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SISTEMAS MICROPROCESADOS I
MATRIZ DE LED´S
INTEGRANTES:
Auquilla Belén Fierro Ángel Lapo Fernando Reyes Francisco
CURSO: Sexto G1.
INGENIERIA ELECTRÓNICA
SISTEMAS MICROPROCESADOS I
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INDICE DE TEMAS:
1. ANALISIS DE LA PROBLEMÁTICA A RESOLVER
1.1. Planteamiento del problema a resolver………………………………..4
1.2. Objetivos…………………………………………………………………..5
1.3. Hipótesis…………………………………………………………………..5
1.4. Justificación………………………………...……………………………..5
1.5. Metodología……………………………………………………………….6
1.6. Alcance y limitaciones……………………………………………………6
2. DISEÑO DEL INDICADOR DE MENSAJES
2.1 Diagrama de bloques……………………………………………………….7
2.2 Desarrollo de la etapa 1………………………………………………….....7
2.3 Desarrollo del la etapa 2……………………………………………………8
2.4 Desarrollo de la etapa 3…………………………………………………….9
2.5 Diagrama de Flujo…………………………………………………...……..11
3 Análisis de costos………………………………………………………….13
4 Pruebas realizadas con respecto a normas de diseño……..……….14
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES……….……………………15
6 ANEXOS………………………………………………………………………16
7 BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………19
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INDICE DE FIGURAS:
Figura modelo isis de circuito control……………………………………..9
Pauta principal……………………………………………………………….. 14
INDICE DE TABLAS:
Tabla de códigos de nombres ……………………………………………… 10
Tabla de costos……………………………………………………………….. .13
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1. INTRODUCCIÓN
El uso de sistemas que operen por si mismos, es decir que no se necesite de
un computador de escritorio para su operación ahorran tiempo y sobre todo
mano de obra logrando así automatizar procesos de producción e
incrementando el costo en venta del diseño.
El trabajo consiste en poner en práctica la teoría de los Microcontroladores con
el ATMEGA16 y el Demultiplexor 74LS245 para lo cual el proyecto en su
totalidad a sido construido con dispositivos electrónicos comúnmente usados y
de fácil adquisición, hemos procurado hacerlo de una manera estructurada y
ordenada siguiendo la lógica de construcción de cualquier equipo electrónico
que consiste en dividir el bloque total en sub bloques como son la fuente de
alimentación, Control y la Matriz de Led´s.
1. ANALISIS DE LA PROBLEMÁTICA A RESOLVER
1. Planteamiento del problema a resolver:
Diseñar y construir un indicador de mensajes mediante diodos leds de
alta luminosidad de 18 filas x 18 columnas en el que se observara lo siguiente:
• Aparece el nombre y apellido de cada integrante del grupo durante 5
segundos uno a continuación de otro.
• Aparecen los nombres moviéndose de izquierda a derecha.
• Aparecen los nombres moviéndose de derecha a izquierda.
• Aparece una figura navideña, estrella moviéndose.
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2. Objetivos:
• Diseñar una matriz de Led´s que conste de 18 filas x 18 columnas.
• Escribir en una matriz de Led´s los nombres de los integrantes.
• Desplazar los nombres de derecha a izquierda.
• Desplazar los nombres de izquierda a derecha.
• Hacer practica la teoría que se recibió en clases.
3. Hipótesis:
La escritura en la matriz de Led´s se realizará mediante el uso de
métodos los cuales definirán que fila y columna se va a encender, se lo
realizara a una determina velocidad consiguiendo formar una o un grupo
de letras al principio estarán estáticas pero con un nuevo método
conseguiremos que el conjunto de Led´s encendidos se trasladen, de
izquierda a derecha y de derecha a izquierda.
El uso de demultiplexores nos permitirá optimizar el número de puertos
que tenemos a nuestra disposición en el ATMEGA16, dado que el
número de filas y columnas que debemos manejar son mayores a las 32
salidas que poseemos en el micro controlador.
4. Justificación:
El presente trabajo nos permite poner en práctica la teoría recibida en
clases mediante el diseño y construcción de una matriz de leds, la
implementación y diseño de un programa que active simultáneamente
una fila y una columna determinada.
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5. Metodología:
Prueba y error, hemos intentado con varios métodos y hemos ido
optimizando el método mas apropiado e implementando mejoras. Tal vez
no sea la mejor metodología pero es la que mas alcance nos puede
brindar ya que si erramos podemos revisar y darnos cuenta de porque
aquel error, pero si el código que implementamos es correcto podremos
realizar actualizaciones que mejoren el manejo de la matriz.
