آشنایی با سون سگمنت [17](نویسنده: احسان نوری)
در این پست بیشتر با سِوِن سِگمِنت آشنا خواهیم شد.
پس با ما در ادامه مطلب همراه شوید ...
به نام خدا
سلام دوستان عزیز
با یه پست دیگه در خدمتتون خواهم بود و یکم دیگه از همراهیتون لذت خواهم برد ...
با اینکه فکر میکردم در تعطیلات بین ترمی دانشگاه بیشتر وقت پیدا میکنم برای اینکه به وبلاگ برسم،اما دستم بند شد و خلاصه نشد ...
ماشاالله میبینید که مطالبم اینقدر گسترده است که اگه بخوام یه جایی رو توضیح ندم و یا کم توضیح بدم،دوستانی که شاید مبتدی تر باشند مطلب رو درست متوجه نمیشند و شاید همین مسئله هم در دیر به دیر آپدیت شدن وبلاگ نقش اساسی داره !!!
برای مثال میخواستم که سون سگمنت رو توضیح ندم،اما گفتم اونایی که تا حالا باهاش کار نکردند چیکار کنند ؟
بعد گفتم طوری نیست توضیح میدم،اما دیدم توضیح همین پست هم خودش چقدر زمانبره هم برای نوشتن من و هم برای خوندن شما ...
از طرفی به سرم زده از وبلاگ کوچ کنیم بریم روی سایت.اما بازم مشکلاتی سر راهمون وجود داره ...
خلاصه اینجوریه دیگه ...
بگذریم...
غیر ممکنه که تاحالا این قطعه نمایشگر رو از نزدیک ندیده باشید ؟!
نمونه بارزش شمارشگرهای چراغ های راهنمایی هست که سرچهارراه ها حتما دیدید !
سون سگمنت (Seven Segment Display) یا به اختصار SSD یکی از معمولترین،ارزانترین،پر کاربردترین و سهل الاستفاده ترین قطعه های نمایشگر در دنیاست.
اینکه چرا اسمش سون سگمنت هست هم دلیل داره ! (بیخودی که این اسمو نذاشتن !!!)
اگر دقت کنید در شکل بالا تعداد 7 (Seven) قطعه جدا از هم وجود داره + یه دونه نقطه که پایین سمت راست وجود داره و اونو به حسابش نمیارن و برای نمایش ممیز بکار میره !
کلمه سگمنت (Segment) هم که به معنای "دکمه" است.
در واقع 7 تا LED هستند که به شکل و شمایل خاص در کنار یکدیگر چیده شده اند و با مدیریت درست در روشن شدنشون،میشه عدد مورد نظرمون رو نمایش بدیم.
هرکدوم از سگمنتهای سون سگمنمت با یه حرف از a تا g شناخته میشوند که در شکل زیر میبینید :
خدمتتون عرض کردم که سون سگمنت از 7 عدد LED ساخته شده است و همانطور که میدونید هر LED هم یک پایه کاتد داره و یه پایه آند.
پس در مجموع با 14 عدد پایه سروکار داریم.
دو نوع سون سگمنت داریم :
1.کاتد مشترک :
در این دسته از سون سگمنتها،کاتد تمامی LED های موجود در سون سگمنت به یکدیگر متصل شده است.
به این معنا که برای روشن شدن هرکدام از LED های a تا g کافی است که پایه مشترک (پایه کاتد مشترک) رو به صفر (زمین) وصل کنیم و برای روشن شدن هر سگمنت به پایه ی متناظر اون سگمنت یک (مثبت) بدیم.
2.آند مشترک :
در این دسته از سون سگمنتها،آند تمامی LED های موجود در سون سگمنت به یکدیگر متصل شده است.
به این معنا که برای روشن شدن هرکدام از LED های a تا g کافی است که پایه مشترک (پایه آند مشترک) رو به مثبت (یک منطقی) وصل کنیم و برای روشن شدن هر سگمنت به پایه ی متناظر اون سگمنت صفر (زمین) بدیم.
شکل زیر گویای داستان گفته شده است :
یه نکته ای رو حاشیه وار بگم :
برای اینکه جریان مورد نیاز هر LED را بتوان تامین کرد،معمولا داخل سون سگمنتها چندین ترانزیستور وجود دارد که وظیفه تامین جریان مورد نیاز برای روشن شدن LED ها رو بر عهده دارند.
جزئیات این مسئله برای ما مهم نیست چون قرار نیست که ما سون سگمنت بسازیم،بلکه میخوایم روش کارکردن باهاش رو یاد بگیریم !
مالتی پلکس (Multiplexing) چیست ؟
نمیدونم اولین بار این واژه رو کجا شنیدید !؟
شایدم اینجا اولین بار هست که میشنویدش !!!
اما بنظر میرسه که اولین بار در درس مدارهای منطقی با این واژه روبرو شدید ! یادتون میاد ؟؟؟ (عجب روزگاری بود،یادش بخیر ...)
مالتی پلکسر (تسهیم کننده) : مداری است که دارای چندین خط ورودی و تنها یک خط خروجی است و در هر لحظه تنها یک خط ورودی میتواند بر روی خط خروجی ظاهر شود.
مالتی پلکسرها در مدارات مخابراتی جایگاه ویژه ای دارند و مهمترین کاربرد آنها کاهش تعداد خطوط ارتباطی است.
