Controlar um LED de um dígito e 7 segmentos com um microcontrolador PIC é um projeto interessante e prático que encontra aplicações em vários campos, como displays digitais, sistemas embarcados e automação. Como fornecedor de LED de um dígito e 7 segmentos, sou bem versado nos componentes e no processo envolvido neste mecanismo de controle. Neste blog, irei guiá-lo pelas etapas de controle de um LED de um dígito e 7 segmentos usando um microcontrolador PIC.
Compreendendo o LED de um dígito e 7 segmentos
Um LED de um dígito e 7 segmentos consiste em sete segmentos de LED individuais dispostos no formato do dígito 8, junto com um ponto decimal. Esses segmentos são normalmente rotulados como a, b, c, d, e, f e g. Ao iluminar diferentes combinações destes segmentos, podemos exibir diferentes dígitos de 0 a 9, bem como algumas letras.
O LED de 7 segmentos pode ser ânodo comum ou cátodo comum. Em uma configuração de ânodo comum, todos os ânodos dos LEDs individuais são conectados entre si e ligados a uma fonte de tensão positiva. Para iluminar um segmento, o pino catódico correspondente deve ser puxado para baixo. Por outro lado, em uma configuração de cátodo comum, todos os cátodos são conectados entre si e aterrados, e para iluminar um segmento, o pino do ânodo correspondente deve ser puxado para cima.
Selecionando o microcontrolador PIC correto
Quando se trata de controlar um LED de um dígito e 7 segmentos, existem vários microcontroladores PIC que podem ser usados. Algumas escolhas populares incluem PIC16F84A, PIC16F628A e PIC18F452. Esses microcontroladores oferecem um bom equilíbrio entre custo, desempenho e facilidade de uso.
Para este projeto, vamos supor que estamos usando um PIC16F84A. Possui 13 pinos de E/S, que são suficientes para controlar um LED de um dígito e 7 segmentos. O microcontrolador opera em uma frequência de clock que pode ser ajustada de acordo com as necessidades do projeto.
Projeto de Circuito
A primeira etapa no controle do LED de 7 segmentos é projetar o circuito. Aqui está um diagrama de circuito básico para controlar um LED de cátodo comum de um dígito e 7 segmentos usando um PIC16F84A:
- Fonte de energia: Conecte o pino VDD do PIC16F84A ao terminal positivo da fonte de alimentação (geralmente 5V) e o pino VSS ao terra.
- 7 - Conexão do LED do segmento: Conecte os pinos de sete segmentos (a, b, c, d, e, f, g) do LED de 7 segmentos aos pinos de saída do microcontrolador PIC. Por exemplo, você pode conectar o segmento a ao pino RA0, o segmento b ao pino RA1 e assim por diante. Se você estiver usando um LED de cátodo comum, pode ser necessário adicionar resistores limitadores de corrente em série com cada segmento para evitar sobrecorrente e danos aos LEDs. Um valor típico para esses resistores é em torno de 330 ohms.
- Resistores pull-up: Se necessário, adicione resistores pull-up aos pinos de entrada do microcontrolador para garantir uma operação estável.
Programando o microcontrolador PIC
Uma vez projetado e montado o circuito, o próximo passo é programar o microcontrolador PIC. Usaremos o MPLAB IDE (Integrated Development Environment) junto com o montador MPASM para escrever e compilar o código.
Aqui está um exemplo de código assembly simples para exibir os dígitos de 0 a 9 em um LED de cátodo comum de um dígito e 7 segmentos usando um PIC16F84A:
LIST P=16F84A #INCLUDE <P16F84A.INC> ORG 0 MOVLW 0x07 ; Configure PORTA como saída MOVWF TRISA MOVLW 0x00 ; Inicialize PORTA para 0 MOVWF PORTA MAIN_LOOP: ; Dígito de exibição 0 MOVLW 0x3F MOVWF PORTA CALL DELAY ; Exibir dígito 1 MOVLW 0x06 MOVWF PORTA CALL DELAY ; Exibir dígito 2 MOVLW 0x5B MOVWF PORTA CALL DELAY ; Exibir dígito 3 MOVLW 0x4F MOVWF PORTA CALL DELAY ; Display dígito 4 MOVLW 0x66 MOVWF PORTA CALL DELAY ; Exibir dígito 5 MOVLW 0x6D MOVWF PORTA CALL DELAY ; Exibir dígito 6 MOVLW 0x7D MOVWF PORTA CALL DELAY ; Display dígito 7 MOVLW 0x07 MOVWF PORTA CALL DELAY ; Exibir dígito 8 MOVLW 0x7F MOVWF PORTA CALL DELAY ; Dígito de exibição 9 MOVLW 0x6F MOVWF PORTA CALL DELAY GOTO MAIN_LOOP DELAY: MOVLW D'255' DELAY_LOOP: DECFSZ 0x20, F GOTO DELAY_LOOP RETURN ENDNeste código, primeiro configuramos os pinos PORTA do PIC16F84A como pinos de saída. Então, no loop principal, exibimos cada dígito de 0 a 9 no LED de 7 segmentos, enviando os valores hexadecimais apropriados para o registrador PORTA. OATRASOA sub-rotina é usada para introduzir um pequeno atraso entre a exibição de cada dígito para que possamos ver os dígitos claramente.
Compilando e programando o código
Depois de escrever o código, precisamos compilá-lo usando o montador MPASM no IDE MPLAB. O montador irá gerar um arquivo hexadecimal, que contém o código de máquina do microcontrolador PIC.
Para programar o PIC16F84A, podemos usar um programador PIC como o Pickit 2 ou Pickit 3. Conecte o programador ao microcontrolador PIC e ao computador e, em seguida, use o software de programação para carregar o arquivo hexadecimal no microcontrolador.
Aplicações e considerações avançadas
Embora o circuito e o código básicos nos permitam exibir dígitos de 0 a 9, existem muitas aplicações e considerações avançadas que podem ser exploradas.
- Exibindo letras: Utilizando diferentes combinações de ativações de segmentos, é possível exibir algumas letras no LED de 7 segmentos. Por exemplo, para exibir a letra ‘A’, podemos ativar os segmentos a, b, c, e, f e g.
- Vários dígitos: Se precisar exibir vários dígitos, você pode usarLED de três dígitos e 7 segmentos,LED de dois dígitos e sete segmentos, ouLED de quatro dígitos e 7 segmentos. O princípio é semelhante, mas você precisará usar técnicas de multiplexação para controlar cada dígito sequencialmente.
- Controle de brilho: O brilho do LED de 7 segmentos pode ser controlado ajustando a corrente que flui através dos segmentos. Isto pode ser conseguido usando um sinal PWM (Modulação por Largura de Pulso) gerado pelo microcontrolador PIC.
Contato para Aquisições
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Referências
- Folha de dados PIC16F84A da Microchip Technology Inc.
- Guia do usuário do MPLAB IDE.
- Guia do usuário do MPASM Assembler.