Controlando Display de 7 Segmentos com CD4511 e Arduino

Apresentação:

Olá amigos hobistas, fãs do Arduino, programadores ou apenas curiosos. Depois de algumas semanas sem postar estamos de volta com um projeto bacana. Hoje faremos um contador utilizando um display de 7 segmentos.
O display de 7 segmentos é normalmente utilizado para indicar números e podem ser vistos normalmente em elevadores, alguns rádio relógios.
Aqui está um exemplo de um display de elevador.



Material necessário:
Para este experimento precisaremos de alguns materiais:

- 1 Placa Arduino Duemilanove e seu respectivo cabo
- 1 Fonte de alimentação de 5V
- 1 Protoboard
- 7 resistores de 150Ω
- 1 CI CD4511- Decodificador BCD - 7 Segmentos
- 1 Display de 7 Segmentos Catodo Comum
- Alguns fios para conectar os componentes

O que faremos?

Criaremos um código para a placa Arduino, este enviará para um decodificador BCD-7-Segmetnos 4 bits, esses serão decodificados e então serão convertidos em 7 bits então usados para controlar um display de 7 segmentos.
Para saber mais sobre códigos BCD visite o link para a Wikipedia.

Como ligar os acessórios?

Neste post testaremos uma nova forma de mostrar como os acessórios foram ligados, apresentarei o circuito na forma de um desenho feito com com o software Fritzing que pode ser baixado gratuitamente do seu site. Veja na imagem a seguir como ficou o circuito ou clique aqui para ver em tamanho real.



Montagem:

Image do CI CD4511BE.


Conexão do CI, resistores e display de 7 segmentos. Ficou uma aranha. :)


Placa Arduino, responsável por enviar 4 bits em formato BCD.


Visão geral do projeto, protoboard, fonte, Arduino e componentes.


Programação:

A programação para este projeto é bem simples, defino 4 variáveis e atribuo a elas o endereço das portas de IO do Arduino. Em seguida na função Setup faço mais algumas configurações e então defino a função number que recebe um número como parâmetro. Baseado neste número as portas de saída são configuradas para enviar um valor BDC adequado.
Dentro da função loop crio 2 laços para fazer a contagem de forma crescente e depois decrescente. Bem simples, veja abaixo o código.

/*
7 Segments

This project uses the CD4511 BCD to 7segments Latch Decoder Driver
to count the numbers from 0 - 9 and after 1 second from 9 - 0.

Created 25 June 2010
By Diego Antunes
*/

// Atribui a cada variável um endereço.
int pinA = 6, pinD = 7, pinC = 8, pinB = 9;

void setup()
{
// Configura a velocidade da porta serial
Serial.begin(9600);

// Diz ao controlador que os pinos são de saída
pinMode(pinA, OUTPUT);
pinMode(pinB, OUTPUT);
pinMode(pinC, OUTPUT);
pinMode(pinD, OUTPUT);
}

// Recebe um inteiro como parâmetro
// Baseado no número configura os pinos de saída conforme da tabela BCD
// do CI CD4511
void number(int num)
{
switch (num) {
case 0:
digitalWrite(pinA, LOW);
digitalWrite(pinB, LOW);
digitalWrite(pinC, LOW);
digitalWrite(pinD, LOW);
break;
case 1:
digitalWrite(pinA, HIGH);
digitalWrite(pinB, LOW);
digitalWrite(pinC, LOW);
digitalWrite(pinD, LOW);
break;
case 2:
digitalWrite(pinA, LOW);
digitalWrite(pinB, HIGH);
digitalWrite(pinC, LOW);
digitalWrite(pinD, LOW);
break;
case 3:
digitalWrite(pinA, HIGH);
digitalWrite(pinB, HIGH);
digitalWrite(pinC, LOW);
digitalWrite(pinD, LOW);
break;
case 4:
digitalWrite(pinA, LOW);
digitalWrite(pinB, LOW);
digitalWrite(pinC, HIGH);
digitalWrite(pinD, LOW);
break;
case 5:
digitalWrite(pinA, HIGH);
digitalWrite(pinB, LOW);
digitalWrite(pinC, HIGH);
digitalWrite(pinD, LOW);
break;
case 6:
digitalWrite(pinA, LOW);
digitalWrite(pinB, HIGH);
digitalWrite(pinC, HIGH);
digitalWrite(pinD, LOW);
break;
case 7:
digitalWrite(pinA, HIGH);
digitalWrite(pinB, HIGH);
digitalWrite(pinC, HIGH);
digitalWrite(pinD, LOW);
break;
case 8:
digitalWrite(pinA, LOW);
digitalWrite(pinB, LOW);
digitalWrite(pinC, LOW);
digitalWrite(pinD, HIGH);
break;
case 9:
digitalWrite(pinA, HIGH);
digitalWrite(pinB, LOW);
digitalWrite(pinC, LOW);
digitalWrite(pinD, HIGH);
break;
default:
digitalWrite(pinA, HIGH);
digitalWrite(pinB, HIGH);
digitalWrite(pinC, HIGH);
digitalWrite(pinD, HIGH);
}
}

void loop()
{
// Faz um loop de 0 a 9
for (int i = 0; i < 10; i++) {
// Imprime o valor desejado
number(i);
// Aguarda meio segundo
delay(500);
}

// Apaga o número, perceba que quando chamo a função number
// com um valor <0 ou >9 a função simplesmente apaga todos
// os leds do contador. Por isso, se chamo a função com o
// valor 10 simplesmente o display se apagará.
number(10);
// Aguarda 1 segundo
delay(1000);

// Faz um loop de 9 a 0
for (int i = 10; i >= 0; i--) {
// Imprime o valor desejado
number(i);
// Aguarda meio segundo
delay(500);
}
}

Para visualizar o resultado final deste projeto clique aqui.

Dúvidas, comentários e sugestões são bem vindos.

Abraço, Diego