2.7 Zeitmultiplex Anzeigen
Synopsis: [de.wikipedia.org/wiki/Multiplexverfahren] [de.wikipedia.org/wiki/Fluoreszenzanzeige] [calcuseum.com] [A Guide to Fundamental VFD Operation]
Diese 7 Segment Anzeigeröhre wurde in Taschenrechnern verbaut, bevor es LED- und LCD-Anzeigen gab. Die 72 Leuchtflächen (7 Segmente + 1 Dezimalpunkt) * 9 Stellen werden mit 19 Anschlüssen angesteuert. Wie funktioniert das?
Lösung: Die Anzeigen der 9 Stellen leuchten nicht gleichzeitig sondern werden nacheinander kurz eingeschaltet, jede Stelle leuchtet mit ihrer Info auf. Weil unsere Augen “träge” sind, nehmen wir das ab einer ausreichend schnellen Wiederholfrequenz nicht war.
Verschaltung in der Fluoreszenanzeige
Funktionsprinzip siehe [Fluoreszenanzeige – Wikipedia] Welche Funktion habe die 19 Anschlussleitungen, die aus der Röhre kommen?
- 8 Segmentleitungen: Die jeweiligen Segmente (Anoden) und Dezimalpunkte der Stellen sind miteinander verbunden und herausgeführt.
- 9 Steuerleitungen für die jeweilige Stelle: Jede Stelle hat ein Steuer-Gitter (das gelochte Blech) mit dem sie leuchtend oder dunkel geschaltet werden kann.
- 2 Leitung für die Heizung: Die Kathode besteht aus den zwei horizontalen Glühfäden, sie emittieren die Elektronen.
Dezimalzähler mit 3 Stellen und gemultipexter LED-Anzeige
Links ist ein 3 stelliger Dezimalzähler mit BCD-Werten pro Stelle. Rechts ist eine LED-Anzeige bei der alle Segmente miteinander verbunden sind und die Kathoden der Stellen sind zusammen geschlossen und werden nach links verbunden: 11 Leitungen sind hier für die Anzeige ausreichend, 24 LEDs werden angesteuert. Wie kommt es zu der Einsparung?
Die Stellen werden nacheinander ausgegeben und wenn dies schnell genug passiert nimmt unser Auge diesen “Betrug” nicht wahr. Stellen Sie die Multiplex-Frequenz auf 50Hz um.
Das Multiplex-Voodoo übersetzt den BCD-Code in die Ansteuerung der 7-Segmente der jeweiligen Stelle und schaltet in schneller Reihenfolge die Kathoden der Stellen nacheinander ein.
Aufgabe 1: Erweitern Sie den Zähler auf 4 Stellen. Wie viele Leitungen zur Anzeige werden nun benötigt?
Aufgabe 2: Bauen Sie einen Zähler der Minuten, Sekunden und Zehntelsekunden auf einer 5-stelligen Matrixanzeige anzeigt.
Gemultiplexte LED-Punktmatrix-Anzeige
Mit 8 Leitungen 16 LEDs in einer Matrix ansteuern.
Nacheinander werden die Spalten mit jeweils 4 LEDs in einer Zeile angesteuert. Die Information, welche der LEDs jeweils leuchten soll kann hier mit den Schaltern gesteuert werden. Die 4 Treiber sind zur Simulation in Digital nicht nötig, in der Realität elektrisch jedoch zu empfehlen, sie liefern ausreichend Strom für die LED.
Schalter für die Informations-Speicherung zu verwenden ist nicht so praktisch, erfahren Sie im nächsten Kapitel wie Speicherbausteine dafür verwendet werden können.
Info: Digital hat LED-Matrixanzeige
Unter Bauteile -> IO -> Anzeigen finden Sie LED Matrix.
4 Zeilen und 2 Spaltenbits einstellen…
