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VFD-Ansteuerung

Beschreibung

Seit einiger Zeit habe ich eine schöne, 16-stellige 14-Segment-Fluoreszenzanzeige herumliegen. Leider ohne jegliche Ansteuerung, also ist es an der Zeit, selbst eine zu basteln. Aufgrund der üblichen Größe von 1x16 Zeichen bot es sich an, einen Konverter auf das HD44780-Protokoll zu programmieren, damit die Anzeige später als LCD-Ersatz in jeder beliebigen Schaltung eingesetzt werden kann. Momentan verwende ich sie allerdings als Anzeige für den gerade laufenden Titel in XMMS, deshalb habe ich noch eine zweite Softwareversion geschrieben, bei der die Daten per RS232 übertragen werden. Wenn der Text länger als 16 Zeichen wird, fängt er bei dieser Software automatisch an zu scrollen (als Trenner wird automatisch die Zeichenfolge " +++ " eingefügt, ähnlich wie bei der Anzeige des Titels in XMMS selbst).

Aufbau

Der Aufbau ist leider recht aufwändig, da es einige Transistoren und Widerstände gibt, die verlötet werden müssen. Bei den Transistoren sollten Sie darauf achten, dass bei dicht gepackter Montage keine Flussmittelreste oder andere Fremdkörper zwischen den Anschlüssen bleiben, um Kriechströme zu verhindern. Als Netzteil kommt ein Wechselspannungs-Steckernetzteil mit drei Ausgangsspannungen (9 V/320 mA, 24 V/30 mA und 45 V/30 mA) von Pollin zum Einsatz, es werden jedoch nur zwei der Spannungen in dieser Schaltung verwendet. Den Vorwiderstand für den Heizdraht müssen Sie unbedingt an die Anzeige anpassen, wenn Sie nicht die gleiche wie ich verwenden, da die Heizungen zumeist je nach Anzeigetyp sehr unterschiedliche Spannungen und/oder Ströme benötigen. In Reihe zum Vorwiderstand ist außerdem ein Jumper zum Abschalten des Displays eingebaut, um eine übermäßige Belastung der Segmente zu vermeiden, während der Controller programmiert wird (und deshalb das Multiplexing stehenbleibt).

Die beiden 74HC138 bilden zusammen einen 1-aus-16-Dekoder, welcher (über die Treiber-Transistoren) eines der 16 Gitter der Anzeige aktiviert (G1...G16 sind die Anschlüsse für die Gitter). Die Segmente (a...f, g1, g2, h...m und dp) werden über zwei Schieberegister (und natürlich wiederum Treiber-Transistoren) angesteuert.

Die RS232-Version der Schaltung verwendet einen Software-UART (Atmel Appnote AVR304), da ich den Pin für den Hardware-UART-Empfänger dämlicherweise schon belegt hatte (als ich die Schaltung aufgebaut habe, hatte ich mir über eine RS232-Ansteuerung noch keine Gedanken gemacht). Wenn Sie die Schaltung nachbauen wollen, empfehle ich Ihnen sehr, die Software entsprechend zu ändern und den (wesentlich störungsresistenteren) Hardware-UART zu verwenden.

Die Software beider Versionen enthält einen von mir erstellten 7-Bit-ASCII-Zeichsatz der Zeichen 0x20 (Leerzeichen) bis 0x7E (~), Zeichencodes mit gesetztem achten Bit können zwar verwendet werden, in meinem Zeichensatz sind diese Zeichen jedoch noch nicht enthalten. In der RS232-Version gibt es außerdem mehrere Steuerzeichen, um die Anzeige zu löschen (0x0A - Line Feed, 0x0C - Form Feed, 0x0D - Carriage Return) und um das letzte Zeichen wieder zu löschen (0x08 - Backspace), alle anderen Steuerzeichen bis 0x1F haben keinerlei Wirkung und werden auch nicht angezeigt. Die HD44780-Version unterstützt benutzerdefinierte Zeichen (ungetestet!), die Zeichencodes 0x00 bis 0x07 sowie 0x08 bis 0x0F werden für diese 8 einstellbaren Zeichen verwendet, die Zeichen 0x10 bis 0x1F können in der Zeichensatztabelle noch belegt werden (in meiner Version werden sie als Leerzeichen dargestellt).

• Schaltplan für HD44780-Emulation
• Schaltplan für RS232-Ansteuerung
• Assembler-Quellcode und Hexfiles für beide Varianten (HD44780: Version 0.3, RS232: Version 0.5), HD44780-Version unvollständig: Shift-Operationen, DDRAM/CGRAM/Busy-Flag lesen und Cursor fehlen, benutzerdefinierte Zeichen ungetestet
• Perl-Script für XMMS mit dem InfoPipe-Plugin für die RS232-Version dieser Schaltung. Benötigt das Programm stty. Die verwendete Schnittstelle wird an zwei Stellen am Anfang des Scripts eingestellt.

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