pantalla matriz led

7/22/2019 Pantalla Matriz Led

1/39

Una guia bastante completa y esta muy buena para hacerla.

Introduccin

La gran mayora de los aficionados a la electrnica, tarde o temprano, se propone la

construccin de un cartel basado en una matriz de diodos LEDs. El propsito de este

artculo es explicar, de forma clara y sencilla, la forma de hacerlo.

A lo largo de estos parrafos veremos la forma de abordar el problema, y el principio de

funcionamiento de una matriz de LEDs de un tamao cualquiera. No construiremos ni

programaremos una, pero si veremos como se debe hacer. Si el lector necesita un

proyecto de este tipo listo para usar, puede consultar los que se listan al final de este

artculo.

Utilidad de un cartel de LEDs

Un cartel formado por varias filas y columnas de LEDs, convenientemente programado,

puede servir para pasar mensajes publicitarios, decorar nuestra habitacin, ordenador o


2/39

lo que se nos ocurra. No solo se trata de un proyecto ms que interesante para llevarlo a

cabo como hobbysta, sino que puede resultar interesante como un producto

comercializable. Es que estas matrices, que en algunos pases se las conoce como

cartel de LEDs o Publik, son un recurso muy frecuentemente utilizado con fines

publicitarios o informativos.

El Hardware

Desde el punto de vista del hardware, bsicamente consiste en una matriz de pxeles

similar a los de la pantalla de un ordenador, generalmente de un solo color (la mayora

de las veces rojos), aunque con el descenso de los precios de los LEDs individuales o en

paneles, es cada vez ms frecuentes ver carteles bicolores o incluso multicolores,

aprovechando la ventaja del los LEDs RGB, que pueden mostrar cualquier color.

Matriz de LEDs RGB de 8x8 puntos.

Como es de suponer, el desarrollo, construccin y programacin de un cartel e este tipo

es una tarea bastante compleja, pero perfectamente posible para cualquiera que tengaconocimientos bsicos de electrnica y programacin. Este artculo puede ser utilizado


3/39

como una gua paso a paso del proceso de creacin de un cartel de este tipo. Y aunque

no construyas uno, leyndolo aprenders algn truco til que podrs emplear en otro

proyecto.

Para mantener el nivel de la explicacin dentro de lo razonable, y para no gastar una

fortuna en nuestro cartel, lo disearemos monocromtico, utilizando LEDs de color rojo

nicamente. Las dimensiones de la matriz utilizada para mostrar los textos la decidir

cada uno de los lectores, pudiendo ser tan pequea (7 filas y 5 columnas) o tan grande

como se desee. Un tamao razonable y muy empleado es el de 7 filas por 80 columnas,

que permite escribir unas 14 o 16 letras de 7 pixeles de altura. A pesar de no ser

demasiado grande, ya habrs sacado la cuenta de que se necesitan 560 LEDs

individuales para armar el cartel.

Encendiendo un LED

En el nmero 2 de la Revista uControl, en el artculo llamado PICs y LEDs: una pareja

perfecta vimos como encender un LED desde un microcontrolador. Y de hecho es algo

muy simple: conectamos el nodo del LED al PIC, el ctodo a un resistor y el extremo

de este a +V. Cuando el pin del microcontrolador est en 1, el LED enciende. Pero

lamentablemente este esquema no sirve para la construccin de un cartel matricial como

este, ya que al utilizar cientos de LEDs necesitaramos tener un microcontrolador que

tenga como mnimo ese nmero de pines de salida (y por supuesto, no existe).

Multiplexado

El secreto, por supuesto, est en el multiplexado. Esta tcnica permite utilizar unos

pocos pines de E/S del microcontrolador para manejar una serie de circuitos integrados

que se encarguen de excitar los LEDs. Hay varias maneras, y muchos modelos

diferentes de circuitos para hacer esto.

Pueden usarse un tipo de integrado digital llamado LATCH, que bsicamente es una

memoria en la que escribimos un valor, y lo mantiene en sus salidas hasta que nosotros

lo indiquemos. De esta manera, usando varios latches podramos encender los LEDs por

turnos, rpidamente para que no se note el parpadeo, y de esa manera formar una

palabra en el cartel.

Otra forma es utilizar un registro de desplazamiento como los analizados en el nmero 1

de la Revista uControl. Y de hecho, es de esta forma cmo vamos a disear nuestro

cartel. Como vimos en esa oportunidad, un registro de desplazamiento funciona de la

misma manera en que funciona una cola de gente que espera para entrar en un cine. Por

un extremo de la cola van ingresando las personas que llegan, y por el otro van saliendode la fila. En un registro de desplazamiento, en lugar de personas tenemos 0 y 1. Lo


4/39

bueno de esto es que para meter datos (0s y 1s) en el registro de desplazamiento

solo hacen falta tres pines del microcontrolador, independientemente de lo largo que

sea.

Estos pines se encargan de tres tareas: Uno de ellos, al que denominaremos DATA es

el encargado de decirle al registro de desplazamiento que lo que introduciremos es un

0 o un 1. El segundo se encarga de avisar al registro que el dato ya est listo para

ser ingresado, y lo llamaremos CLOCK. Y el ultimo, que no es indispensable, es el

RESET, que se encarga de vaciar la fila escribiendo 0s en todas las salidas del

registro.

Para desarrollar nuestro ejemplo utilizaremos el circuito integrado 74HC164N, que es

un registro de desplazamiento de 8 bits. Es decir, con el se puede armar una fila de 8

personas. Para construir un cartel de 80 columnas, necesitaramos utilizar 10 de estos

integrados, uno a continuacin del otro. Afortunadamente, este integrado cuesta solo

centavos.

En la figura 1 podemos ver la funcin de cada uno de los pines del 74HC164N y en la

figura 2 de que forma podemos conectar uno a continuacin del otro para obtener un

registro de desplazamiento de cualquier longitud.


5/39

Figura 1.


6/39

Figura 2.

Filas y columnas

Bien, con el esquema explicado podemos encender los LEDs que queramos de una fila

de 80 bits de largo. Si en el registro de desplazamiento introducimos 11111111, los

80 LEDs estarn encendidos. Si queremos encender uno por medio, escribiremos

1010101. Por supuesto, cuando lleguemos a la parte de la programacin veremos

cmo se ingresan uno a uno los 0 y 1 en el registro.

