7-Segment-Anzeigen - Eine Ziffer bitte
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Anz.
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Bezeichnung
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Datenblatt
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1
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Batterie/Spannungsquelle 9V
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1
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Spannungsregler 7805
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1
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ATMega8 AVR-Prozessor
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7
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Widerstand 470 Ohm
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1
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Widerstand 10 kOhm
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1
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Elektrolytkondensator 100 µF/16V
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1
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Kondensator 100nF
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1
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Mikrotaster
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1
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7-Segment-Anzeige 13mm mit gem. Kathode
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Wie der AVR 7-Segment-Anzeigen steuert
Will man 7-Segment-Anzeigen mit dem AVR ansteuern, muss man natürlich erst einmal wissen, wie so eine LED-Anzeige belegt ist. Das Anschlussschema kann man in der nebenstehenden Grafik erkennen.
Wer über 7-Segment-Anzeigen noch etwas mehr wissen möchte, der liest sich erst einmal den Lehrgang
7-Segment-Anzeigen - Sichtbare Binärzahlen
durch.
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 Soll
nun die 7-Segment-Anzeige
mit Hilfe des AVRs angesteuert werden, muss ein Port 'geopfert'
werden. Hier wird der Port D für die 7-Segment-Anzeige verwendet. Im
Aufbau kann man es gut erkennen. Die Vorwiderstände für die
einzelnen Segmente dürfen dabei natürlich auch nicht vergessen
werden.Jetzt leuchtet das
entsprechende Segment auf wenn das entsprechende Bit des Ports auf 1
gesetzt wird. Segment a ist mit Bit 0 des Ports D verbunden, Segment
b mit Bit 1 usw. Normalerweise wird der Dezimalpunkt mit dem letzten
Bit des Ports verbunden. Da wir diesen aber hier nicht benötigen
lassen wir die Verbindung weg.
Hat man eine LED-Anzeige mit gem.
Anode, ist der Anschluss ähnlich. Die Anode wird hier natürlich dann
mit dem Pluspol der Spannungsversorgung verbunden. Hier würde nun
das entsprechende Segment aufleuchten, wenn der entsprechende
Portpin auf 0 gesetzt wird. Man müsste also vor der Ausgabe das
Bitbild invertieren.
Um nun die Anzeige zum Arbeiten zu
bewegen benötigen wir ein kleines Programm: |
$regfile "m8def.dat"
$crystal = 1000000
Config Portd = Output
Portd = &B00111111
Stop
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Wenn
das Programm übersetzt und zum AVR geschickt wurde, zeigt das Display eine
'0' an. Will man eine andere Anzeige haben, muss man nur die Zuweisung des
Bitbildes zum Port ändern in der Anweisung
Hier fällt sofort auf, dass wir hier den Wert
nicht Dezimal sondern als Binärwert zuweisen. Bascom macht daraus wieder den
richtigen Dezimalwert. Durch die Verwendung eines Binärwertes ist der
Entwurf einzelner Ziffern relativ leicht möglich. Man muss nur an den Bits
eine 1 setzen, an dem die entsprechende Segmente angeschlossen sind. Als
kleine Hilfe hier noch mal die Bitaufteilung:
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Bit: |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
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Segment: |
- |
g |
f |
e |
d |
c |
b |
a |
Wer möchte, kann nun einmal versuchen die
diversen Ziffern zu entwerfen.
Diese Methode der Zuweisung des Ports ist aber
ziemlich unflexibel. Man müsste jedes mal im Programm, wenn eine bestimmte
Ziffer auf der Anzeige dargestellt werden soll, das entsprechende Bitmuster
zum Port schicken. Dies ist recht unbequem. Einfacher wäre es doch, wenn man
eine Anweisung in der Form: 'Zeige Bitbild für Ziffer 3' geben könnte.
