché ciascuno dispone di 6 uscite. Si pilotano così 12 colonne di LED.

Il collegamento in cascata riguarda i dati ed è indispensabile per fare in modo che il dato fornito dal microcontrollore (uno logico) si sposti da un registro all’altro e da una scheda all’altra. Il clock del microcontrollore (prelevato dal suo piedino 12) è in comune con tutti gli shift register e con tutte le schede visualizzatrici: viene applicato al piedino di clock (pin 8) dei registri di ogni scheda, ovvero U1 e U2. Il “DATA” (piedino 13) del microcontrollore è collegato invece alla linea dati di ogni scheda ed entra sui piedini 1 e 2 del registro U1; l’ultima uscita del primo registro è collegata solidamente agli ingressi (i soliti pin 1 e 2) dati del secondo, cosicchè giunti al sesto passo il dato che ha “camminato” lungo il primo registro si presenta agli ingressi del secondo: al settimo impulso di clock il dato in questione si presenta alla prima uscita dell’U2, mentre giunge alla sua sesta uscita (piedino 11) dopo l’arrivo del dodicesimo impulso di clock. Le schede visualizzatrici sono progettate per essere collegate in cascata, infatti la sesta uscita del secondo registro di ciascuna va alla linea “DATA” uscente (su lato di destra): così, collegando un’altra scheda, il clock, il CLEAR e l’alimentazione sono in comune, mentre il dato arriva dopo 12 passi (impulsi di clock) sincronizzando in tal modo il funzionamento.

Ogni scheda visualizzatrice pilota le rispettive colonne di LED mediante driver integrati ciascuno a 4 linee: si tratta di ULN2068B (U3, U4, U5) pilotati dai livelli di uscita dei registri U1 e U2; i driver sono indispensabili perché uno shift-register CMOS non può erogare la corrente sufficiente ad accendere 7 LED (tanti ne comprende una colonna Gli ULN2068B sono buffer invertenti, quindi se ricevono il livello logico alto ad un ingresso portano la rispettiva uscita a livello basso: nel nostro caso vanno benissimo perché il dato che scorre lungo i registri è un livello logico alto, perciò di volta in volta pone a zero l’uscita del buffer corrispondente all’uscita dello shift-register in cui si trova, abilitando l’accensione dei rispettivi 7 LED: notate a tale proposito che ciascuno dei diodi luminosi di una colonna, secondo l’organizzazione a matrice, è collegato ad una delle 7 righe con l’anodo e che le righe vengono alimentate con tensione positiva; quindi è ovvio che per accendere i LED si deve portare a zero logico la rispettiva colonna.

 

 

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