Módulo:  Display Duplo de 7 Segmentos

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        Este módulo, composto por dois mostradores de sete segmentos, de anodo comum, pode ser usado em conjunto com o kit de microcontrolador ou o de PLD para a exibição de valores numéricos de um ou dois algarismos, com ou sem pontos decimais. Cada mostrador está associado a um conector independente.
Fig.: Módulo Display de 7 Segmentos
Fig. 1: Placa do Mostrador Duplo de 7 Segmentos.



Descrição Geral, Princípios de Funcionamento e Aplicação

        A Fig. 2 mostra o circuito para qualquer dos mostradores da placa, e a Fig. 3, um detalhe da placa com as associações de pinagem de um conector. Observe que a placa é alimentada através do cabo de dados, pelo kit de PLD ou de microcontrolador.
Fig.: Esquema para um dos Mostradores
Fig. 2:  Diagrama Esquemático
(para um mostrador).




Foto: Conector IDC do Módulo.
Fig. 3:  Conector de entrada, com
indicação visível da pinagem.

        Sendo o mostrador adotado de anodo comum, conectado ao Vcc, um segmento do mesmo será aceso se o seu catodo for conectado a um ponto de potencial mais baixo, com a corrente limitada adequadamente. Na Figura 4, por exemplo, mostra-se um circuito simples, em que os segmentos “p”, “e” e “f” estão conectados a Vcc (equivalente a nível lógico alto), enquanto os demais segmentos estão conectados à referência de terra do circuito (nível lógico baixo). Estes últimos deverão acender, e será visível o algarismo 3 (três).

Fi.g. 4: Demonstrando o Princípio de Funcionamento.
Fi.g. 4: Demonstrando o Princípio de Funcionamento.


        Na Fig. 5 mostram-se os valores que devem ser aplicados à entradas de segmento p, a, b, c, d, e, f e g, nesta ordem, de modo a formar os dezesseis algarismos hexadecimais.

Fig. 5:  Tabela de Acionamento do Display de Anodo Comum.

(b)

Fig. 5:  Princípio de acionamento do display de anodo comum:
a) tabela de formação dos caracteres;
b) animação do funcionamento.


Aplicação com o Kit uCS52

          O módulo de mostrador de 7 segmentos pode ser conectado diretamente ao Kit de Microcontrolador uCS52, através de um cabo adequado, como mostrado na figura abaixo. Observe que a construção do cabo, e o fato de que os conectores são polarizados garante que o módulo será convenientemente alimentado e que os sinais de dados serão transmitidos à placa em uma ordem predefinida. Na figura, sugere-se a conexão do mostrador à porta P0. Para um caso geral, utilizando-se o cabo padrão e uma porta genérica Pn (com n entre 0 e 3, para os microcontroladores de arquitetura 8051, tem-se a associação de pinos mostrada na Tabela 1.

Tabela 1:  Associação de pinos
    entre o display e uma porta
    do microcontrolador.

Pino
do Kit uC

Segmento
do Display
n.7 p
Pn.6 a
Pn.5 b
Pn.4 c
Pn.3 d
Pn.2 e
Pn.1 f
Pn.0 g


Fig. 6: Conexão do Display ao Kit uCS52.
Fig. 6: Conexão do Display ao Kit uCS52.


Exemplo:  Programa para Exibição de Algarismos Hexadecimal no Mostrador


        O programa proposto simplesmente apresenta o algarismo "7" no display, mas inclui duas subrotinas úteis, para uso futuro:

    1. Display_7S: recebe um valor numérico no acumulador e exibe-o em um mostrador de 7 segmentos conectado a uma porta do microcontrolador (definida, para generalidade, pelo símbolo "display" em uma diretiva "EQU" no código-fonte em Assembly) , através de um cabo padrão. Esta subrotina chama “conv_7Seg”, descrita a seguir. O conteúdo original de A é armazenado na pilha, para retornar intacto ao programa chamador.

    2. Conv_7Seg: utiliza uma simples tabela de consulta (“lookup table”) para encontrar o código de formação associado a cada valor numérico hexadecimal entre 0 e 15, compatível com o esquema de conexão da placa de mostradores.

         Clique aqui para acessar o código-fonte do programa  (disp_7s.asm).



Aplicação com o Kit PLD7128

            Os conectores padronizados na placa do Kit PLD7128 e a adoção de cabos adequados permitem a conexão direta da placa de mostrador de 7 segmentos, como mostrado na figura abaixo. O conector do kit utilizado determina a associação de pinos a ser gravada no projeto do PLD. Para o caso ilustrado na figura (display ligado a CN10), teríamos então:


Tabela 2: Associação de
   pinos entre o display e
   conector CN10 do
    kit PLD7128

Pino
do PLD7128

Segmento
do Display

55

p

54

a

52

b

51

c

50

d

49

e

48

f

46

g

Fig. 7: Conexão do Display ao Kit PLD7128.
Fig. 7: Conexão do Display ao Kit PLD7128.


Exemplo: Um Simples Contador de um Algarismo.


            A figura seguinte mostra o diagrama esquemátic o de um circuito simples, a ser introduzido no software de desenvolvimento MAX+PLUS II ou no Quartus II, e que exibe uma contagem de pulsos em uma entrada de clock, até 9. Clique aqui para acessar o projeto completo, compactado no formato "zip".

Fig. 9: Circuito de um Contador Simples com PLD.

Fig. 8: Circuito de um Contador Simples com PLD.


        Após a entrada do esquemático, defina para o projeto o CI EPM7128SLC84-15, do kit de PLD, e entre com a tabela de associação de pinos desejada. (selecionamos aqui o o pino de “clock global 2” do PLD e, arbitrariamente, o conector CN4 para o mostrador). Compile o projeto e grave-o. Uma forma simples de testá-lo é conectar, como mostrado na Fig. 9, um mostrador à placa CN6, uma placa de botões ao conector CN4 do kit e pressionar repetidamente o 3o botão desta placa. A contagem funcionará corretamente, mas executará "saltos", em virtude do efeito de “bouncing” nos botões.


Fig. 10: Testando o Contador Simples
Fig. 9: Testando o Contador Simples