En este punto puede ser necesario analizar el tema de las filas. Si tenemos, por ejemplo,

un cartel con 7 filas, y lo explicado recin sirve para manejar solo una de ellas

debemos utilizar un registro de desplazamiento para cada una de las filas restantes?

Afortunadamente, la respuesta es no.

Si bien podramos utilizar 7 registros de este tipo, la cantidad de circuitos integrados

necesarios (56 de ellos), la complejidad del circuito impreso y el costo implicado lo

hacen poco aconsejable. Nosotros aprovecharemos un defecto del ojo humano, que

mantiene la imagen vista durante unos 20 o 30 milisegundos, para dibujar una fila a la

vez, pero muy rpidamente, de forma que todo el cartel parezca estar encendido a la

vez. Si, se trata de un sistema similar al empleado en el cine o en la televisin.

Si seguimos pensando en un cartel de 7 filas y 80 columnas, sin utilizar registros de

desplazamiento necesitaramos 560 pines de entrada/salida. Con el esquema propuesto

solo necesitamos 7 de ellos para seleccionar la fila a escribir, y tres para manejar el

registro de desplazamiento. Es decir, un PIC de 3 euros y 18 pines servira

perfectamente para realizar el proyecto.

Cmo funciona la matriz?

Como dijimos antes, la pantalla est formada por una serie de filas y columnas. La

interseccin entre ambas contiene un LED. Para que este encienda, tiene que recibir

simultneamente un 0 en la fila, y un 1 en la columna. Cuando se dan estas

condiciones, la electrnica de la placa se encarga del encendido del LED en cuestin. La

forma de generar un mensaje sobre el display es relativamente sencilla, si nos atenemos

al siguiente algoritmo:

1) Apagar todas las filas.

2) Escribir los valores correspondientes a la primer fila en el registro de desplazamiento,


7/39

teniendo en cuenta que el primer digito binario colocado corresponde al ltimo LED de

la fila, y el ultimo en poner al de la primer columna.

3) Encenderla primer fila, esperar un tiempo, y volver a apagarla.

4) Repetir los pasos 2 y 3 para las filas restantes.

El tiempo de la demora debe ser tal que permita una visualizacin correcta, sin molestos

parpadeos y con los LEDS brillantes. Hay que tener en cuenta que si utilizamos tiempos

mayores para el encendido de cada fila, el brillo de los LEDS ser mayor, pero tambin

aumentar el parpadeo. La forma de transformar este algoritmo en un programa

funcional depende de cada programador, y puede ser ms o menos complejo segn se

permitan diferentes tipos de caracteres, animaciones, etc.

El brillo de los LEDs

Un punto a tener en cuenta es la intensidad del brillo que puede proporcionar el tipo de

LED que utilicemos. Un LED, utilizado en aplicaciones normales, se alimenta con

unos 3V y requiere unos 15mA (varia ligeramente de un modelo a otro) para brillar con

una buena intensidad. En caso de un tpico cartel de 7 filas, a pesar de que las veremos

encendidas al mismo tiempo, cada LED solo estar encendido la sptima parte del

tiempo, por lo que su brillo ser siete veces inferior al normal, y nuestro cartel apenasser visible.

Afortunadamente esto tambin tiene solucin: dado que los tiempos que permanecer

encendido cada LED no superar los 20 o 30 milisegundos, podremos hacerles circular

una corriente mayor a la nominal sin que lleguen a daarse, con lo que brillarn mucho

ms intensamente, dando como resultado un cartel perfectamente visible.

Respecto de los LEDs, podremos utilizar LEDs discretos (y soldar 1120 terminales) o

comprar paneles de 7x5 LEDs que tienen unos 14 o 16 terminales (segn el modelo),

estando ya interconectados en forma de matriz. Quizs sea esta la mejor alternativa.

El circuito de ejemplo

Dado que nuestro hipottico cartel tiene fines meramente educativos, y la intencin

mantener su costo lo ms bajo posible para que cada lector pueda construirlo, por lo que

intentaremos realizarlo en base a un microcontrolador pequeo, como el PIC16F628A.

Si el lector necesita un cartel de mayor tamao o con capacidad para almacenar textos o

imgenes ms extensos, deber utilizar algn micro con mayor capacidad y velocidad.


8/39

La utilizacin de una memoria EEPROM externa de un tamao bastante grande, como

la 24C256, nos brinda la posibilidad de almacenar mucho texto en ella. Por supuesto,

esto tambin puede ser ampliado con mucha facilidad.

Dividiremos el esquema electrnico del cartel en dos partes: en primer lugar veremos

toda la lgica de control, y en segundo, la pantalla con el registro de desplazamiento.

A la hora de llevarlo a la prctica se puede incluso hacer dos circuitos impresos por

separado. Esto le permitira al lector experimentar con otros controladores sin necesidad

de volver a montar la placa de los displays, o viceversa.

El circuito controlador

Este es el cerebro de nuestro cartel. Ser el encargado de gestionar el encendido de cada

LED mediante rdenes enviadas a las columnas mediante el registro de desplazamiento

y a las filas.

Como una fila tendr muchos LEDs (80, por ejemplo)y existe la posibilidad que en

algn momento puedan estar todos encendidos, no podemos conectarlas directamente a

pines de E/S del PIC, porque la corriente que demandaran hara que el puerto del

microcontrolador pase a mejor vida. Para evitar esto, utilizaremos en medio un

transistor capaz de manejar la corriente requerida.


9/39

Controlador del cartel.

Analicemos el circuito de la figura anterior. El centro de todo es el microcontrolador

PIC16F628A, que tiene su pin de RESET conectado a un pulsador y un resistor de 10K.

Este pulsador permite reiniciar el cartel cuando lo necesitemos. Tambin se ha

implementado un circuito de reloj externo, basado en un cristal de 4 MHz y dos

condensadores de 22 nF. Esto le permite al PIC ejecutar un milln de instrucciones por

segundo, ms que suficientes para este proyecto.

