Останнім часом цей метод мультиплексування світлодіодних дисплеїв став дуже популярним через те, що він дозволяє управляти N – (Ν – 1) світлодіодами за допомогою N ліній вводу / виводу. Зауважимо, що стандартне мультиплексування (описане в попередніх розділах) управляє набагато меншою кількістю світлодіодів. У табл. 3.1 вказано число світлодіодів, яким можна керувати за допомогою методу Чарлі і стандартного мультиплексування (розподіливши наявні N ліній вводу / виводу між рядками і стовпцями). У табл. 3.1 також наведено середній струм через світлодіоди (у відсотках від максимального струму).

Таблиця 3.1. Порівняння методу Чарлі і звичайного мультиплексування

N

(Число

ліній

введення /

виводу)

Максимальне число світлодіодів, керованих за допомогою мультиплексування

Середній струм при мультиплексировании,%

Число

світлодіодів, керованих за допомогою методу Чарлі

Середній струм при управлінні по методу Чарлі,%

2

2

100

2

50

3

3

100

6

16,67

4

4

50

12

8,33

5

6

50

20

5

6

9

33

30

3,33

7

12

33

42

2,4

8

16

25

56

1,78

9

20

25

72

1,38

10

25

20

90

1,11

Недолік методу Чарлі – зменшення середнього робочого струму, який йде через світлодіоди, тому для підтримки потрібної яскравості необхідно пропорційно підвищувати піковий струм через світлодіоди (який при цьому може швидко досягти максимального пікового значення для світлодіодів). Тим не менш, метод Чарлі цілком підходить при кількості ліній введення / виводу не більше десяти (що дозволяє управляти 90 світлодіодами). Для управління таким же числом світлодіодів за допомогою стандартного мультиплексування потрібно 19 ліній вводу / виводу.

Метод Чарлі використовує високоімпедансное стан ліній вводу / виводу (“стан Ζ”) сучасних мікроконтролерів. Щоб зрозуміти роботу дисплея, мультіплексіруемих за методом Чарлі, звернемося до рис. 3.17, на якому показано мікроконтролер з трьома контактами введення / виводу і шістьма підключеними світлодіодами.

Рис. 3.17. Принцип управління за методом Чарлі

Щоб включити світлодіод D1, на контакті Pinl виставляється 1, на Pin2- О, а на Pin3 – стан “Ζ” (третє, високоімпедансное стан). Більшість сучасних мікроконтролерів (таких, як AVR) дозволяє вихідного контакту працювати в одному з трьох станів: логічна одиниця, логічний нуль і “Ζ”. Для включення світлодіода D2: Pin2 виставляється в логічну 1, Pin3- в О, a Pinl – B. “Z”. У табл. 3.2 показано стан контактів для включення всіх світлодіодів.

Таблиця 3.2. Приклад мультиплексування за методом Чарлі

Номер світлодіода

Pinl

Pin2

Pin3

D1

1

0

ζ

D2

Z

1

0

D3

1

ζ

0

D4

Z

0

1

D5

0

1

ζ

D6

0

ζ

1

На відміну від звичайного дисплея, де активізується цілий рядок (або стовпець) світлодіодів, в дисплеї, мультіплексіруемих за методом Чарлі, включається по одному светодиоду. Тобто середній струм через світлодіоди дорівнює

загальне число світлодіодів, N- число висновків. Крім того, в такий дисплей важко включити додаткові підсилюють струм елементи, тому піковий струм визначається можливостями мікроконтролера. Для мікроконтролерів AYR максимальний струм (який може видати або прийняти контакт) дорівнює 40 мА. На рис. 3.29 ток світлодіода йде через два резистора R. Якщо напруга живлення дорівнює С /ип і напруга включення світлодіода одно i /LED> то:

Оскільки і світлодіод

червоний (t /Led = 2 В), то значення R = 37,5 Ом і в якості R можна взяти резистор зі стандартним опором 39 Ом.

Управління світлодіодами за методом Чарлі корисно, коли застосовуються маленькі мікроконтролери з обмеженим числом висновків. Однак мікроконтролери не призначені для видачі великих струмів, тому даний метод не рекомендується використовувати більше ніж для шести висновків (т. е. для управління більше, ніж 30 світлодіодами). При 30 світлодіодах середній струм виявиться приблизно 1 мА, що годиться тільки для невеликих пристроїв. У деяких проектах даної глави ми застосовуємо метод Чарлі.

Джерело: Гадре, Д., Цікаві проекти на базі мікроконтролерів tinyAVR / Дхананья Гадре, Нігула Мелхотра: Пер. з англ. – СПб .: БХВ-Петербург, 2012. – 352 с .: іл. – (Електроніка)