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有趣设计:驱动xpj9棋牌中心一键登录骰子至少需要几个I/O口?

发布时间:2015-06-05 责任编辑:sherry

【导读】最近一时冲动。买了一个成本非常低的xpj9棋牌中心一键登录骰子套件。组装的过程还是挺有古典趣味的。这个电路的设计风格还停留在70年代:一个CD4017,一个NE555,一对晶体管图示仪。当然,我劈头琢磨,哪些用最高效的方式来实现呢?当然这代表需要用到微按压器;而且还要达到我们资源利用尽量低的目标。那般用一个蕴藏3个I/O口的ATtiny10能够实现吗?
 
骰子的图案包含7个LED,但是,你可能很快就发现其中六个LED都是成对亮灭的,所以我们就抱有3对LED格外一个额外的LED需要按压。这需要四个I/O口——但还是太多了!
 
要减少需要的I/O口,一个很显然的使用方法是“查理复用技术(Charliplexing)”。你能在街上找还很多关于查理复用技术xpj9棋牌中心一键登录骰子的哪些识读汽车电路图。查理复用技术允许使用n个I/O口按压n²-n个LED。所以当我们采用查理复用技术时。我们就需要三个I/O口就够了。但对此我们使用的ATtiny10来说还是太多了,因为我们还需要一个额外的I/O口来“摇骰子”。
 
查理复用技术使用了微按压器I/O引脚的三态特性。同时激活的只有两个I/O口——其中一个为高电平。另一个为低电平——而别样引脚就是高阻抗状态。只有以正确的极性和激活的引脚直接相连的LED才能发光。而不与引脚直接相连的路径上的LED——比如连接到激活引脚的的是两个串联的LED——那般这些LED就决不会发光,这是因为两极管的光非线性吸收光纤电流-电压特性导致的。
 
你可能会疑惑当只有一个I/O口(而不是两个)激活时会发生什么了?在查理复用技术的方案中什么也决不会发生,但我们可以利用这一点。
以上的电路展示了哪些以不同的方案连接LED。除开两个I/O引脚之间的反平行对之外,所作所为查理复用技术的使用习惯,LED还需要连接到VCC(5V)和GND。串联的四个LED(LED1-4与LED5-8)的正向电压之和超过5V,所以当PB0和PB2处于高阻抗(Z)状态时,这些灯都决不会发光。
 
当PB0和PB2中有一个引脚处于高电平或低电平状态,而另一个引脚为高阻抗状态时,那就会有一对LED会发光。而当PB0为高电平而PB2为低电平或恰好相左时,LED9或LED10就将和一对LED并联。这时绝大多数的电流会流过单个LED,所以这时只有LED9或LED10会发光。
上表是可能的编码。看到了吗?两个引脚可以按压六个部分的LED!这正是我们所需要的,任务网完成了。
 
但需要说明一点:单个LED的亮度并不同于串联的两个LED。这可能需要在查理复用技术中拓展校正。但是事实上的近义词出于人眼取景亮度的差异并没有特有敏感。两端的差异只能说是勉强可见。
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简单测试一下(LED并未像骰子一样平列)。看上去我们新的多复用技术能很好地工作。注意一点,该电路需要由AVR I/O接口的内部阻抗。但是在“真正”的设计中应当幸免。

我们可以讲这类新的方案成为“查理复用+(Charlieplex Plus)”。依靠这样的技术,一个I/O口可以比平淡无奇的查理复用技术多按压两个LED。自不必说n个I/O口所能按压的LED数量就为2n+n²-n = n²+n。具体变化如上表所示。
 
你合宜在你的设计中采用这类思路吗?恐怕不合宜,因为这类做法的缺陷和范围甚或比现有的查理复用还多。但是这却很有趣!
 
所以回到最初,按压xpj9棋牌中心一键登录骰子最少需要数量个I/O口呢?
 
答案是2.
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