Los pines 1 y 2, correspondientes a los terminales A2 y A3 del microcontrolador, se hanutilizado para acceder a una memoria EEPROM del tipo 24C256. Esta memoria es de

acceso serial (por eso necesitamos solo dos pines del PIC para usarla) mediante el

protocolo I2C, y tiene capacidad para almacenar 32.768 Bytes. Si nuestro programa

hace uso de ella, podemos guardar all 32.768 caracteres (con el display en modo texto)

o ms de 450 pantallas de 7x80 pxeles en modo grfico. Si resultara insuficiente, puede

ponerse una memoria de mayor capacidad, siempre consultando la hoja de datos de la

misma para asegurarnos su compatibilidad con la del ejemplo.

Todo el puerto B del PIC est dedicado a controlar las filas del cartel. Como ya habrn

notado, tenemos 8 salidas para filas, y nuestro cartel tiene solo 7 filas. Efectivamente, la


10/39

fila 8 no se utilizar si nuestra pantalla est construida con mdulos LED de 7x5, pero

el circuito de control est preparado para el uso (en caso de que alguien los prefiera) de

mdulos de 8x8 o bien para crear un cartel de 8 filas mediante el uso de LEDs sueltos.

Quienes utilicen mdulos de 7x5 pueden ahorrarse el transistor de la fila 8.

Por ltimo, los pines 17 y 18, correspondientes a los terminales A0 y A1 del

microcontrolador se encargan de la gestin del registro de desplazamiento. El programa

deber generar los pulsos de reloj necesarios por el pin 18, y meter los datos en el

registro por el pin 17.

No hemos incluido una fuente de alimentacin. Cualquier fuente comercial (o

construida en casa) que sea capaz de entregar 5V y 2A ser suficiente. Esos 5V deben

estar bien regulados, y por supuesto, el software deber estar escrito correctamente, es

decir, no encender varias filas al mismo tiempo, ya que el consumo de todo el cartel

encendido sera de unos 80 x 70 x 20mA = 11.2 A, lo que podra destruir la fuente en

caso de que no cuente con protecciones adecuadas.

El display

Esta es la parte del proyecto que todo el mundo va a mirar, as que debemos ser prolijos

al montarlo. Como puede verse en el esquema elctrico de la figura 4, hemos utilizado

un total de 10 circuitos integrados 74HC164N para construir el registro de

desplazamiento de 80 bits de largo, uno para cada columna. Como explicamos, sialguien quiere hacer un cartel ms largo o ms corto, deber poner ms o menos

integrados.


11/39

De esta forma se conectan los LEDs

en filas y columnas.

Si miramos el esquema del display, veremos que en la parte superior se muestra como

est conectado cada LED dentro de la matriz de 5x7. Esto es importante tenerlo en

cuenta a la hora de comprar los mdulos, ya que hay una gran cantidad de modelos, y

algunos de ellos tienen los LEDs conectados en el sentido inverso.

Cada display tambin difiere en la funcin de cada terminal, por lo que se debe estar a

atentos a la hoja de datos para disear el circuito impreso apropiado, y conectarlos como

corresponda.

En el dibujo del circuito no hemos representado los 16 mdulos ni los 10 circuitos

integrados, por una cuestin de espacio, pero es fcil darse cuenta de qu forma se

conectan las filas y columnas de los dems displays a cada 74HC164N.

No utilizaremos el pin de RESET de los 74HC164N. En lugar de ser controlados desdeel microcontrolador, cada RESET est puesto a +5V, de forma que el integrado

funcione continuamente. Si por algn motivo se desea borrar la pantalla, basta con

enviar 80 0s al registro de desplazamiento y listo. El tiempo empleado para esa tarea

es despreciable, ya que el microcontrolador estar ejecutando 1 milln de instrucciones

por segundo. El utilizar una lnea de control menos nos permitir tener una placa de

circuito impreso ligeramente ms sencilla.

Cada salida de los 74HC164N, como dijimos, se conecta a una columna de la serie de

displays. Esta conexin se efecta mediante un resistor de 1/8 de Watt, que en el

esquema se ha dibujado con un valor de 330 ohm. Ese fue el valor adecuado para el tipo

de mdulos que conseguimos para hacer el prototipo, pero su valor variar de un


12/39

modulo a otro. Se puede montar solo un display con resistores de 330 ohms, y ver como

es el brillo de los LEDs. Si es escaso, se puede bajar el valor a 220 o 100 ohms. Con eso

debera ser suficiente

Video YouTube: http://www.youtube.com/watch?v=xz9BTzbF7JY

El software

Ahora nos toca abordar la programacin del hardware propuesto. El cartel del LEDs que

estamos construyendo puede adoptar diferentes tamaos de acuerdo a las necesidades o

componentes que cada uno consiga. Esto hace que sea imposible proporcionar un

programa especfico que funcione en cualquier versin de cartel que se haya construido,

pero sin embargo podemos hacer algo mucho mejor: ver de qu manera se escribe un

programa de este tipo en BASIC (del PIC SIMULATOR IDE) para que cada uno lo

adecue a su proyecto.

Debemos pensar en un programa que nos permita mostrar pxeles individuales

representados sobre la pantalla de nuestro cartel. Sigamos con el ejemplo del cartel de

80 columnas y 7 filas de altura, recordando que todo lo que expliquemos puede ser

adecuado para carteles de otro tamao.

Lo primero que necesitamos saber es que el barrido del cartel debe hacerse por filas.

Es decir, mostraremos el contenido de la primera fila, esperamos un tiempo determinado(unos pocos milisegundos), mostramos el de la segunda fila, esperamos nuevamente, y

as hasta llegar a la ltima fila, tal como se expresa en el algoritmo visto mas arriba.

El motivo de no emplear las columnas para realizar el barrido es que como son ms

numerosas, el tiempo total que se necesita para escribir por filas es mucho menor que

el necesario para escribir por columnas, y en la prctica eso significa que el brillo de

nuestro cartel ser mucho mayor si lo hacemos por filas, ya que cada LED permanecer

encendido 1/7 del tiempo. Si lo hicisemos por columnas, cada LED estara (en este

ejemplo) encendido solo 1/80 del tiempo, por lo que su brillo seria unas 10 veces

menor.

