Unterrichts- und Lernmaterial für Mikrocontroller
Unterrichts- und Lernmaterial fürMikrocontroller

1 - Mit dem ATtiny acht LEDs ansteuern

Mit seinen sechs I/O Ports ist der Winzling aus dem Hause Atmel nicht in der Lage acht LEDs gleichzeitig anzusteuern. Aber irgendwie muss das trotzdem gehen - und es geht;-)

Mit dem ATtiny13 acht LEDs ansteuern
Material
  • 1x  Steckbrett
  • 1x  ATtiny13
  • 1x  Programmer mit angeschlossenem Nullkraftsockel
  • 1x  IC 74HC164 mit Datenblatt
  • 8x  LED, rot
  • 8x  Widerstand, 470 Ohm
  • 8x  Widerstand, 10 kOhm
  • 8x  Transistor, BC547B
  • 20x  Steckdraht
Aufgaben
  • Mit einem ATtiny13 sollen acht LEDs so angesteuert werden, dass
    ein Lauflicht, von links nach rechts
    ein Lauflicht, von rechts nach links
    ein Lauflicht ähnlich dem des Knightrider (von außen nach innen und von innen nach außen)  erzeugt.
  • Als Hilfsmittel steht ein Schieberegister 74HC164 zur Verfügung.

2 - Lösungsstrategie und Schaltungsaufbau

Das Problem ist offensichtlich. Mit nur sechs Ausgängen ist der ATtiny13 nicht in der Lage, die acht LEDs direkt anzusteuern. Hilfe gibt hier das Schieberegister 74HC164 und die Transistoren.

Über das Schieberegister werden die Daten (das sind die Nullen und Einsen, die die acht LEDs ein- bzw. ausschalten) seriell eingelesen. Sie stehen dann parallel als 8-Bit am Ausgang zur Verfügung und können die Transistoren ansteuern, die dann die LEDs entsprechend ein- bzw. ausschalten.

Abbildung 1 - Eine Folge von 8 Ziffern wird seriell in das Schieberegister eingelesen

Das Datenblatt gibt Auskunft über das serielle Einlesen der Daten in das Register des IC-Bausteins.

Abbildung 2 - Die im Schieberegister eingelesenen Bits werden an die Ausgänge Q0 ... Q7 des Schieberegisters geschaltet.

Wie die Daten aus dem Schieberegister an den Ausgang des IC-Bausteins geschaltet werden, auch darüber gibt das Datenblatt Auskunft.

Abbildung 3 - Die parallel an den Ausgängen Q0 ... Q7 anliegenden HIGH- und LOW-Zustände werden direkt auf die Basis der acht Transistorschaltungen gegeben.

3 - Arbeiten mit Datenblättern

Jetzt wird es Zeit, sich die notwendigen Datenblätter aus dem Internet herunterzuladen. Über die Suchmaschine wird 74HC164 datasheet und BC547b datasheet eingegeben und die Datenblätter heruntergeladen. Durch sie erfahren wir u. A. die Pinbelegung der Bauteile, die Belastbarkeitsgrenzen (zum Beispiel die Betriebsspannung, den maximalen Strom) und die Handhabung des Bauteils.

To-Do-Liste
  • Überschlage die Gesamtstrombelastung der Schaltung, wenn alle 8 LEDs eingeschaltet sind. Übersteigen die Ausgangsströme die Gesamtbelastung des Schieberegisters? Hilfe holen im  Datenblatt.
  • Wie muss die Transistorschaltung aufgebaut sein, die die LEDs schaltet? Dazu vielleicht Datenblatt des BC547B anschauen.

Informationen aus dem Datenblatt des 74HC164

Pinbelegung des 74HC164

Abbildung 4 - Pinbelegung des IC 74HC164

Die Pin DSA und DSB sind Eingänge, Q0 bis Q7 Ausgänge und Vcc sowie GND die Versorgungspin. MR ist der Master Reset Pin und CP der Takteingang. Damit das Ganze ein bisschen übersichtlicher wird, hier die etwas detailliertere Innenleben der Schaltung.

Abbildung 5 - Schaltungsaufbau des IC 74HC164

Der Baustein enthält 8 D-FF, die über den Anschluss CP getaktet werden; die beiden Eingänge DSA und DSB sind mit einem AND-Gatter verbunden.

Die Daten werden seriell über DSA oder DSB eingegeben; wird einer der beiden Eingänge auf HIGH gezogen, dann werden die Daten eingelesen. In der vorliegenden Schaltung ist dies der Eingang PortB.3.

Die Daten werden mit jeder steigenden Flanke am Takteingang weiter geschoben. In der vorliegenden Schaltung kommt der Takt von PortB.2. Die Eingänge Master Reset (MR) und DSB am 74HC164 sind fest verdrahtet und auf HIGH gezogen. Zu Beginn des Programms werden die FFs gelöscht, indem der Eingang DSA auf LOW gezogen wird. Der Ausgang des AND-Logikgatters ist damit immer 0.  

Schaltungsaufbau

Der Schaltungsaufbau erfolgt nach Abb. 3. Ich habe mir eine Anzeigeeinheit mit 8 transistorgesteuerten LEDs selbst gebaut (Abb. 4), damit erspart man sich viel Stöpselarbeit.

Abbildung 4 - 8-stellige von Transistoren gesteuerte LED-Anzeige

Das Programm

Druckversion Druckversion | Sitemap
© Reinhard Rahner - Gettorf