INFORME: PROYECTO BINARIO-DISPLAY BINARIO-DISPLAY SIETE SEGMENTOS
OSCAR IVAN CIFUENTES JAIRO ALBERTO BARRIOS
UNIVERSIDAD ANTONIO NARIÑO INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA ELECTRÓNICA INDUSTRIAL SANTIAGO DE CALI 2017
INFORME: PROYECTO BINARIO-DISPLAY BINARIO-DISPLAY SIETE SEGMENTOS
OSCAR IVAN CIFUENTES JAIRO ALBERTO BARRIOS
Informe: Proyecto Práctico
Presentado a: ING. FABIAN CHAVARRIAGA LENIS
UNIVERSIDAD ANTONIO NARIÑO INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA ELECTRÓNICA INDUSTRIAL SANTIAGO DE CALI 2017
INTRODUCCIÓN.
En el siguiente informe se presenta el desarrollo del proyecto propuesto para la iniciación en el mundo del arduino, el cual consiste en representar en un display de siete segmentos los equivalentes decimales de las entradas binarias de un dip switch de cuatro bits. El proyecto se desarrolla bajo la plataforma de arduino uno y se utiliza el CAD de Isis para la simulación del proyecto; de igual forma se logra desarrollar el montaje del proyecto en la protoboard. Aplicando conceptos básicos de electrónica y programación.
OBJETIVOS.
Conocer el entorno arduino, su estructura de programación y su arquitectura física.
Servir de preámbulo al desarrollo de proyectos con la plataforma arduino.
Aplicar conceptos básicos de electrónica y programación.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Conocer los comandos básicos para la programación en el entorno de arduino.
Programar pines digitales de entrada y salida.
Distinguir los pines del microcontrolador Atmega de arduino.
Conocer los tipos de display de siete segmentos.
Clasificar los pines del display de siete segmentos.
Conocer el funcionamiento de las resistencias Pull- Up para la adquisición de entradas TTL en el microcontrolador.
Recordar el sistema de numeración binario.
PROYECTO BINARIO-DISPLAY SIETE SEGMENTOS
Planteamiento.
El proyecto consiste en que a través de la manipulación de un dip switch de cuatro bit se le envíen al microcontrolador del arduino los números de cero a ocho en binario y posteriormente el microcontrolador haga el procesamiento de tomar las señales en binario y mostrar en el display de siete segmentos los números en base diez.
Diagrama de Bloques.
+5V
DIP SWITCH 4 Bits
MICROCONTROLA DOR ARDUINOR
GND
DISPLAY 7 SEGMENTOS
MATERIALES. PLACA ARDUINO UNO.
1. C onector US B encargado de la comunicación con el puerto serial de la PC para la programación del Arduino, además de servir de fuente de alimentación de 5V a bajo amperaje.
2. R eg ulador de voltaje de 5V . cuando se conecta un adaptador como fuente de alimentación para el Arduino.
3. Plug de conexión para fuente de alimentación externa con pin central positivo, se admite hasta 20VDC.
4. Puerto de seis pines .
Reset. Se activa cuando recibe una señal de un cero lógico.
3.3V . fuente de 3.3VDC para dispositivos externos. 5V. fuente de 5VDC para dispositivos externos. 2 GND. Pines de referencia a 0V. Vin. este pin está conectado con el positivo del plug 3 por lo que se usa para conectar la alimentación de la placa con una fuente externa de entre 6 y 12VDC en lugar del plug 3 o la alimentación por el puerto USB.
5. Puerto de entradas analógicas para la conexión de sensores analógicos 6. Microcontrolador . Atmega 328 cerebro de la placa y sobre el cual se efectúa la programación.
7. B otón de R eset.
8. Pi nes de programación IC PS para programar el Arduino en la protoboard. 9. LED ON . 10. LEDs de recepción y transmisión, estos se encienden cuando la tarjeta se comunica con el PC. El Tx indica transmisión de datos y el Rx recepción.
11. Puerto de conexi ones , está constituido por los pines de entradas o salidas digitales desde la cero hasta la 7. La configuración como entrada o salida debe ser incluida en el programa. Cuando se usa la terminal serial es conveniente no utilizar los pines cero (Rx) y uno (Tx). Los pines 3, 5 y 6 están precedidos por el símbolo ~ , lo que indica que permiten su uso como salidas controladas por ancho de pulso PWM.