Ahora bien, el primer problema a resolver es Cmo escribo los datos de una fila del

cartel? Esto tiene una solucin ms que simple: solo debemos introducir en el registro

de desplazamiento los 0 y 1 necesarios para que los LEDs que queremos estn

encendidos en esa fila tengan +V en sus nodos. Por supuesto, mientras hacemos esto

todos los pines del microcontrolador que controlan las filas debern estar apagadas, para

que no se perciba una dbil luminosidad en todos los LEDs de la fila que estamos

escribiendo a medida que pasan los datos a travs del registro.

El primer valor que se debe meter en el registro de desplazamiento es el que
http://www.youtube.com/watch?v=xz9BTzbF7JYhttp://www.youtube.com/watch?v=xz9BTzbF7JY


13/39

corresponder a la ltima columna. A medida que vamos ingresando los siguientes, se

van desplazando hacia el final del cartel. Cuando hayamos introducido el valor nmero

80 (que corresponder a la primera columna) el primer valor que metimos habr llegado

a su posicin. En ese momento tenemos todo el registro escrito, y ya podemos activar la

salida del PIC que corresponde a esa fila en particular.

El tiempo que debe estar encendida la fila se puede determinar empricamente, pero por

lo generan unos 10 milisegundos es suficiente. Si tenemos 7 filas, 10 milisegundos de

demora permitiran escribir todo el cartel en unos 70 milisegundos, por lo que

obtendramos un mximo de 1000/70 = 14 frames por segundo. Este es un muy buen

valor para una pantalla de este tipo, ya que solo estamos mostrando un texto y no un

video.

En los clculos anteriores no tuvimos en cuenta el tiempo que se demora en escribir los

80 valores en el registro de desplazamiento. Veamos porque: cada valor ingresado en el

registro de desplazamiento demora unos 2 microsegundos. Es decir, demoramos 2 x 80

= 160 millonsimas de segundo en escribir toda la fila. Si multiplicamos este valor por 7

tendremos en tiempo que necesitamos para escribir las 7 filas del cartel, lo que nos da

1136 millonsimas de segundo, es decir, poco ms de 1 milsima. Este es un tiempo

despreciable frente a las 70 milsimas que nos tomamos para mostrar la imagen

completa, y podemos despreciarla.

Ahora vamos a ver, en BASIC, como hacer para escribir un valor en el registro de

desplazamiento. Recordemos que el dato ingresa al registro en el momento que seproduce la transicin de 0 a 1 del pulso de CLOCK, por lo que se debern seguir los

siguientes pasos para ingresar cada uno de los 80 valores correspondientes a cada fila:

1) Fijar el valor del dato a escribir (si DATA es 1, hacer PORTA.0 = 1, si no PORTA.0

= 0)

2) Poner la lnea de CLOCK en estado bajo (PORTA.1 = 0).

3) Esperar un 1 microsegundo (WaitUs 1)

4) Poner la lnea de CLOCK en estado alto (PORTA.1 = 1). En este punto el dato entra

efectivamente en el registro de desplazamiento.

5) Esperar un 1 microsegundo (WaitUs 1)

6) Fin

En BASIC, si hemos declarado que


14/39

Symbol clock = PORTA.1

Symbol data = PORTA.0

Un 0 se escribira as:

data = 0

clock = 0

WaitUs 1

clock = 1

WaitUs 1

Y un 1 de la siguiente manera:

data = 1

clock = 0

WaitUs 1

clock = 1

WaitUs 1

Para escribir los 80 valores de la fila necesitamos hacer una subrutina que, tomando 10

bytes de la memoria EEPROM (10 bytes x 8 bits = 80 bits, es decir, una fila completa)los vuelque al registro de desplazamiento.

Si repetimos 7 veces este procedimiento, tendramos una pantalla de 7x80 completa.

Eso significa que en la EEPROM cada pantalla va a necesitar de 70 bytes (10 bytes por

fila, 7 filas) para almacenar el mapa de bits correspondiente.

Veamos un ejemplo de cmo podra ser la subrutina encargada de escribir un byte

tomado de la EEPROM en el registro de desplazamiento, a la que hemos llamado

escriboByte:

escriboByte:

For columna = 1 To 8

If dato.7 = 0 Then

data = 0

clock = 0

WaitUs 1

clock = 1

WaitUs 1

Elsedata = 1


15/39

clock = 0

WaitUs 1

clock = 1

WaitUs 1

Endif

aux = ShiftLeft(dato, 1)

Next columna

Return

Esta funcin debe ser llamada 10 veces para escribir la fila completa, con el valor a

escribir guardado en la variable dato. El motivo por el cual el bucle FOR-NEXT toma

los bits del byte desde el 7 hasta el 0 se debe a que justamente el ltimo bit es el que

debe ingresar primero al registro de desplazamiento, tal como explicamos antes.

Debemos partir de la base de que la informacin de la EEPROM la vamos a grabar

desde un ordenador, y que seguramente crearemos un programa que permita, a partir de

un texto determinado, generar los bits individuales que componen el bitmap de cada

pantalla del cartel. Esto simplifica muchsimo la programacin del microcontrolador, ya

que solo debe dedicarse a leer la EEPROM y volcar su contenido al registro de

desplazamiento, sin tener que dibujar las letras a partir de una tabla ni nada por el

estilo.

Textos animados

Para animar el texto mostrado en el display hay dos opciones. La primera de ella es que,

una vez que el bitmap de la EEPROM ha sido mostrado en la pantalla, comencemos a

redibujarlo continuamente (si no lo hacemos, el texto desaparecer de la pantalla) perocada un tiempo determinado (1 segundo por ejemplo) escribimos un bit 0 ms en cada

fila. Es decir, escribimos 81 bits en el primer segundo, 82 en el segundo, etc. Esto har

que el texto se desplace de izquierda a derecha, y es la animacin ms fcil de

implementar. Sin embargo, lo normal es que los textos de desplacen en sentido

contrario, por lo que nuestro programa debera hacer lo siguiente: comenzar escribiendo

80 0s en el registro antes de enviar la informacin de la fila, luego escribir 79 0s, y

as sucesivamente. De esa manera, el texto al principio no ser visible (estar

dibujado a la derecha, fuera del registro de desplazamiento), y luego a medida que el

numero de 0s escritos va disminuyendo, comenzara a ser visible, entrando desde la

derecha.