6. Alcance y limitaciones:
Este proyecto lo hemos visto en muchos lugares uno de los ejemplos
más prácticos es la matriz de Led´s en el sistema de transporte Trolebús,
en rótulos para asignar turnos en lugares que brindan atención al cliente,
en los carteles de empresas de transporte (los mismos que muestran el
lugar al que se dirigen) así que podemos resumir que las prestaciones de
una matriz de Led´s son muy extensas.
Por otro lado tenemos que analizar también las limitaciones que este
proyecto presenta, una de las mas grandes es que el texto que vamos a
mostrar es poco flexible, es decir tendremos que modificar líneas y líneas
de programación para poder mostrar una secuencia de caracteres
distintos.
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2. DISEÑO DEL INDICADOR DE MENSAJES:
2.1 Diagrama de bloques:
2.2 Desarrollo de la etapa 1:
Etapa de alimentación:
TTL (entre 0v y 5v) este tipo de fuente la podemos hallar en cualquier cargador
de un celular.
ALIMENTACION
Manejam
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DISEÑO DEL INDICADOR DE MENSAJES:
Diagrama de bloques:
Desarrollo de la etapa 1:
Etapa de alimentación: por practicidad vamos a utilizar una fuente de voltaje
este tipo de fuente la podemos hallar en cualquier cargador
ALIMENTACION.
Manejamos lógica TTL
CONTROL
uC
MATRIZ DE
LEDS
************
************
************
************
Diagrama de bloques:
por practicidad vamos a utilizar una fuente de voltaje
este tipo de fuente la podemos hallar en cualquier cargador
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2.3 Desarrollo de la etapa 2
Etapa de control:
Esta etapa es la de más importancia puesto que controlara todo el sistema de
Led´s, es decir se decidirá que fila y que columna se enciende logrando así
dibujar una letra.
La programación presente en esta etapa se la realiza en BASCOM programa
especialmente diseñado para AVR’s, el dispositivo en el que insertamos las
líneas que se ejecutaran es el AVR ATMEGA16 el cual tiene 32 salidas de las
cuales estamos utilizando:
Todos los pines del puerto A.
Todos los pines del puerto B.
2 pines del puerto C.
6 pines del puerto D.
Ahora explicaremos en que se están utilizando todos estos pines:
Los 8 pines del puerto A, los 8 pines del puerto B y los 2 pines del puerto C son
utilizados en el control de las 18 filas, con las cuales encendemos un Led´s en
una columna especifica.
Los 6 pines que se ocupan del puerto D están destinados a controlar las
columnas que se encenderán 4 van al demultiplexor 74LS154 que maneja 16
salidas en base a 4 entradas, como tenemos 18 columnas nos faltarían 2 pines
mas para completar la totalidad de salidas, estos 2 pines son parte de los 6 del
puerto D, estos van conectados directamente mediante transistores a las
columnas que activaran.
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Diagrama en ISIS del circuito de control 1
2.4. Desarrollo de la etapa 3
Etapa matriz de Led´s:
En este sub bloque se ha hecho uso no solo de los pines de salida que vienen
del Microcontrolador debido a la falta de recursos (falta de pines en el
microcontrolador) sino también del demultiplexador 74LS245 el cual maneja 16
salidas con solo 4 entradas como son 18 las columnas que deberemos manejar
se utilizara 2 pines mas del micro controlador los cuales se conectaran a la
matriz por medio de transistores.
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¿Cómo generamos cada nombre de los
Se realizo un bosquejo en
solamente en los puntos (
un ejemplo de cómo se obtuvo el código:
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mo generamos cada nombre de los integrantes?
Se realizo un bosquejo en Excel, al cual se le dio una secuencia de 0 y 1
solamente en los puntos (Led´s) que necesitáramos encender, a continuación
un ejemplo de cómo se obtuvo el código:
, al cual se le dio una secuencia de 0 y 1
, a continuación
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2.5. ALGORITMO:
Entradas:
1. Código hexadecimal de los nombres de cada integrante.
2. Código hexadecimal de figura navideña
3. Código hexadecimal de control
Salidas:
1. Código hexadecimal en los pines de los puertos A, B, C, D.
Procesos:
1. Inicialización de puertos
2. Declaración de puertos de salida
3. Codificación de los nombres en numeración hexadecimal
4. Impresión del número hexadecimal en los pines del micro
Ctrl nibble
bajo C
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5. Implementación de subprocesos para guardar el código de
distintas columnas o filas.
6. Imprimir el código hexadecimal de la figura navideña.
Diagrama de Flujo:
INICIO
Inicialización de los
puertos A, B, C, D como
puerto s de salida.
Codificación de los
nombres en formato
hexadecimal.
Impresión del número
hexadecimal en los
pines de salida del
micro.
