Простые индикаторные устройства

Отдельный светоизлучающий элемент — простейшее устройство вывода. В настоящее время наиболее широко распространены так называемые светоизлучающие диоды (светодиоды). Эти приборы испускают свет, когда они включены в положительном направлении, т. е. когда их анод имеет положительный потенциал по отношению к катоду. Распространенность этих приборов объясняется их малыми размерами, низкими значениями тока и напряжения питания, длительным сроком безотказной работы, малым значением мощности рассеяния и низкой стоимостью. Светодиоды легко мультиплексировать, т. е. один порт может управлять многими индикаторами. К недостаткам светодиодов можно отнести их малую яркость, чувствительность к изменениям температуры и малое разнообразие цветов. Другие индикаторы: на жидких кристаллах, газоразрядные, с нитью накаливания, флуоресцентные также являются полезными и распространенными приборами, но в данной книге они не рассматриваются.

На рис. 8.31 изображена цепь светодиода, Резистор ограничивает ток, проходящий через диод, значением около 10 мА. Разумеется,

ЭВМ может подать сигнал на любой из выводов диода. Если к аноду подводится постоянный потенциал + 5 В, то диод светится, когда ЭВМ подает логический нуль на катод; если катод всегда заземлен, то диод светится, когда ЭВМ подает логическую единицу на анод.

Светодиод наилучшим образом работает при токе, поступающем импульсами, так как излучение индикатора сильно растет с ростом тока, а время нарастания яркости мало. В стандартных системах на светодиод подаются импульсы длительностью несколько миллисекунд напряжением 10—15 В, а стандартные частоты — от 100 до 500 Гц. Большинство портов ввода-вывода не может непосредственно нагружаться на светодиод, поэтому необходимо использовать периферийные предоконечные усилители или транзисторы.

Длительностью и периодом импульсов (и, следовательно, яркостью свечения) можно управлять как аппаратным, так и программным способом. Программное управление предусматривает процедуры задержки. При аппаратном способе управления для генерации импульсов требуется таймер.

Если частота поступления импульсов мала, то индикатор не будет казаться светящимся постоянно. Если частота сигналов лежит в пределах от 10 до 50 Гц, то будут заметны периодические вспышки индикатора. С помощью мигающего индикатора можно указывать неисправность, ошибочный вход,переполнение, истощение источника питания и другие особые состояния.

Управлять индикатором можно простыми программными средствами. ,От полярности включения индикатора зависит, по какому логическому значению возбуждается свечение. Программа может управлять состоянием выходного разряда следующим образом:

1) с помощью команды логического сложения (ИЛИ) с маской, имеющей 1 в нужной позиции.

Например, пятый бит 8-разрядного слова можно установить, применяя дизъюнкции с двоичным словом 00100000;

2) с помощью команды логического умножения (И) с маской, имеющей 0 в нужной позиции.

Например, третий бит 8-разрядного слова можно сбросить, приме* няя конъюнкцию с двоичным словом 11110111;

) инвертировать значения разряда е помощью команды ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и маски, имеющей 1 в нужной позиции.

Например, инвертированное значение второго бита 8-разрядного слова можно получить путем сложения (по модулю два) с двоичным словом 00000100.

Для иллюстрации сказанного воспользуемся интерфейсом, приведенным на рис. 8.31 (при появлении на выходе 1 индикатор загорается). По команде ИЛИ индикатор загорается, по команде И — гасится, а по команде ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ предыдущее состояние меняется на противоположное.