La segunda manera es que el software que escribe los datos en la EEPROM guarde cada

cuadro de la animacin, uno a continuacin del otro, y que el PIC se limite a escribir

cada cuadro ledo durante (por ejemplo) un segundo. Esto vuelve a facilitar mucho la

programacin del PIC, a la vez que permite animaciones mucho ms complicadas. Por

supuesto, el precio a pagar es el espacio de memoria EEPROM requerido para

implementar esta tcnica.


16/39

Matriz de LEDS de 7 filas y 32 columnas.

Discute, comenta o consulta este tema en el foro uControl!

Introduccin

Matriz de LEDS de 7x32

En este proyecto veremos como disear y construir un displayde diodosleds, que nos

servir de pantalla para exhibir textos o imgenes, fijas o animadas. Los usos son varios,

desde un sofisticado modding en el gabienete de nuestro ordenador hasta su empleo

como medio para exhibir mensajes o publicidad. Por supuesto, sus dimensiones pueden

resultar insuficientes para algunos usos, pero es fcilmente expandible.

La gran mayora de los aficionados a la electrnica, tarde o temprano, se propone la

construccin de un cartel basado en una matriz de diodos LEDs. El propsito de este

artculo es explicar, de forma clara y sencilla, la forma de hacerlo.

Un cartel formado por varias filas y columnas de LEDs, convenientemente programado,

puede servir para pasar mensajes publicitarios, decorar nuestra habitacin, ordenador o

lo que se nos ocurra. No solo se trata de unproyectoms que interesante para llevarlo a

cabo como hobbysta, sino que puede resultar interesante como un productocomercializable. Es que estas matrices, que en algunos pases se las conoce como
http://www.ucontrol.com.ar/forosmf/index.php?topic=3.0http://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Display&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Display&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Diodoshttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/LEDhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/LEDhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/LEDhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Circuitecahttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Circuitecahttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Imagen:Foto7x32_1.jpghttp://www.ucontrol.com.ar/forosmf/index.php?topic=3.0http://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Display&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Diodoshttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/LEDhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/LEDhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Circuiteca


17/39

cartel de LEDs o Publik, son un recurso muy frecuentemente utilizado con fines

publicitarios o informativos.

Tabla de contenidos

1Introduccin

2Descripcin del proyecto

2.1Houston, tenemos un problema

2.2Multiplexado

3El hardware

3.1Tres Placas

3.2El cable plano

3.3Lista de componentes

3.4PCBs

4El Software

4.1Programacin

4.2El registro de desplazamiento

4.3Cdigo fuente

5Downloads

6Algunas ideas

6.1Conexin con la PC

6.2Ms y ms ideas

7Temas relacionados

Descripcin del proyecto

Houston, tenemos un problema

Por ejemplo, un PIC16F876A de 28pines dispone de 22 dedicados a funciones de E/S,

y su hermano mayor, el PIC16F877A que cuenta con un total de 40 pines dedica 33 a

estos menesteres. Habitualmente, con un nmero as de pines de control es posible

resolver correctamente casi cualquier situacin que se nos plantee, ya que normalmente

en el diseo de un circuito de control basta con leer unos pocos pulsadores o sensores, y
http://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Introducci.C3.B3nhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Introducci.C3.B3nhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Introducci.C3.B3nhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Descripci.C3.B3n_del_proyectohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Descripci.C3.B3n_del_proyectohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Descripci.C3.B3n_del_proyectohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#.E2.80.9CHouston.2C_tenemos_un_problema.E2.80.9Dhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#.E2.80.9CHouston.2C_tenemos_un_problema.E2.80.9Dhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#.E2.80.9CHouston.2C_tenemos_un_problema.E2.80.9Dhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Multiplexadohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Multiplexadohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Multiplexadohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#El_hardwarehttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#El_hardwarehttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#El_hardwarehttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Tres_Placashttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Tres_Placashttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Tres_Placashttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#El_cable_planohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#El_cable_planohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#El_cable_planohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Lista_de_componenteshttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Lista_de_componenteshttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Lista_de_componenteshttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#PCBshttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#PCBshttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#PCBshttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#El_Softwarehttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#El_Softwarehttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#El_Softwarehttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Programaci.C3.B3nhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Programaci.C3.B3nhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Programaci.C3.B3nhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#El_registro_de_desplazamientohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#El_registro_de_desplazamientohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#El_registro_de_desplazamientohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#C.C3.B3digo_fuentehttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#C.C3.B3digo_fuentehttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#C.C3.B3digo_fuentehttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Downloadshttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Downloadshttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Downloadshttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Algunas_ideashttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Algunas_ideashttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Algunas_ideashttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Conexi.C3.B3n_con_la_PChttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Conexi.C3.B3n_con_la_PChttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Conexi.C3.B3n_con_la_PChttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#M.C3.A1s_y_m.C3.A1s_ideashttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#M.C3.A1s_y_m.C3.A1s_ideashttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#M.C3.A1s_y_m.C3.A1s_ideashttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Temas_relacionadoshttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Temas_relacionadoshttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Temas_relacionadoshttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/PIC16F876Ahttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Pin&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/E/Shttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/PIC16F877Ahttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Introducci.C3.B3nhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Descripci.C3.B3n_del_proyectohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#.E2.80.9CHouston.2C_tenemos_un_problema.E2.80.9Dhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Multiplexadohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#El_hardwarehttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Tres_Placashttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#El_cable_planohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Lista_de_componenteshttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#PCBshttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#El_Softwarehttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Programaci.C3.B3nhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#El_registro_de_desplazamientohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#C.C3.B3digo_fuentehttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Downloadshttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Algunas_ideashttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Conexi.C3.B3n_con_la_PChttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#M.C3.A1s_y_m.C3.A1s_ideashttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_7x32#Temas_relacionadoshttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/PIC16F876Ahttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Pin&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/E/Shttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/PIC16F877A


18/39

luego de realizar internamente algn proceso con esas seales, se actan (o no) unas

pocas cargas conectadas a sus salidas, generalmente mediante reles o interfaces de algn

tipo. Sin embargo, hay caso concretos en que ningn PIC (o microcontrolador de otras

familias) puede aportar en numero suficientes de E/S que permitan controlar todas las

cargas conectadas a el, y se deben recurrir a circuitos de apoyo comandados mediante

seales de control y utilizando un bus de datos. Uno de esos casos es el que nos ocupa

en este articulo.