Implementación de un
subproceso para
guardar el código de
distintas columnas, y
llamarlo al momento de
realizar el barrido
Impresión del código
del dibujo navideño a
presentar
FIN
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3. ANALISIS DE COSTOS.
Construir un indicador mediante diodos led´s de alta luminosidad de 18 filas por 18
columnas.
Lista de componentes:
Elemento Cantidad Valor
Unitario
Valor Total
Diodo 400 0,125 50
Atmega 16 1 6 6
Demultiplexor 1 2 2
Baquelita 2 1,5 3
Acido 5 1 5
Buses de datos 4 0,5 2
Transistor 2 0,35 0,7
Caja 1 25 25
Pintura en aerosol 1 2,5 2,5
Gasolina 10 1,45 14,5
Total 110,7
Grafica lista de precios.
Los Led´s estuvieron relativamente baratos puesto que compramos en un
mismo lugar varios grupos
El Microcontrolador parte muy importante fue el gasto mas representativo
por unidad.
La caja, se busco economía pero también diseño.
Los demás gastos, como ácidos, baquelitas, pintura, etc son gastos que
estarán presentes en cualquier tipo de proyecto.
Cabe recalcar que el gasto mas importante por cantidad fueron los Led´s, se
recomienda realizar una compra conjunta ya que cuanto mas sea la cantidad
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que se va a comprar el descuente mayor es, pasados los 5000 leds se nos
estaba dejando hasta 0,08 centavos cada uno.
4. PRUEBAS REALIZADAS CON RESPECTO A NORMAS DE DISEÑO
Pauta principal 1
La primera pauta que dimos en el proceso de programación de una matriz de
Led´s partió desde este punto, un archivo publicado en un blog como el que
estamos preparando.
Si bien este ejemplo fue hecho con un PIC la lógica que se usa para programar
el AVR es la misma.
Fue un gran avance hallar un hardware en el cual el control de las filas se
realiza no directamente desde los pines del micro controlador sino mediante un
demultiplexor y transistores, los mismos que podrían ser usados para amplificar
la corriente que llega a los Led´s.
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5. Conclusiones y Recomendaciones
Conclusiones:
� El uso de sub rutinas nos pueden ahorrar lineas de código, solamente
llamandolas ya no tendremos que volver a escribir lineas y lineas de
comando.
� El comando Goto nos lleva hasta una subrutina y nos mantiene en ella, cosa
que no es recomendable cuando queremos solamente hacer uso de la sub
rutina y continuar con el programa.
Una alternativa, es utilizar el método Gosub, el mismo realiza una sub rutina
y una vez terminada nos vuelve a la linea del programa principal.
� El barrido en este proceso es uno de los puntos mas importantes ya que no
solo es un aspecto estetico si no tambien muy útil, cuando la matriz no nos
alcance para poder escribir una palabra completa, podremos hacer uso del
barrido de caracteres por la matriz, de esta manera mostraremos partes de
la palabra total dividida en tiempos.
� El uso de un demultiplexor nos permitio ampliar la capacidad de control de
pines del micro controlador, con el demultiplexor logramos con 4 entradas
manejar 16 salidas.
� La corriente que podemos entregar a la matriz puede ser amplificada
utilizando transistores entre el pin de salida del micro controlador y el pin del
Led.
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Recomendaciones:
� Se tendra que buscar un diseño de la matriz de leds que no presente
muchos problemas al co
que puentear nada.
� Optimizar al maximo las lineas de código con el uso de sub rutinas.
� El manejo del micro no soldandolo directamente el micro a la matriz,
sino mediante un adaptador
5. ANEXOS:
Diagrama 3D en ISIS del circuito de ctrl
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Recomendaciones:
e tendra que buscar un diseño de la matriz de leds que no presente
muchos problemas al conectar los leds, es decir que no tengamos
que puentear nada.
Optimizar al maximo las lineas de código con el uso de sub rutinas.
El manejo del micro no soldandolo directamente el micro a la matriz,
sino mediante un adaptador
Diagrama 3D en ISIS del circuito de ctrl 1
e tendra que buscar un diseño de la matriz de leds que no presente
nectar los leds, es decir que no tengamos
Optimizar al maximo las lineas de código con el uso de sub rutinas.
El manejo del micro no soldandolo directamente el micro a la matriz,
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Primera prueba de escritura 1
Prueba en ISIS del circuito 1
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6. BIBLIOGRAFÍA
• http://www.datasheetcatalog.net/es/datasheets_pdf/7/4/L/S/74LS154.shtml
• http://www.datasheetcatalog.net/es/datasheets_pdf/A/T/M/E/ATMEGA16.shtml