Créée le, 19/06/2015

 Mise à jour le, 19/05/2019

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Signets : 
  Afficheurs par Matrice LED         Autres types d'afficheur      Afficheurs à cristaux liquides
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Afficheurs Multiplexés - Afficheurs Matrice à Led :


2. 3. - AFFICHEURS MULTIPLEXÉS

Supposons que nous voulions afficher un nombre à 4 chiffres. Par la méthode précédente, il nous faudra 4 afficheurs, 4 décodeurs, 28 résistances de liaison soit 29 liaisons sur l'ensemble des afficheurs.

Ce montage est représenté figure 40.

Pour afficher 12 chiffres, ce qui n'est pas rare sur une calculatrice, il faudrait 85 files de liaison et 12 circuits de décodage binaire - 7 segments.

Affichage_a_4_chiffres_realise_par_la_methode_classique.gif

Afin de simplifier le câblage, il existe des afficheurs à plusieurs chiffres dits multiplexés.

La figure 41 représente le schéma interne d'un afficheur multiplexé.

Schema_interne_d_un_afficheur_quadruple_multiplexe.gif

Le principe de ces afficheurs est très simple :

  Les diodes LED ont un temps de réponse très court et de toute façon plus court que celui de l'œil humain.

  La persistance rétinienne de l'œil ne permet pas de percevoir le scintillement d'une lampe dont la période de récurrence est infèrieure à 20 ms (valeur indicative pour un rapport cyclique de 1).

Il suffit donc d'envoyer successivement sur les lignes bus a, b, c, d, e, f, g les codes correspondants aux chiffres à afficher et ce de manière cyclique : unité, dizaine, centaine, millier, unité, dizaine, centaine, millier, unité,.... et ainsi de suite.

On appelle lignes bus : un ensemble de conducteurs permettant de distribuer simultanément l'information à plusieurs circuits.

Il sera bien évidemment nécessaire de sélectionner simultanément l'anode de l'afficheur concerné afin que le chiffre n'apparaisse que sur la décade et seulement la décade concernée : unité, dizaine,....

La distribution de signaux est réalisée au moyen d'un commutateur électronique que nous appellerons multiplexeur et qui sera examiné ultérieurement, c'est pourquoi il est schématisé par un contact dans la figure 42.

Principe_de_fonctionnement_d_un_afficheur_multiplexe.gif    

Il existe des décodeurs spécialisés pour circuits afficheurs multiplexés.

La figure 43 montre l'utilisation d'un tel décodeur.

Decodeur_multiplexeur_pour_affichage_a_4_chiffres.gif

Dans cette figure est représenté un bloc de 4 afficheurs ainsi que le décodeur / multiplexeur qui lui est associé.

On peut rencontrer également des blocs d'afficheurs beaucoup plus importants contenant des points décimaux et des signes (plus ou moins).

Dans ce domaine chaque constructeur présente une gamme de produits différents qui peut répondre à tous les besoins.

HAUT DE PAGE 2. 4. - AFFICHEURS PAR MATRICE LED

Un type d'afficheur très utilisé emploie 37 LED en forme de points disposés selon une matrice à 7 lignes et 5 colonnes plus 2 points décimaux (DP1 et DP2), l'un situé à droite et l'autre à gauche (figures 44 et 45).

Structure_de_l_afficheur_a_matrice.gifAfficheur_a_matrice_LED.jpg

Comme pour l'afficheur à 7 segments en allumant les LED appropriées, il est possible d'obtenir les 10 chiffres décimaux ; de plus, grâce au nombre de LED plus important, il est possible de représenter d'autres caractères parmi lesquels toutes les lettres de l'alphabet et différents signes comme +, -, /, (,) et d'autres encore, comme représenté à la figure 46.

Caracteres_d_une_matrice_a_LED.gif

Ces afficheurs nécessitent du fait du plus grand nombre de LED des circuits de décodage plus complexes.

En ce qui concerne la commande de ces circuits, il est facile de comprendre que vu le principe de la matrice à diode (figure 44) si l'on veut par exemple éclairer les diodes aux intersections ligne 3 colonne 3 et ligne 4 colonne 4, on allumera forcément la diode située ligne 4 colonne 3.

On peut donc en déduire qu'il est nécessaire de disposer d'un circuit réalisant le multiplexage des entrées ligne et colonne de telle sorte que l'allumage des diodes ne soit pas simultané mais ait lieu les uns après les autres afin de supprimer ce défaut.

Ce type de circuit, appelé également circuit de balayage, peut être externe ou interne à l'afficheur.

Les multiplexeurs nous étant encore inconnus, nous n'en dirons pas plus long sur ce type d'afficheur.