En lo que respecta a las entradas y salidas (E/S), cada microcontrolador, al igual que

cualquier computadora, dispone de un numero finito de ellas, y en general, se trata de un

numero no demasiado elevado. Esta claro que si queremos formar una imagen mediante

pixeles compuestos por LEDs individuales, harn falta un numero de lneas de control

mucho mayor que las disponibles en cualquiermicrocontrolador.

Nuestra pantalla ser semejante a esos displays que seguramente habrn visto en algn

comercio o local de servicios, en los que un texto realiza un scroll de derecha a

izquierda, a una velocidad que permite la ilusin de un movimiento suave y continuo.

Estas matrices de leds generalmente estn conformadas por un cierto nmero de filas y

de columnas.

Para permitir un texto legible, que represente claramente los caracteres correspondientes

a las letras maysculas y minsculas hacen falta unas 7 filas de alto, y si queremos que

el display muestre unos 10 o 12 caracteres simultneamente, necesitaremos unas 100

columnas.

Si multiplicamos el numero de filas por las columnas, tendremos el numero de LEDs

que hay presente en un display de este tipo. Con los valores que mencionbamos recin,

vemos que se necesitan 700 LEDs para un display no muy complejo, y de un solo color.

Si nos limitramos a los medios tradicionales para encender o apagar cada LED del

display, es decir, conectando cada uno de ellos a un pin de salida del PIC y encenderlos

mediante 0 o 1 publicados en ese bit del puerto, nos haran falta un PIC con al menos

700 pines, algo que debemos descartar de plano por que no existe.

Una solucin posible seria utilizar varios PICs conectados entre si, de manera que cada

uno maneje por ejemplo dos o tres columnas, y mediante algn protocolo se enven

mensajes entre ellos para mostrar la parte del texto que le corresponde. Esta alternativa

tiene ms posibilidades de xito, pero cuenta con la contra de una programacin

compleja y un costo elevado, ya que se necesitan unos 3 PICs por carcter, lo que

econmicamente no es viable.
http://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/PIChttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/El_microcontroladorhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/PIChttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/El_microcontrolador


19/39

La respuesta a este problema viene de la mano de la multiplexacion, el empleo de buses

y circuitos de apoyo que transformen datos enviados en forma serial a una

representacin en paralelo.

Multiplexado

El termino multiplexar hace referencia a una tcnica que permite aprovechar unas

pocas lneas de datos para diferentes tareas, cambiando la funcin que cumplen a lo

largo del tiempo. Un ejemplo podra ser un sistema de control de temperaturas de varios

ambientes. Dado que la velocidad no es crucial, ya que en trminos de milisegundos (o

microsegundos) la temperatura casi no vara debido a la inercia trmica, se puede

utilizar un nico circuito que lea alternativamente cada sensor de temperatura. Esto

evita la duplicacin de circuitos y permite resolver el problema con una fraccin de los

recursos (pines I/O) disponibles.

En el caso de este proyecto, la pantalla que construiremos est formada por una matriz

de 224 diodos LEDs distribuidos una matriz de 32 columnas por 7 filas. Estos valores se

eligieron por ser casi los mnimos para lograr un display til, ya que un carcter para ser

legible necesita tener una altura de 5 o 7 pxeles, y un ancho como mnimo de 5. Con

estas dimensiones, lograremos ubicar un texto de unos 5 o 6 caracteres, que

opcionalmente puede irse desplazando por la matriz.

El hardware

Tres Placas

Por razones de comodidad, el proyecto se distribuyo sobre tres placas de circuito

impreso diferentes. La primera de ellas, encargada de la alimentacin, control lgico y

la comunicacin con la PC es la que incluye el PIC, corazn del proyecto. Adems, en

ella se encuentra la etapa de alimentacin, excepto el transformador, llave y fusible que

debern alojarse en el gabinete que contenga esta placa.
http://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Imagen:Foto7x32_2.jpg


20/39

La alimentacin esta basada en un regulador de voltaje LM7805, capaz de entregar

500mA sin disipador, y hasta 1A si lo refrigeramos convenientemente. Si sacamos

algunas cuentas, veremos que gracias al multiplexado nunca debera haber ms de una

fila encendida al mismo tiempo, que en el caso ms desfavorable tendra 32 leds

encendidos. Cada LED consume unos 15 miliamperes (5V / 330 ohms = 0.015A), por lo

que el consumo de la pantalla es de 0.015 x 32 = 480mA, si esto sumamos el

consumo del resto de la electrnica, el consumo total ronda los 600mA. El LM7805 de

mi prototipo apenas se entibia sin utilizar disipador.

El PIC se encarga de generar los pulsos de CLOCKy DATOs (pines 17 y 18) que son

enviados a la placa de video que es la que tiene los 74HC164N que forman un

registro de desplazamiento. Tambin tiene la posibilidad de conectarse a una PC vaRS-

232 (ver mas adelante) y controla los drivers que proveen la corriente que alimenta cada

fila del display. Como la corriente es muy elevada para ser entregada directamente por

el PIC, se incluyeron 7 transistores BC327 para esta tarea.

Se utilizo un cristal de 4MHz y dos capacitores de 22 nF para generar los pulsos de reloj

del micro en lugar del reloj interno, para lograr una mejor estabilidad con la

temperatura, ya que en caso se utilizar la conexin RS-232 la velocidad es un tema

delicado.

La segunda de las placas, que se conecta mediante un cable plano a la primera, es la

encargada de controlar el display. Recoge los pulsos de CLOCK y los datos

provenientes de la placa controladora va el cable plano, y energiza las columnas que
http://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/LM78xxhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/LM78xxhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=CLOCK&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/74HC164Nhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Registro_de_desplazamientohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/RS-232http://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/RS-232http://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/RS-232http://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=BC327&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Cristal&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Imagen:Foto7x32_4.jpghttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/LM78xxhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=CLOCK&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/74HC164Nhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Registro_de_desplazamientohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/RS-232http://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/RS-232http://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=BC327&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Cristal&action=edit


21/39

correspondan. Los 74HC164N se conectan a cada columna a travs de una resistencia

de 330 o 390 ohms.

