Матричный индикатор

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Принцип формирования изображения, используемый в матричных индикаторах

Мáтричный индикáтор — разновидность знакосинтезирующего индикатора, в котором элементы индикации сгруппированы по строкам и столбцам[1]. Матричный индикатор предназначен для отображения символов, специальных знаков и графических изображений в различных устройствах. Матричным индикатором считается устройство, объединенное в законченном конструктиве — корпусе. В отличие от экрана или дисплея, индикатор имеет ограниченное количество элементов индикации, либо предназначен для отображения одного или небольшого количества символов. Название происходит от понятия матрица (математика).

Устройство и принцип действия[править | править исходный текст]

Схема одноцветного светодиодного матричного индикатора

Матричный индикатор состоит из большого количества однотипных элементов — пикселей, сгруппированных в строки и столбцы. Матричные индикаторы могут основываться на различных типах индикаторов: жидкокристаллические, светодиодные, люминесцентные, блинкерные и т. п.

По принципу формирования изображения матричные индикаторы бывают двух видов: статические и динамические (мультиплексные).

В статических матричных индикаторах каждый пиксел имеет индивидуальный драйвер-формирователь напряжения (тока). При небольшом разрешении индикатора (например 4×4 пиксела), при больших размерах индикатора и большом потреблении, зачастую дешевле использовать статический способ. Кроме того, такой способ формирования изображения используется в применениях, где требуется низкий уровень электромагнитных помех.

В индикаторах, работающих по динамическому принципу, строки и столбцы объединены между собой. В этом случае в индикаторе одновременно может работать только один столбец или строка. Для высвечивания конкретной точки, необходимо подать импульсное напряжение на вывод номера колонки и вывод номера ряда. На пересечении этих двух координат высветится точка[2]. За счёт быстрой динамической смены показываемых строк (столбцов) и инерционности человеческого зрения, или инерционности самих элементов индикации, изображение складывается в картинку.

Формирование изображения на многоцветных индикаторах имеет свои особенности. Например при использовании полупроводникового двухцветного индикатора с красным и зелёным цветом свечения, в каждом пикселе индикатора присутствуют как минимум два светодиода — красного и зелёного цвета. Управление цветом свечения производится изменением соотношения либо среднего тока через красный и зелёный светодиоды при фиксированном времени горения, либо времени свечения при стабильном токе[3].

Динамический принцип формирования изображения применим только к индикаторам, обеспечивающим малое время включения/выключения. Например, для матричных индикаторов, состоящих из блинкеров или ламп накаливания, динамический принцип формирования изображения не применяется.

Управление индикатором[править | править исходный текст]

Управление матричным индикатором обычно соответствует мультиплексному принципу формирования изображения и происходит следующим образом: выбирается одна из строк путём подачи питания, при этом сигнал (код) подаётся на те ячейки в строке, которые должны быть включены. Затем выбирается следующая строка и процесс повторяется. Напряжение (ток) на выводах индикатора формируется с помощью управляющей схемы — драйвера.

В устройствах с инерционными элементами индикации, либо бистабильными элементами, состояние каждого пиксела фиксируется с помощью электронной схемы аналогично мультиплексному способу управления. Поскольку каждый пиксел индикатора обладает кратковременной или долговременной памятью состояния, это позволяет существенно снизить частоту циклов управления, вплоть до нуля в случае бистабильного экрана, когда цикл управления повторяется только в момент изменения информации.

Наиболее распространённые модели матричных индикаторов имеют разрешения 5×7, 5×8 и 8×8 пикселей. Индикаторы бывают монохромные и многоцветные: в последнем случае каждый пиксель состоит из двух или трёх элементов разных цветов, управляемых отдельно. Матричные индикаторы могут иметь рамку, не содержащую пикселей и не принимающую участия в формировании знака, либо могут быть бесстыковыми, позволяющими при установке в ряд формировать непрерывную строку символов. Часто из них формируются устройства отображения типа бегущая строка. Выпускаются также готовые блоки для отображения одной или нескольких строк символов.

Dotmatrixani.gif
Бегущая строка на матричных индикаторах
Dot Matrix Led display vot on kakoj prosto super aga.JPG
Пример использования

Преимущества матричных индикаторов[править | править исходный текст]

На матричный индикатор можно выводить даже иероглифы
  • Большое количество отображаемых символов: цифры, буквы любых алфавитов (зависит от разрешения индикаторов), как заглавные, так и строчные, знаки препинания, псевдографика, и даже простые рисунки;
  • Более привычная форма символа, по сравнению с сегментными индикаторами (имеет значение прежде всего для букв).

Недостатки в сравнении с сегментными индикаторами[править | править исходный текст]

  • Бо́льшая сложность;
  • Более высокая цена;
  • Мéньшая надёжность за счет бо́льшего количества элементов;

См. также[править | править исходный текст]

Примечания[править | править исходный текст]

  1. Лисицын, 1985, с. 4
  2. Лисицын, 1985, с. 66
  3. Ермаков О.Н., Сушков В.П. Полупроводниковые знакосинтезирующие индикаторы. — М.: Радио и связь, 1990. — С. 196. — 240 с. — ISBN 5-256-00736-X

Литература[править | править исходный текст]