8. Electrónica Digital y el Shift Register
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- Ricardo López Sáez
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1 8. Electrónica Digital y el Shift Register Tallerine Arduino/LED Instituto de Ingenería Eléctrica 8 de mayo de 2017 IIE (TallerIne) Plataforma 8 de mayo de / 19
2 Segunda parte del curso shift registers, electrónica digital IIE (TallerIne) Plataforma 8 de mayo de / 19
3 Motivación Arduino nos limita a un máximo de 14 pines (LEDs) Pero podemos querer contrlar más Bicicleta: por lo menos dos hileras de LEDs! IIE (TallerIne) Plataforma 8 de mayo de / 19
4 Ampliando las salidas del Arduino Shift register (SR) Circuito integrado digital register: almacena N bits shift: con una señal, desplaza valores un lugar 74HC595: shift register de 8 bits Se pueden encadenar para almacenar más bits! Sólo requiere tres pines del Arduino... Pero es más difícil de programar que manejar los pines directamente Hoy veremos cómo IIE (TallerIne) Plataforma 8 de mayo de / 19
5 Plan Idea Vamos a conectar el Arduino al SR Reprogramar Arduino para mostrar hilera de LEDs a través del SR Pasos a seguir 1 Aprender algunos conceptos de electrónica digital 2 Estudiar funcionamiento del 74HC595 3 Aprender cómo manejar al SR 4 Escribir una función que muestre una hilera de LEDs 5 Probarlo! Vamos a rehacer el entregable 1 con un SR Todo esto está sacado de: IIE (TallerIne) Plataforma 8 de mayo de / 19
6 Electrónica digital IIE (TallerIne) Plataforma 8 de mayo de / 19
7 Repaso: qué es lo digital Los voltajes en un circuito digital se interpretan como 0 o 1 Usualmente 0 se asocia con 0V o GND (tierra) Usualmente 1 se asocia con 5V (TTL Arduino) o 3,3V (CMOS) Pero puede ser otra cosa! (ej. RS-232 usa 12V y 12V ) Lo que importa es que hay sólo dos niveles lógicos, 0 y 1 Vimos que en la práctica se ja un umbral, usualmente la mitad del valor de 1 en el Arduino, 2,5V IIE (TallerIne) Plataforma 8 de mayo de / 19
8 Dinámica de circuitos digitales: niveles y umbrales 0 y 1 son llamados niveles lógicos Circuitos digitales: pueden depender de valores jos en un cierto nivel Pero pueden depender también de cambios en los niveles Llamamos a esos cambios ancos anco de subida: pin o línea pasa de 0 a 1 anco de bajada: pin o línea pasa de 1 a 0 IIE (TallerIne) Plataforma 8 de mayo de / 19
9 Dinámica de circuitos digitales: ancos y relojes Usualmente los ancos se asocian con eventos El evento más común es un tick de reloj Los circuitos digitales funcionan al compás de un reloj maestro Reloj maestro: pulsos a intervalos regulares Determina velocidad del sistema Arduino: reloj de 48MHz Puede haber otros relojes IIE (TallerIne) Plataforma 8 de mayo de / 19
10 Notación Los pines de un chip se identican con un nombre Si contiene ck o clk, es un reloj Si tiene una barrita arriba de su nombre, quiere decir que está invertido, es decir, que está prendido cuando su valor es 0 (lo normal es que un pin esté prendido cuando vale 1) IIE (TallerIne) Plataforma 8 de mayo de / 19
11 Tabla lógica IIE (TallerIne) Plataforma 8 de mayo de / 19
12 Concepto clave: el retardo Nada es realmente instantáneo! Los pines demoran en cambiar de estado Los ancos toman un cierto tiempo Estos tiempos se propagan dentro del circuito Y hay que tenerlos en cuenta! En nuestro caso es simple, pero hay que estar atentos! IIE (TallerIne) Plataforma 8 de mayo de / 19
13 El 74HC595 IIE (TallerIne) Plataforma 8 de mayo de / 19
14 Pines QA a QH: 8 salidas del SR QH': igual que QH, se usa para enganchar con otro 74HC595 SER: dato (bit) de entrada OE (Output Enable) habilita salidas RCLK (Register Clock): copia registros del SR a las salidas SRCLK (Shift Register Clock): desplaza registros del SR un lugar, entra valor de SER a primer registro SRCLR (SR Clear): pone registros a 0 IIE (TallerIne) Plataforma 8 de mayo de / 19
15 Tabla lógica IIE (TallerIne) Plataforma 8 de mayo de / 19
16 Ejercicio en clase Conectar arduino con el SR de la siguiente manera: VCC de Arduino a VCC de SR GND de Arduino a GND de SR Pin 2 a SRCLR Pin 3 a SER Pin 4 a SRCLK Pin 5 a RCLK GND a OE Conectar 8 LEDs (con sus resistencias) a QA, QB,..., QH Bajar, inspeccionar y cargar el programa sr0.ino desde el EVA Ejecutarlo y entender cómo funciona IIE (TallerIne) Plataforma 8 de mayo de / 19
17 Conexión en cascada Se puede usar el último bit (QH') como bit de entrada a otro SR! Así se pueden conectar todos los que se quiera El límite es la potencia que se pueda manejar, y el retardo admisible en el desplazamiento IIE (TallerIne) Plataforma 8 de mayo de / 19
18 Ultimo detalle regulador de voltaje 7805 ATENCION Puede que el Arduino no aguante 2+ 74HC595 y 16+ LEDs En ese caso, se usa un regulador de voltaje externo para los 5V de todo el circuito! Veremos en clase cómo se usa IIE (TallerIne) Plataforma 8 de mayo de / 19
19 Entregable Entregable Repetir el entregable 3 Animación con LEDs usando el SR Extra: Quién se anima a usar los 8 LEDs? Extra: Quién se anima a usar 16 LEDs?? IIE (TallerIne) Plataforma 8 de mayo de / 19
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