Si se quiere aumenta el brillo de los LEDS, pueden reemplazarse por resistencias de 220

ohms (o incluso menores), pero asegurndose que el tiempo de encendido de los leds no

pase de unos milisegundos por vez para evitar su envejecimiento prematuro. Tambin

hay que prestar atencin al consumo de corriente total, y posiblemente cambiar los

transistores BC327 porBC640, capaces de manejar corrientes mas elevadas.

Por ultimo, la placa mas sencilla, pero a la vez mas laboriosa desde el punto de vista

constructivo es la pantalla propiamente dicha, ya que esta formada por 224 diodos

LEDs. Esta placa recibe las seales de control provenientes de la placa de video

mediante pines de bronce que le otorgan soporte mecnico y elctrico simultneamente,

y mediante 7 pequeos cables que son los encargados de seleccionar la fila que vamos a

iluminar.

NOTA IMPORTANTE: En el esquema no figura la conexin del PIN 9 (RESET) del

74HC164N a +V, aunque si est contemplado en el diseo del PCB. Ese pin DEBE

estar a +V para que el circuito funcione.

El cable plano

Para enviar los datos desde la placa de control a la placa de video se utilizo un cableplano de 10 vas, con fichas en los extremos muy parecidas a las empleadas para

conectar unidades de CD-ROM dentro de la PC, pero ms pequeas. Hay que tener

cuidado que al armar el cable las fichas no queden invertidas, y las seales de un

extremo terminen siendo un espejo de las aplicadas en el otro.

Dado que los conductores de este cable son muy delgados, para evitar problemas se

utilizaron dos cables de ms seccin para llevar los 5V de alimentacin hasta esta placa.

Hay que tener en cuenta de conectarlos con la polaridad correcta para evitar destruir

algn componente.
http://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/74HC164Nhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=BC327&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=BC640&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/74HC164Nhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Conductores&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Imagen:Circuito7x32.gifhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/74HC164Nhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=BC327&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=BC640&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/74HC164Nhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Conductores&action=edit


22/39

Lista de componentes

1 porta fusible y fusible de 1 A.

1 transformador de 220V a 6V, 1 A.

1 puente de diodos de 1 A

1 regulador LM7805

2 capacitores cermicos de 100 nF

2 capacitores cermicos de 22 pF

1 capacitor electroltico de 220uF/16V

1 dip-switch de 4 interruptores en formato DIL

1 diodo 1N4148

1 transistor BC547B

7 transistores BC327

1 cristal de 4 MHz.

1 resistencia de 33K

1 resistencia de 2K2

4 resistencias de 10K

7 resistencias de 1K5

32 resistencias de 330 ohms

224 leds rojos de 3mm

1 microcontroladorPIC 16F628A
http://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/El_microcontroladorhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/PIC16F628Ahttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/PIC16F628Ahttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Imagen:Foto7x32_3.jpghttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/El_microcontroladorhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/PIC16F628A


23/39

4 Registros de desplazamiento 74HC164N

20 cm. de cable plano de 10 vas y dos fichas

3 borneras de 2 contactos, para circuito impreso

Varios: zcalos para los integrados, pines de bronce, circuito impreso virgen de una sola

cara.

PCBs

Son necesarias tres placas de circuito impreso para este proyecto, cuyos diseos son los

siguientes:

Placa de control.(Descargar en PDF)

Placa de "video".(Descargar en PDF)
http://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/74HC164Nhttp://www.ucontrol.com.ar/PDF/7x32_controladora.pdfhttp://www.ucontrol.com.ar/PDF/7x32_video.pdfhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Imagen:Pcb7x32_2.gifhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Imagen:Pcb7x32_1.gifhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/74HC164Nhttp://www.ucontrol.com.ar/PDF/7x32_controladora.pdfhttp://www.ucontrol.com.ar/PDF/7x32_video.pdf


24/39

Placa del display.(Descargar en PDF)

Matriz de LEDS de 8 filas y 8 columnas.

Introduccin

Matriz de LEDS de 8x8

En este proyecto veremos como disear y construir un displayde diodosleds en forma

de matriz de 8 filas por 8 columnas. El circuito incluye una memoriaEEPROMexterna
http://www.ucontrol.com.ar/PDF/7x32_display.pdfhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Display&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Display&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Diodohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/LEDhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/EEPROMhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/EEPROMhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/EEPROMhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Imagen:MATRIZ8x8-001.jpghttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Imagen:Pcb7x32_3.gifhttp://www.ucontrol.com.ar/PDF/7x32_display.pdfhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Display&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Diodohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/LEDhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/EEPROM


25/39

del tipo 24C256 en la que podremos almacenar bloques de pixeles que luego seran

representados por la pantalla.

Tabla de contenidos

[esconder]

1Introduccin

2Descripcin del proyecto

3El circuito

3.1Lista de componentes

3.2PCB

3.3Montaje

4Programacin en CCS

4.1Ejemplo 1: TEST LED

4.2Ejemplo 2: Recorriendo la matriz

5Videos

6Revista uControl

Descripcin del proyecto

El proyecto que desarrollaremos es una buena herramienta para el aprendizaje. El

microcontroladorempleado es de los ms pequeos, un PIC16F628A con 2 KBytesde

memoria FLASH. Sin embargo, se puede utilizar un PIC16F627A(que tiene la mitad de

memoria) o bien un PIC16F648A (que tiene el doble).

Este microcontrolador puede parecer pequeo, pero es ms que suficiente para poder

manejar los componentes y funciones del proyecto.

Una memoria EEPROM24C256 de 32 KBytes , a la que se accede va I2C puede

utilizarse para almacenar el contenido de 4096 pantallas, que el microcontrolador podria

representar una a cotinuacin de otra, a modo de video de baja resolucin.

