4x7 Seg. mit 3 Ader SW SPI, Einstieg mit BASCOM u. ATtiny45

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So, die asynchron gemultiplexte 4-fach Siebensegmentanzeige mit SPI Interface existiert nun nicht mehr nur auf dem Steckbrett.



Der Anzeigeblock ist für Multiplex vorgesehen und war bisher auf Lochraster nur mit Vorwiderständen für die Segmente aufgebaut. Nun wurde auf 2 weiteren Platinen die Schaltung nach angehangenem Schaltplan hinzugefügt, die ein Offline multiplexen durch Speicherung in Schieberegistern ermöglichen.

Die oberste Platine enthält den Memoryblock mit den vier Schieberegistern. Die darunter die Transistorzifferntreiber, den 4017er Dekadenzähler und den LUV04 sechsfach Inverter, Taktgenerator. Die unterste trägt den Anzeigeblock mit den Segment-LED Vorwiderständen.

Die anzuzeigende Information wird über zwei SPI Adern, DATA und CLOCK, zur Anzeige übertragen - GND und VCC natürlich auch mit dem SPI Sender verbunden. Die 74HC595 speichern die 4 Byte solange bis sie von anderen Bytes überschrieben werden. Die Verschaltung mit HEF4017 und Taktgenerator bringen die gespeicherten Informationen im Multiplex zur Anzeige.

Dadurch, daß das Ganze in HW realisiert wurde, wurden doch einige Verdrahtungsarbeiten fällig. Eigentlich wollte ich Höhe der beiden Zusatzplatinen auf die Höhe der Anzeige begrenzen. Das war mir jedoch nicht möglich. Damit ich wenigstens die angepeilte Fläche nicht überschritt, habe ich die vier Schiebergister im Huckepack auf die Platine gebracht und geriet doch noch in der Enge in Verdrahtungsnot. Einige Lötstellen sind nicht so schön, wie ich sie gerne gahabt hätte, egal - elektrisch einwandfrei ist besser als schöne geschmolzene Isolation bei Nachbesserungsversuchen.

Bei der nächsten wird es besser ...


Gruß
Searcher

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Die Anzeige war mir doch etwas duster und habe das Display wieder umgebaut. Neuer Schaltplan anbei.

Damit die parallel geschalteten Ausgänge der 74HC595 nicht gleichzeitig eingeschaltet werden können, wird nur jedes zweite high an den Ausgängen des 4017 zur Durchschaltung genutzt. Nachteil vorher: die Segmente sind durch die gleichmäßige Taktung länger ausgeschaltet als es sein müßte, nur um ein sicheres Abschalten der Ausgänge vor Einschalten der nächsten Ausgänge zu gewärleisten.

Über Kondensator C2 wird nun, sobald ein Zwischenschritt auftritt, der 4017 sofort mit einer kleinen Verzögerung weitergeschaltet und die nächsten Ziffernsegmente aktiviert.

Damit ist die Ausschaltedauer gegenüber der Einschaltedauer erheblich verkürzt. Außerdem wurden die LED-Vorwiderstände auf 360 Ohm verringert und die Doppelpunkte in der Mitte der Anzeige auch noch angeschlossen. Pro Segment sind damit ca 5mA bei 5V VCC eingestellt. Der HEF4017B ist etwas schwach und seine Ausgangsspannung sinkt etwas, wenn die Transistoren viele Segmente treiben müssen. Wird bei Gelegenheit gegen 74HC4017 ausgetauscht obwohl optisch nicht wahrnehmbar.

Ich glaub jetzt bin ich wirklich zufrieden und könnte mit den Doppelpunkten nun sogar die Zeit anzeigen lassen ...

PS Entschuldigung für die schlechte Qualität des Schaltbildes. Ich experimentiere noch, wie ich aus LTspice vernünftige PNGs rausbekomme.