بزارید اینجوری توضیحاتم رو شروع کنم :
ببینید ما گفتیم که در هر سون سگمنت 8 تا LED داریم (+ نقطه دات) و هر LED هم 2 پایه.
به عبارتی میکنه 8*2=16 ! و داریم 16 پایه !!!
خب.حالا این تنها برای یه سون سگمنت بود.فرض کنید مجبور باشیم از سون سگمنت سه تایی یا چهار تایی استفاده کنیم :
مثلا برای مدل 4 تایی داریم : 4*16=64 پایه !
اینطور بنظر میرسه که اگه خواستیم یه سون سگمنت 4 تایی رو به میکرو وصل کنیم،باید تعداد 64 عدد از پایه های میکرو رو اشغال کنیم.
اما خودتون بگید،زیاد نیست ؟؟؟
اصلا میکرو ATmega32 کلا 40 پایه داره و یا ATmega8 کلا 28 پایه داره !!!
میبیند که اصلا یجورایی نشدنیه و اگه بشه هم ایده آل نیست !
چاره چیه ؟!
معلومه : مالتی پلکس کردن !!!
بازهم برای سون سگمنت 4 تایی کاتد مشترک مثال میزنم :
در روش مالتس پلکس،تمامی سگمنت های مشابه به یکدیگر متصل هستند.مثلا تمامی a ها با یکدیگر در ارتباطند و یا تمامی b ها همینطور و ...
ضمن اینکه حالت کاتد مشترک و یا آند مشترک بودن اونها هم برقراره !
شکل زیر رو ببینید :
البته برای اونایی که یکم حرفه ای ترند بگم که تو این شکل برای ساخت سون سگمنت 4 تایی،از 4 تا سون سگمنت تکی استفاده شده که اومده و با هم مالتی پلکسشون کرده.ضمن اینکه آند مشترک هم هست !!!
اما در نمونه هایی که ما میخریم از بازار عمل مالتی پلکس داخلش انجام شده و فقط پایه های مورد نیاز از داخلش بیرون اومدند !
بر میگردم به مثال خودمون؛
فرض کنید میخوایم سگمنت a رو در سون سگمنت سوم روشن کنیم.(سوم از چپ به راست !)
گفتیم که a ها همه به هم متصل هستند،پس به پایه a مقدار یک منطقی رو میدیم و به پایه کاتد مشترک سون سگمنت سوم صفر منطقی میدیم.
توضیح بیشتر : پشت سون سگمنت 4 تایی در مجموع 12 پایه بیرون اومده که 8 پایه مربوط به سگمنتهای a تا g + دات هستند و 4 پایه دیگر نیز مربوط به پایه کاتد مشترک هر سون سگمنت میباشد.
از مجموع مطالب گفته شده،اینطور باید تا حالا نتیجه گرفته باشید که در هر لحظه فقط میتوان LED های یک سون سگمنت را مدیریت کرد و اگر عدد مورد نظر ما دو رقمی شد و مجبور به استفاده همزمان از 2 سون سگمنت شدیم به مشکل برمیخوریم !
مثلا میتونیم عدد 2 رو نمایش بدیم اما نمیتونیم عدد 72 رو همزمان نمایش بدیم.
اگه تا الان به این نتیجه نرسیده بودید و یا هنوز هم متوجه نشدید،پیشنهاد میکنم ادامه مطلب رو نخونید !!!
حالا برای نمایش یه عدد چند رقمی چکار باید کرد ؟
مشکل ما تنها از اینجاست که نمیتونیم همزمان چند رقم رو با هم روشن کنیم. این که غصه نداره !!! همزمان روشنشون نمیکنیم !
مگه میشه ؟! چرا چرت میگی ؟!
نه عزیزم چرت نمیگم !
یه پدیده ای هست به نام "اثر فلیکر" که تعریفش رو هم آوردم براتون :
اثر فلیکر :
اثر نور در چشم انسان،برای مدتی کوتاه باقی می ماند.
میایم یه ترفندی رو بکار میبریم؛
فرض کنید میخوایم عدد 1234 رو روی سون سگمنت 4 تایی نمایش بدیم :
1.سون سگمنت اول رو روشن میکنیم.
2.روی سون سگمنت اول عدد 1 رو نمایش میدیم.
3.تاخیر
4.سون سگمنت اول رو خاموش میکنیم .
5.تاخیر
6.سون سگمنت دوم رو روشن میکنیم.
7.روی سون سگمنت دوم عدد 2 رو نمایش میدیم.
8.تاخیر
9. ...
بین نمایش این 4 عدد،4 بار از تاخیر استفاده میکنیم.منتهی اینقدر این تاخیرها کوتاهه که ما متوجه روشن و خاموش شدن سون سگمنت ها نمیشیم و احساس میکنیم که هر 4 تا باهم روشنند!
و این است تکنیک استفاده از سون سگمنت !
شاید سوال پیش بیاد که مقدار این تاخیر چقدره ؟!
معمولا مقدار این تاخیر رو 20 میلی ثانیه در نظر میگیرند.
با توجه به فرکانس کاری میکروکنترلر و همچنین آزمون و خطا میتوان به بهترین نتیجه دست یافت.
این هم از آموزش سون سگمنت و مالتی پلکس کردن !
در پست بعدی هم که کارگاه عملی شماره 2 خواهد بود،راجع به راه اندازی سون سگمنت بیشتر سخن خواهیم گفت.
نظر هم یادتون نره !!!
فعلا ...
الهه