Клавиатура и дисплей. В целях упрощения аппаратной реализации было принято решение реализовать процесс вывода информации на индикаторы и опроса клавиатуры с использованием общих

В целях упрощения аппаратной реализации было принято решение реализовать процесс вывода информации на индикаторы и опроса клавиатуры с использованием общих линий для выбора знакоместа индикатора и столбца клавиатуры с программным управлением от микроконтроллера.

Система индикации включает в себя микроконтроллер DD1, индикаторы HG1, HG2 и драйверы сегментов DA10 и знакомест VT1(#A).

В качестве HG1, HG2 используются трехразрядные семисегментные индикаторы с общим анодом для схем динамической индикации CA56-12EWA фирмы Kingbright. Индикаторы имеют красно-оранжевый цвет свечения и высоту цифры 14,2 мм. Экспериментально установлено, что удовлетворительная яркость свечения достигается при прямом токе через сегмент 10 мА, что при динамической индикации 6 разрядов дает значение 60 мА для импульсного тока сегмента.

Поскольку используется динамическая индикация, токи сегментов индикатора в разы превышают токи при статической индикации, что делает невозможным прямое подключение индикаторов к портам микроконтроллера. Для увеличения нагрузочной способности используются драйверы (транзисторные ключи).

Выбор текущего знакоместа индикатора осуществляется активным низким уровнем на линиях PC0-PC5 микроконтроллера DD1. Линии порта нагружены ключами с общим эмиттером на составных транзисторах структуры p-n-p типа КТ973А. Резисторы R37 (#A) ограничивают ток базы транзисторов и рассчитываются следующим образом:

где U_ПИТ – напряжение питания схемы, U_БЭ – падение напряжения на эмиттерном переходе транзистора, I_{СЕГ ИМП} – импульсный ток сегмента, β – коэффициент передачи тока базы транзистора. Из ряда Е24 выбран ближайший номинал 6,8 кОм.

Управления сегментами осуществляется с помощью записи логических «1» в соответствующие разряды порта F. В качестве драйвера сегментов применена сборка 8 ключей на составных транзисторах с открытым коллектором ULN2803 (DA10), имеющая в своем составе все необходимое для согласования с логикой КМОП, а также матрицу защитных диодов с объединенными катодами (вывод COM). Резисторы R39-R46 ограничивают ток через сегменты индикаторов и рассчитываются следующим образом:

Конденсатор С38 блокирует напряжение питания драйверов дисплея.

Одновременно с анодом выбранного знакоместа напряжение питание подается на соответствующий столбец клавиатуры через защитные диоды VD11-VD16, предотвращающие выход из строя драйверов дисплея при одновременном нажатии двух и более клавиш. При этом ряды клавиатуры подключены к линиям PD4-PD7. Резисторы R22-R25 создают на входах микроконтроллера низкий уровень, если не нажата клавиша в данном ряду. Поскольку в данном устройстве применяется индикация с 6 знакоместами, клавиатура в соответствии с выбранной схемотехникой построена по схеме неполной матрицы 6*4, у которой отсутствуют 4 последние клавиши в четвертом ряду. При нажатии клавиши в выбранном столбце на одном из входов PD4-PD7 появляется высокий уровень, что затем обрабатывается программой микроконтроллера.