Il existe également un autre type d'afficheur à points dont l'utilisation est plus simple et dans lesquels les caractères disponibles sont limités à ceux du code hexadécimal autrement dit aux dix chiffres de 0 à 9 et aux lettres de A à F, comme vous pouvez le voir figure 47.

Caracteres_d_un_afficheur_hexadecimal.gif

Les LED sont moins nombreuses, soit 20 pour les caractères et 2 pour le point décimal et ces circuits ne nécessitent donc pas de multiplexage.

Dans la figure 48, vous pouvez voir comment sont disposés les diodes LED et les circuits de mémoire (Latch), de décodage et de pilotage, incorporés dans le même boîtier que les LED.

Afficheur_hexadecimal_a_points.gif

Le décodeur :

La caractéristique la plus importante de ce décodeur est le fait que celui-ci soit inclus dans le boîtier ce qui permet d'envoyer directement le nombre binaire fourni par le compteur sur l'afficheur.

Circuit latch à 4 bits :

Il sert à emmagasiner et à afficher au moment souhaité le nombre binaire fourni.

Cela est très utile car souvent le nombre à visualiser est disponible uniquement pendant un très court instant insuffisant pour être perçu par l'œil. En le mémorisant dans le latch, on peut le visualiser ensuite pendant un temps indépendant de la logique pour qu'il soit vu correctement.

Circuit de pilotage :

Ce circuit permet de fournir aux LED le courant d'alimentation nécessaire au moyen d'un générateur de courant constant. Il est doté d'une borne sur laquelle on peut appliquer un signal qui commande l'extinction simultanée de toutes les LED. Ceci est très utile lorsque des nombres à plusieurs chiffres doivent être affichés avec un afficheur indépendant pour chaque chiffre.

Dans le cas où l'on veut afficher un nombre très inférieur à la capacité maximale de l'afficheur, ce nombre apparaîtra avec un ou plusieurs 0 à gauche.

Par exemple avec 4 afficheurs, le nombre hexadécimal que l'on peut afficher sera FFFF. Un nombre beaucoup plus petit tel 23 apparaîtra sous la forme 0023.

Le nombre affiché est parfaitement compréhensible mais l'on peut souhaiter pour des raisons d'esthétique supprimer ces 0. Dans ce cas en agissant sur l'entrée d'extinction, on peut les effacer.

HAUT DE PAGE 2. 5. - AUTRES TYPES D'AFFICHEURS

2. 5. 1. - AUTRES AFFICHEURS À LED

Il existe également d'autres types d'afficheurs à LED à 9, 14 ou 16 segments (figure 49-a).

Quelques_afficheurs_x_segments.gif

A chaque fois, il suffira de disposer du décodeur adéquat.

Le plus évolué (16 segments) permet toutes les représentations alphanumérique.

Il existe des afficheurs dits afficheurs à dépassement (appelés parfois demi Digit).

Ces afficheurs ne comportent que 5 segments, et servent à indiquer le signe + ou -, ainsi que le chiffre 1.

Dans un voltmètre à affichage numérique par exemple, le premier afficheur (le plus à gauche) sera 1 / 2 Digit.

La figure 49-b représente un affichage de 3 Digits 1 / 2.

Exemple_afficheur_de_depassement.gif

HAUT DE PAGE 2. 5. 2. - LES AFFICHEURS A CRISTAUX LIQUIDES

Les afficheurs à cristaux liquides ou L.C.D. (Liquid Cristal Display) comprennent des segments comme les afficheurs à LED.

a - Physique des cristaux liquides

Certains corps, bien que liquides, possèdent une structure proche de celle des cristaux solides. Ils sont caractérisés par un alignement spécifique de leurs molécules.

On distingue trois types de structures :

      L'état smectique :

Les molécules se répartissent en couches qui s'empilent régulièrement les unes sur les autres. Il se présente actuellement aucun intérêt industriel (figure 50-a).

Differents_etats_d_un_cristal_liquide.gif

      L'état cholestérique :

Dans chaque plan, les molécules sont parallèles. Lorsque l'on passe successivement d'un plan à un autre, l'axe des molécules tourne d'un angle constant.

De ce fait, on appelle cette structure : structure en hélice (figure 50-b).

      L'état nématique :

Les grands axes des molécules sont parallèles à une certaine direction mais leurs centres de gravité sont répartis au hasard comme dans un liquide ordinaire.

Les molécules peuvent se déplacer en tous sens dans les trois dimensions (figure 50-c).

  Cliquez ici pour la leçon suivante ou dans le sommaire prévu à cet effet.   Haut de page
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