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Electronique > Réalisations > Affichage / Mesures > Afficheur score 001

Dernière mise à jour : 25/03/2012

Présentation

Le présent circuit permet d'afficher un nombre quelconque compris entre 000 et 999 à partir d'un clavier d'ordinateur type PS2 ou d'un clavier à touches matricées de type 4x4. Le nombre est affiché après appui sur la touche ENTER et peut être rapidement remis à zéro à l'aide d'une unique touche CLEAR. L'affichage montré ici est "local" mais on peut bien sûr le déporter en prenant les précautions nécessaires pour que tout se passe bien. Les afficheurs peuvent être de type standard et éclairer "normalement" ou être de type géant et éclairer très fort, pour un usage en extérieur. Le tout est assez simple à réaliser (si, si) grâce à l'emploi d'un microcontrôleur PIC de type 16F628A.

Avertissement

Montage simulé avec succès mais pas testé pratiquement. Ceci dit :

• la section lecture clavier PS2 a été réellement testée et avec succès dans mon orgue 008,
• la section clavier a été réellement testée et avec succès dans mon sélecteur 001c,
• la section affichage avec les CD4094 a été utilisée de maintes fois avec succès (voltmètre 005 par exemple).

Donc à moins d'un manque de chance manifeste...

Schéma

Oups...



Ah bah oui, désolé. Il faut bien gérer le clavier PS2 et le clavier à touches matricées.

Principe général

Un PIC scrute en permanence l'état des touches d'un clavier (touches enfoncées ou relâchées). Le clavier peut être de type PS2 (pour ordinateur) ou être constitué d'une matrice de 4x4 boutons poussoirs individuels (câblés en 4 rangées et 4 colonnes). Attention, dans l'état actuel, le système fonctionne avec un type de clavier ou l'autre, mais pas avec les deux à la fois. Le choix est fait grâce au positionnement d'un cavalier (jumper) de configuration (JP1/Mode).

Analyse clavier standard 4x4

JP1/Mode côté +5 V (RA5 = 1)
Le clavier constitué des seize boutons poussoir SW1 à SW16 permet de saisir les chiffres désirés.

• SW1 à SW9 pour les chiffres 1 à 9
• SW10 pour le chiffre 0
• SW11 pour validation (ENTER)
• SW12 pour remise à zéro générale (CLEAR)
• SW13 pour méthode de mise à jour de l'affichage

SW14 à SW16 sont représentés sur le schéma mais ne servent à rien dans l'état actuel des choses, et peuvent donc être supprimés. SW13 permet de spécifier si l'affichage doit être oui on non raffraichi à chaque appui sur une nouvelle touche du clavier. Dans l'affirmative, l'affichage change à chaque fois qu'on appuie sur une nouvelle touche SW1 à SW10. Dans la négative, l'affichage n'est raffraichi qu'au moment de l'appui sur la touche SW11/ENTER.

Analyse clavier PS2

JP1/Mode côté masse (RA5 = 0)
Dans ce mode le clavier PS2 est surveillé en permanence et dès l'appui sur une touche, son code est analysé. S'il fait partie d'une des touches attendues, le logiciel du PIC fait ce qu'il faut avec.

• Touche 0 à 9 pour les chiffres 0 à 9 (chiffres du clavier lettres ou du pavé numérique)
• Touche ENTER pour validation (ENTER)
• Touche ESC pour remise à zéro générale (CLEAR)
• Touche TAB pour méthode de mise à jour de l'affichage

La touche TAB jour le même rôle que SW13 du clavier 4x4 et permet de spécifier si l'affichage sur les segments LED doivent ou non suivre les appuis successif ou attendre l'appui sur la touche ENTER.

Horloge PIC

L'usage d'un clavier de type PS2 impose une vitesse d'horloge de 6 MHz au minimum, comme indiqué dans l'aide en ligne du logiciel MikroPascal. On ne peut donc utiliser l'horloge interne de 4 MHz, et c'est pourquoi on trouve un quartz de 8 MHz entre les broches OSC1 et OSC2 du 16F628A.

Affichage numérique

Assuré par trois afficheur LED à sept segments, de préférence de type bien lumineux (faible consommation) car les circuits intégrés qui les pilotent sont de type CMOS et alimentés sous une tension de +5 V. Les CD4094 ne permettent pas de sortir les millions d'ampères requis pour les afficheurs de cinq kilomètres carrés. Vous avez ici trois solutions possibles au moins :
1 - utiliser des afficheurs simples, classiques, faciles à trouver et bon marché, et vous contenter de la luminosité qu'ils offrent;
2 - utiliser des afficheurs simples, classiques, faciles à trouver et un peu moins bon marché, et bénéficier d'une luminosité plus conséquente;
3 - faire appel à un afficheur géant tout fait ou que vous fabriquez vous-même avec plusieurs LED en guise de segments :


Exemple en page Afficheur LED 7 segments 002.

Les CD4094 sont des registres à décalage qui "transforment" les informations qu'on leur transmet sous forme série, en informations de forme parallèle. Les trois afficheurs sont chaînés et reçoivent les données venant du PIC via les trois fils de liaison Data, Clock et Strobe. Les deux seuls fils vraiment indispensables sont les lignes Data et Clock, la ligne Strobe n'est là que pour donner au montage un aspect luxueux (affichage propre lors de la mise à jour des chiffres).

Câblage de la prise PS2

Le brochage précisé sur le schéma pour la prise PS2 est valable pour le connecteur femelle chassis qui accueille la fiche mâle en bout de câble du clavier. On trouve donc le même brochage mais en miroir pour la fiche mâle du clavier.



Repérage des fils selon couleur :
- fil noir = GND, masse. Aussi relié au pourtour métallique de la fiche (blindage)
- fil rouge = +5 V
- fil vert = Data
- fil blanc = Clock

Circuit imprimé

Non réalisé.

Logiciel du PIC

Fichier binaire compilé (*.hex) et fichiers de code source (MikroPascal Pro V5.30) inclus dans l'archive zip que voici :
Afficheur score 001 - 16F628A - (25/03/2012)
Si vous souhaitez recevoir par la poste un PIC préprogrammé et prêt à utiliser, merci de consulter la page PIC - Sources.

Historique

25/03/2012
- Première mise à disposition.