12. Puerto de conexiones , incluye 5 entradas o salidas adicionales (de la 8 a la 12), las salidas 9, 10 y 11 permiten control por ancho de pulso.
13. Led es tado del pin 13. 14. A R E F referencias para entradas análogas. 15. Chip de comunicación serial.
DIP SWITCH.
Tomado de Wikipedia
Se trata de un conjunto de interruptores encapsulados; en ingles DIP ( Dual In-line Package), En particular el DIP Swicht es el encargado de enviar las señales binarias en un formato TTL, es decir para un bit 0 se establece como 0 voltios y un bit 1 será 5V positivos. Para lograr esto el DIP swicht se configuran con unas resistencias denominadas PULL-UP; como se observa en la siguiente figura.
+5V
DIPSWICTH
RESISTENCIAS 10K
GND
SEÑALES DE ENTRADA AL MICRO
Funcionamiento : cuando uno de los interruptores del DIP SWICTH se encuentra abierto el voltaje de la corriente que produce los 5V no fluye hacia el micro, por lo contrario las entradas del micro se encuentran conectadas por medio de las resistencias de 10K a tierra o la Ref – enviando un cero lógico o 0V a la entrada del microcontrolador.
Cuando un interruptor del DIP SWICTH se cierra la corriente fluye a las entradas del micro debido a que se encuentra en su trayectoria una resistencia de 10K y el único camino de baja resistencia es el que dirige hacia el microcontrolador originándose así los 5V+ o 1 Binario en la entrada del pin del microcontrolador.
DIP EN CIRCUITO ABIERTO
ENTRADA AL MICRO
0V o 0 binario
DIP EN CIRCUITO CERRADO
RECORRIDO DE LA CORRIENTE ENTRADA AL MICRO RESISTENCIA 10K
5V+ o 1 binario
DISPLAY DE SIETE SEGMENTOS.
Es un visualizador de 7 segmentos es un componente que se utiliza para la representación de caracteres (normalmente números) en muchos dispositivos electrónicos, debido en gran medida a su simplicidad. Aunque externamente su forma difiere considerablemente de un led típico, internamente están constituidos por
una
serie
de
ledes
con
unas
determinadas
conexiones
internas,
estratégicamente ubicados de tal forma que forme un número '8'. En el mercado existen variedad de displays de 7 segmentos pero se pueden clasificar según su forma de conexión, estos pueden ser display de ando común si el pin común es conectado a 5 V+ o display de cátodo común si el pin común se conecta a 0V de REF.
En el proyecto se utilizó el display de ánodo común y sus pines comunes se conectaron a 5V por medio de una resistencia de 220 ohmios. En la siguiente figura se observa la configuración de los pines y sus respectivos segmentos; asi como la forma como se realizaron las conexiones. En este punto se define que las salidas del microcontrolador Atmega deberán ser de 0V o Ref – para lograr iluminar los segmentos del display de ánodo común.
Tomado de electrontools.com
5V+
RESISTENCIA DE 220
A LAS SALIDAS DEL MICRO DISPLAY 7 SEGMENTOS
PROCEDIMIENTO.
Se empieza por designar los pines del Arduino que trabajaran como entrada y recibirán las señales lógicas del DIP SWICTH, posteriormente se designan los pines de que funcionaran como salida del microcontrolador e irán conectados al display de siete segmentos. Como se ilustra en el siguiente diagrama.
PIN1
D I P S W I C T H
PIN9
PIN 2
PIN10
PIN 3
PIN11
PIN 4
PIN12
M I C R O C O N T R O L A D O R
PIN2
PIN A
PIN3
PIN B
PIN4
PIN C
PIN5
PIN D
PIN6
PIN E
PIN7
PIN F
PIN8
PIN G
D I S P L A Y 7 S E G M E N T O S
MONTAJE EN ISIS.
PROGRAMACIÓN.
La programación se realizó en el entorno Arduino 8.1 descargado de la página de Arduino.cc. Inicialmente se configuran los pines de entrada y salida según el diagrama. Se crean las subrutinas y se realiza la lectura de los pines de entrada, la condcional if se usa para establecer los pines de entrada en alto y llamar a la subrutina establecida que enviara al puerto de salida los bit 0 necesarios para iluminar el display de siete segmentos para poder visualizar el número correspondiente.