Gruß
Searcher

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Weil es Spaß macht hab ich es nun weitergetrieben und ein UART Interface für das Asynchron gemultiplexte Display gemacht. Jetzt ist nur noch ein Draht (+GND) zur Datenausgabe notwendig und ein paar weitere Chips vergraben

           .-----------------------------.        VCC
           |                             |         +
           |              |              |         |
          .-.            .-.             |         |
          | |20k         | |<------------o         |
          | |            | |3k           |         |
          '-' 1/4 TC4093 '-'            --- 1nF    |
           |     __       |     __      ---        |
           '----|  \      |  .-|  \      |         |            __ clock
                |   )o----o--| |   )o----o---------)-----------|  \ out
             .--|__/          -|__/      |         |           |   )o->
             |       115200Hz            |         |         .-|__/
             '-----.                     |         |   ___   |
                   |               .---o-)---------o--|___|--o
                   |               |   | |            100k   |
                   |               |   | |                   |    data
         .---------)---------------)---)-)-------------------)-------->
         |         |               |   | |                   |    out
         |         |               | .-)-)---.               |
         |         |               | | | |___|               |    GND
         |         |               | | | |CP1|Q9             |   .----
  UART   |         |               | | | | | | | |           |   |
  in (RX)|   __    |               o_o_o_o_o_o_o_o           |   |
  >------o--|  \   |              |  MR  HEF4017  |          |   |
 115200     |   )o-'              |1_ _ _ _ _ _ _ |          |   |
  8n1    .--|__/                   o o o o o o o o     BS170 |   |
  >-.    |                         | | | | | | | |         |-+   |
    |    |                             |Q0       |         |     |
    |    '-----------------------------o---------)-------->|-+   |
    |                                            |           |   |
    |                                            |           |   |
    |                                            |           |   |
   ===                                          ===         === ===
   GND                                          GND         GND GND
(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)

Der Taktgenerator beginnt mit dem Startbit an zu arbeiten und erzeugt 9 Takte bevor er vom Johnson Counter 4017 und dem Stopbit wieder gestoppt wird. Das Ausgangsgatter für clock out läßt nur 8 high Flanken passend zu den 8 Datenbits passieren, die für das richtige Arbeiten der Schieberegister im Display wichtig sind.

Über das 3k Poti muß der Taktgenerator auf die Baudrate vom RX abgestimmt werden. Ist praktisch, da es mein Tiny mit internem Oszillator und SW-UART mit der Genauigkeit da nicht so genau nimmt.

Ohne ausführlich Tests und guter Einstellung klappte das sehr gut mit 115200 Baud.


Gruß
Searcher

[Besserwessi]

Bei dem Aufwand wäre ein Tiny2313 wohl wirklich einfacher.

[PICture]

Hallo!

Hardwaremässig sicher, aber soft-, spass- und zeitmässig ?

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Bei dem Aufwand wäre ein Tiny2313 wohl wirklich einfacher.

Hardwaremässig sicher, aber soft-, spass- und zeitmässig ?

Nachdem ich ja sowieso ein Programmierkabel habe, Bascom funktionierend installiert ist und ich mich in die AVR Programmierung auch etwas eingearbeitet habe, damit ich die Anzeigedaten vom µC aus überhaupt auch schicken kann, wäre der Aufwand die 3-2-1-Adern Schnittstellen zur Siebensegmentanzeige alle auf einem kleinen µC zu vereinigen, sicher nun auch für mich zu bewältigen und schneller mit weniger HW Aufwand zu realisieren.

In diesem Fall übt das jedoch seltsamerweise keinen Reiz auf mich aus. Wäre möglicherweise schon zuuU einfach?!?

Während der unumgänglichen Beschäftigung mit RS232 empfand ich Bewunderung für den praktischen Aufbau des Protokolls und begann über Ursache und Wirkung zu sinnieren. Erst Protokoll und danach die HW oder mit vorhandener HW das Protokoll? Egal, die Phase wird vorübergehen und danach werd ich mir auch keine Gedanken mehr machen, ob in meinen verwendeten Chips oder in einem µC mehr Transistoren involviert wären

Ich glaube jetzt hat das Streben noch weitere Adern einzusparen so langsam ein Ende. Die Übertragung der Daten kann noch über IR erfolgen, aber mindestens ein Übertragungsmedium wird man brauchen

Gruß
Searcher