Das nächste Programm zeigt, dass man es kann:
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$regfile "m8def.dat"
$crystal = 1000000
Config Portd = Output
Dim Dis(10) As Byte
Dim Cnt As Byte
Dis(1) = &B00111111
Dis(2) = &B00000110
Dis(3) = &B01011011
Dis(4) = &B01001111
Dis(5) = &B01100110
Dis(6) = &B01101101
Dis(7) = &B01111101
Dis(8) = &B00000111
Dis(9) = &B01111111
Dis(10) = &B01101111
Cnt = 1
Do
Portd = Dis(cnt) : Waitms 500
Cnt = Cnt + 1
If Cnt = 11 Then Cnt = 1
Loop
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Hier wird nun ein so genanntes Variablenfeld für
die Bitmuster verwendet. Wir legen mit der Anweisung
ein Variablenfeld mit 10 Elementen fest. Für jede
mögliche Ziffer ein Element. Nun müssen wir noch die Elemente mit den
Bitmustern der einzelnen Ziffern füllen. Dies geschieht hier:
Dis(1) = &B00111111
Dis(2) = &B00000110
Dis(3) = &B01011011
Dis(4) = &B01001111
Dis(5) = &B01100110
Dis(6) = &B01101101
Dis(7) = &B01111101
Dis(8) = &B00000111
Dis(9) = &B01111111
Dis(10) = &B01101111
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Jetzt braucht man nur noch das entsprechende
Variablenelement auslesen, wenn wir das Bitmuster einer bestimmten Ziffer
haben wollen. Eine Besonderheit Bascom ist jedoch, dass es ein Feldelement
mit der Nummer 0 nicht gibt. Wir müssen also zu unserer gewünschten
Ziffer immer 1 hinzu addieren um das entsprechende Bitbild zu bekommen.
Dis(1) enthält nun das Bitbild für die Ziffer 0, Dis(2) für die Ziffer 1
usw.
In der DO-LOOP-Schleife steht nun eine kleine
Routine, die die einzelnen Ziffern auf dem Display darstellen. Hier kann man
gut sehen wie die Zuweisung funktioniert:
 Bisher
wurde von unserem Display nur Ziffern dargestellt. Es ist aber auch
möglich einige Buchstaben und Zeichen darzustellen.
In der Abbildung sieht man hierzu einige
Beispiele. Einiges kennt man evtl. schon von einigen Geräten.
Taschenrechner z.B. zeigen gerne mal 'Error' an, wenn eine bestimmte
Berechnung nicht möglich ist.
Das nachfolgende kleine Programm
zeigt, anstatt den Ziffern 0 bis 9, das Wort 'HALLO' auf dem Display
an: |
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$regfile "m8def.dat"
$crystal = 1000000
Config Portd = Output
Dim Dis(6) As Byte
Dim Cnt As Byte
Dis(1) = &B01110110
Dis(2) = &B01110111
Dis(3) = &B00111000
Dis(4) = &B00111000
Dis(5) = &B00111111
Dis(6) = &B00000000
Cnt = 1
Do
Portd = Dis(cnt) : Waitms 500
Cnt = Cnt + 1
If Cnt = 7 Then Cnt = 1
Loop
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Eine kleine Anwendung entsteht
 Zum
Abschluss des Kapitels wollen wir die Anzeige noch mal 'sinnvoll'
einsetzen. Hierzu wurde der Aufbau durch ein Taster ergänzt.
Wird das Programm übertragen muss man nun
den Taster betätigen. Wird dieser wieder los gelassen, zeigt das
Display eine Ziffer zwischen 1 und 6 an. Hier wurde also ein
einfacher elektronischer Würfel programmiert. |
$regfile "m8def.dat"
$crystal = 1000000
Config Portb.0 = Input
Config Portd = Output
Portb.0 = 1
Dim Dis(10) As Byte
Dim Cnt As Byte
Dis(1) = &B00111111
Dis(2) = &B00000110
Dis(3) = &B01011011
Dis(4) = &B01001111
Dis(5) = &B01100110
Dis(6) = &B01101101
Dis(7) = &B01111101
Dis(8) = &B00000111
Dis(9) = &B01111111
Dis(10) = &B01101111
Cnt = 2 : Portd = Dis(cnt)
Do
If Pinb.0 = 0 Then
Portd = Dis(cnt) : Cnt = Cnt + 1
If Cnt = 8 Then Cnt = 2
End If
Loop
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