描述

該項目涉及使用 ATmega328 設計七段顯示 (SSD) I2C 驅動程序。

七段顯示器通常采用十針封裝。雖然八個引腳對應于八個 LED，但其余兩個引腳（中間）是公共的并且內部短路。因此，當使用微控制器操作七段 LED 顯示屏時，需要 8 個引腳來控制顯示屏中的各個 LED，使用解碼器可以將其減少到 4 個。隨著越來越多的 SSD 添加到顯示器中，這個數字會增加。

共陽極 SSD [來源：http://www.circuitstoday.com/7-segment-display-to-avr-atmega32-using-cd4511b]

?

然而，在大多數應用中，使用單個數字七段顯示器 (SSD) 可能不足以顯示全部信息，因此多個 SSD 單元并聯連接。為了顯示不同的字符、符號或數字，每個 SSD 上顯示的數據必須不同。但是，要同時驅動多個此類 SSD，控制它們所需的引腳數乘以正在使用的 SSD 數量。由于微控制器或驅動器上可用的 I/O 引腳數量有限，這將成為一個重大問題。該問題最廣泛使用的解決方案是 SSD 數據的時分復用。在任何時刻，控制器或 SSD 解碼器僅在單個 SSD 上運行，而不是同時在多個 SSD 上運行。這必須以足夠快的速度完成以避開人類的視覺暫留，但必須足夠慢以使顯示屏上的 LED 有足夠的時間來執行切換動作。使用通常由晶體管作為開關組成的另一個電路來選擇單個 SSD。

與微控制器接口 [來源：https://www.electronicshub.org/interfacing-7-segment-display-8051/]

?

除了在 SSD 顯示屏上顯示信息外，微控制器可能還需要執行其他功能，這可能需要也可能不需要使用 I/O 線。但是，這可能會影響 SSD 的顯示時序，并可能導致不必要的暫?；蜿P閉顯示，直到 CPU 完成執行相應的指令集。

在將微控制器與 SSD 顯示器連接的情況下，使用另一個微控制器作為驅動程序作為主微控制器的外圍設備會非常有幫助。它還可以使顯示系統隔離，并且可以使主微控制器自由執行其他指令。駕駛員必須注意顯示系統中適當組件的時序和切換。主控制器和 I2C 驅動控制器之間的接口可以使用各種通信協議來完成，例如 SPI（串行外設接口）、UART（通用異步接收器發送器）、I2C（內部集成電路）等。其中，UART 是不可擴展，僅適用于固定的設備到設備通信，并且像 SPI 一樣，不保證驗證數據是否已正確發送。I2C 提供了所有這些優勢，并且只需 2 條時鐘 (SCL) 線和數據 (SDA) 線即可實現成本更低。I2C 還允許同一總線上的多個主機和從機，因此多個設備可以訪問同一資源（SSD 顯示器）。

設置：

?

用作主機的設備：Arduino UNO R3

用于驅動的??微控制器：Atmel ATMEGA328（啟動加載）

使用的編程器：FTDI R232RL（USB轉串口TTL邏輯）

使用的編程平臺：Arduino IDE 1.8.9

顯示類型：6x1 SSD LED共陽極顯示

SSD顯示器與驅動的連接如下：

?

?

?

?

1 / 2 ?電路 1（上半場）

?

I2C 主設備（主控制器）從連接到其 ADC 引腳 A0 的 LDR 收集數據，并使用從地址將數據傳輸到 I2C 從設備（SSD 驅動器）。驅動程序在復位時在 SSD 顯示屏上顯示從地址。當它從主設備接收到數據時，它會一次更改數據緩沖區上的一個數字的數據，并繼續將緩沖區上的數據顯示到 SSD 顯示器上。

LUT（查找表）將被寫入主設備以獲得更大的靈活性。段的數據被認為是二進制 1 表示 LED 亮，但是，使用的設備是共陽極類型的，因此，在顯示之前，驅動程序將邏輯反轉。主機首先發送數字位置的地址，然后是要由段顯示的數據。該地址應在 1-6 范圍內，如硬件中使用的那樣。驅動程序拒絕此范圍之外的任何地址。

編程：

鏈接以下載從屬固件。

從站：SSD_Driver.ino

#include //library;

int flag=1,m=0,n=0;                       //preset conditions;
byte arr[6]={0,0,0,0,0,0};                //initial buffer;
int segment[8]={0,1,2,3,4,5,6,7};         //segment/LED a,b,c,d,e,f,g,h;               
int select[6]={13,12,11,10,9,8};          //digit number 1,2,3,4,5,6;
byte LUTmap=B11111111;                    //initial state – all LEDs off;

void setup() {
    for(int i=0;i<=13;i++)
        pinMode(i,OUTPUT);                //all pins are output;
    callforsegment(B00000000); flag++;    //select digit 1;
    callforsegment(B11111100); flag++;    //display 0;
    callforsegment(B00000010); flag++;    //select digit 3;
    callforsegment(B11110010); flag++;    //display 3;
    callforsegment(B00000011); flag++;    //select digit 4;
    callforsegment(B11111110); flag++;    //display 8;
    callforsegment(B00000100); flag++;    //select digit 5;
    callforsegment(B01101110); flag++;    //display H(hex address);
    Wire.begin(0x38);                 //i2c slave address for the driver;
    Wire.onReceive(receiveEvent);     //action on receiving data via i2c bus;
}

void segWrite(byte a) {
    LUTmap=~a;                        //convert to common anode logic;
    for(int i=0;i<8;i++)
        //display to each segment in a digit;
        digitalWrite(segment[i],bitRead(LUTmap,7-i));  
}

void loop() {
    for(int i=0;i<6;i++) {
        digitalWrite(select[i],HIGH);   //selecting one of the digits;
        segWrite((byte)arr[i]);         //writing data to the digit;
        delay(5);                       //ON time;
        digitalWrite(select[i],LOW);    //deactivating the selected digit;
    }
}

void callforsegment(int a) {
    if(flag%2==1 && a<=7 && a>=0)
        m=a;                        //first byte about digit location;
    else {
        n=a;                        //second byte about data for the digit;
        flag=0;
    }
    arr[m]=(byte)n;                 //store data to the buffer space;
}

void receiveEvent(int howMany) {
    while (1 < Wire.available())    //loop through all except last;
    char c = Wire.read();           //receive byte as a character;
    int x = Wire.read();            //receive byte as an integer;
    callforsegment(x);
    flag++;
}

主：ADC_master.ino

鏈接下載庫。

#include 
#include //include library;
SSDmaster device(0x38);                       //address of slave driver;
void setup() {
    Wire.begin();
}
void loop() {    
    int ldrval=analogRead(A0);                //variable to store ADC data;                     
    device.ssdDisplay(1,B00011100);           //display L;
    device.ssdDisplay(2,B01111010);           //display D;
    device.ssdDisplay(3,B00001010);           //display R;
    device.ssdDisplaynum(4,(byte)ldrval);     //display ADC value;
    delay(250);                               //rate of updation;
}

結果：

?

?

?

?

1 / 2 ?主站開始通信之前

?

上電驅動顯示 I2C 從地址。當與識別其從地址的適當 I2C 主設備連接時，從主設備發送的數據（在這種情況下為光強度）會打印到顯示器上。

尾注：

使用 SSD_Driver 庫構建所需的系統。