CODIGO void setup() { pinMode(2,OUTPUT); //segmento A pinMode(3,OUTPUT); //segmento B pinMode(4,OUTPUT); //segmento C pinMode(5,OUTPUT); //segmento D pinMode(6,OUTPUT); //segmento E pinMode(7,OUTPUT); //segmento F pinMode(8,OUTPUT); //segmento G pinMode (9,INPUT); //ENTRADA 1 pinMode (10,INPUT); //ENTRADA 2 pinMode (11,INPUT); //ENTRADA 3 pinMode (12,INPUT); //ENTRADA 4 } void cero () { digitalWrite (2,LOW); digitalWrite (3,LOW); digitalWrite (4,LOW); digitalWrite (5,LOW); digitalWrite (6,LOW); digitalWrite (7,LOW); digitalWrite (8,HIGH); loop(); } void uno () { digitalWrite (2,HIGH); digitalWrite (3,LOW); digitalWrite (4,LOW); digitalWrite (5,HIGH); digitalWrite (6,HIGH); digitalWrite (7,HIGH); digitalWrite (8,HIGH); loop(); } void dos() { digitalWrite (2,LOW); digitalWrite (3,LOW);
digitalWrite (4,HIGH); digitalWrite (5,LOW); digitalWrite (6,LOW); digitalWrite (7,HIGH); digitalWrite (8,LOW); loop(); } void tres() { digitalWrite (2,LOW); digitalWrite (3,LOW); digitalWrite (4,LOW); digitalWrite (5,LOW); digitalWrite (6,HIGH); digitalWrite (7,HIGH); digitalWrite (8,LOW); loop(); } void cuatro() { digitalWrite (2,HIGH); digitalWrite (3,LOW); digitalWrite (4,LOW); digitalWrite (5,HIGH); digitalWrite (6,HIGH); digitalWrite (7,LOW); digitalWrite (8,LOW); loop(); } void cinco () { digitalWrite (2,LOW); digitalWrite (3,HIGH); digitalWrite (4,LOW); digitalWrite (5,LOW); digitalWrite (6,HIGH); digitalWrite (7,LOW); digitalWrite (8,LOW); loop(); } void seis () { digitalWrite (2,LOW);
digitalWrite (3,HIGH); digitalWrite (4,LOW); digitalWrite (5,LOW); digitalWrite (6,LOW); digitalWrite (7,LOW); digitalWrite (8,LOW); loop (); } void siete () { digitalWrite (2,LOW); digitalWrite (3,LOW); digitalWrite (4,LOW); digitalWrite (5,HIGH); digitalWrite (6,HIGH); digitalWrite (7,HIGH); digitalWrite (8,HIGH); loop (); } void ocho () { digitalWrite (2,LOW); digitalWrite (3,LOW); digitalWrite (4,LOW); digitalWrite (5,LOW); digitalWrite (6,LOW); digitalWrite (7,LOW); digitalWrite (8,LOW); loop (); } void nueve () { digitalWrite (2,LOW); digitalWrite (3,LOW); digitalWrite (4,LOW); digitalWrite (5,HIGH); digitalWrite (6,HIGH); digitalWrite (7,LOW); digitalWrite (8,LOW); loop (); } void loop() { int boton1 = digitalRead (9); //1 del dip int boton2 = digitalRead (10); //2 del dip
int boton3 = digitalRead (11); int boton4 = digitalRead (12);
//3 del dip //4 del dip
if (boton1==0 && boton2==0 && boton3==0 && boton4==0) { cero(); } if (boton1==0 && boton2==0 && boton3==0 && boton4==1) { uno (); } if (boton1==0 && boton2==0 && boton3==1 && boton4==0) { dos(); } if (boton1==0 && boton2==0 && boton3==1 && boton4==1) { tres(); } if (boton1==0 && boton2==1 && boton3==0 && boton4==0) { cuatro(); } if (boton1==0 && boton2==1 && boton3==0 && boton4==1) { cinco(); } if (boton1==0 && boton2==1 && boton3==1 && boton4==0) { seis(); } if (boton1==0 && boton2==1 && boton3==1 && boton4==1) { siete(); } if (boton1==0 && boton2==0 && boton3==0 && boton4==1) { ocho(); } if (boton1==1 && boton2==0 && boton3==0 && boton4==1) {
nueve(); } } MONTAJE.