Las columnas de la matriz se seleccionan mediante un registro de desplazamiento de 8

bits de longitud, implementado a partir de un 74HC164N.
http://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=24C256&action=edithttp://toggletoc%28%29/http://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Introducci.C3.B3nhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Introducci.C3.B3nhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Introducci.C3.B3nhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Descripci.C3.B3n_del_proyectohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Descripci.C3.B3n_del_proyectohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Descripci.C3.B3n_del_proyectohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#El_circuitohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#El_circuitohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#El_circuitohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Lista_de_componenteshttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Lista_de_componenteshttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Lista_de_componenteshttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#PCBhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#PCBhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#PCBhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Montajehttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Montajehttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Montajehttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Programaci.C3.B3n_en_CCShttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Programaci.C3.B3n_en_CCShttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Programaci.C3.B3n_en_CCShttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Ejemplo_1:_TEST_LEDhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Ejemplo_1:_TEST_LEDhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Ejemplo_1:_TEST_LEDhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Ejemplo_2:_Recorriendo_la_matrizhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Ejemplo_2:_Recorriendo_la_matrizhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Ejemplo_2:_Recorriendo_la_matrizhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Videoshttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Videoshttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Videoshttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Revista_uControlhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Revista_uControlhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Revista_uControlhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/El_microcontroladorhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/El_microcontroladorhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/El_microcontroladorhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/PIC16F628Ahttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/KBytehttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/KBytehttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/FLASHhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/PIC16F627Ahttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/PIC16F627Ahttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/PIC16F648Ahttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/EEPROMhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=24C256&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=24C256&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/KBytehttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/I2Chttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Registro_de_desplazamientohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Bithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/74HC164Nhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=24C256&action=edithttp://toggletoc%28%29/http://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Introducci.C3.B3nhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Descripci.C3.B3n_del_proyectohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#El_circuitohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Lista_de_componenteshttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#PCBhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Montajehttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Programaci.C3.B3n_en_CCShttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Ejemplo_1:_TEST_LEDhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Ejemplo_2:_Recorriendo_la_matrizhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Videoshttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Matriz_de_LEDS_de_8x8#Revista_uControlhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/El_microcontroladorhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/El_microcontroladorhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/PIC16F628Ahttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/KBytehttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/FLASHhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/PIC16F627Ahttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/PIC16F648Ahttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/EEPROMhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=24C256&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/KBytehttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/I2Chttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Registro_de_desplazamientohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Bithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/74HC164N


26/39

El circuito

El circuito elctrico de este proyecto es muy sencillo. El corazn del mismo es el

microcontroladorPIC16F628A.

El osciladordel PIC esta basado en un cristal de 4 MHz y dos condensadores de 22

picofaradios.

La pantalla esta construida mediante una matriz basada en 8 filas por 8 columnas de

diodosLEDs, con sus nodos controlados desde los pines del PORTB delmicrocontrolador, mediante un transistor2N3906 que se encarga de proporcionar la

corriente suficiente para encender los 8 LEDs de la fila.

La fila inferior corresponde alpin B0, la siguiente al B1 y asi, hasta la fila superior, que

esta conectada al pin B7. Cuando querramos programarel microcontrolador, deberemos

configurar todo elpuerto B como salidas.

El puerto A tiene a su cargo el control del 74HC164N, que a su vez se encarga de

seleccionar las columnas activas en cada momento. Entre cada salida del 74HC164N y

los LEDs hemos colocado un resistorpara limitar la corriente que circula por ellos. Si elbrillo de los LEDs es muy bajo, puede probarse con valores mas pequeos para estos

resistores. El pin DATA del 74HC164N es controlado desde A1 y los pulsos de

CLOCK los proporciona el pin A0.

La memoria EEPROM tambien depende del puerto A, con la lnea SCL conectada al pin

A2 y la lnea SDA conectada al pin A3. Ambas lineas estan puestas a +V mediante

resistores de 10K.

La alimentacion se ha resuelto mediante un regulador de voltaje tipoLM7805 y sus

componentes asociados. Un diodo se encarga de proteger el circuito por si

involuntariamente conectamos la alimentacin con la polaridad invertida. La bornera es
http://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/El_microcontroladorhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/El_microcontroladorhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/PIC16F628Ahttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/PIC16F628Ahttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Oscilador&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/PIChttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Cristal&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/MHzhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Condensadorhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Diodohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/LEDhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Transistorhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=2N3906&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Pin&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/El_microcontroladorhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/El_microcontroladorhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Puertohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/74HC164Nhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/LEDhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Resistorhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/EEPROMhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/LM78xxhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/LM78xxhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Diodohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Imagen:MATRIZ8x8-002.jpghttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/El_microcontroladorhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/El_microcontroladorhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/PIC16F628Ahttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Oscilador&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/PIChttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Cristal&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/MHzhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Condensadorhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Diodohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/LEDhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Transistorhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=2N3906&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Pin&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/El_microcontroladorhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Puertohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/74HC164Nhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/LEDhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Resistorhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/EEPROMhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/LM78xxhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Diodo


27/39

la encargada de vincular la fuente de corriente continua de entre 9V y 12V encargada de

alimentar la placa.

Un pulsador, junto a una resistencia de 10K forman un circuito dereset, que tiene la

capacidad de volver el circuito a su estado inicial en cualquier momento.

Hz clic en la imge para ampliarla.

NOTA IMPORTANTE: En el esquema no figura la conexin del PIN 9 (RESET) del

74HC164N a +V, aunque si est contemplado en el diseo del PCB. Ese pin DEBE

estar a +V para que el circuito funcione.

Lista de componentes

La lista de componentes es ms bien pequea:

1 microcontroladorPIC16F628A, con su zcalo.

1 memoria EEPROM24C256, con su zcalo.

1 circuito integrado 74HC164N, con su zcalo.

1 regulador de voltaje LM7805

4 condensadores cermicos de 0.1 uF.

2 condensadores cermicos de 22 pF.

1 xtal de 4 MHz.

1 condensador electrolitico de 220uF/16V.

1 diodo 1N4007.
http://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Reset&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Reset&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Reset&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/74HC164Nhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/PIC16F628Ahttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Z%C3%B3calo&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/EEPROMhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=24C256&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=24C256&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Z%C3%B3calo&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/74HC164Nhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Z%C3%B3calo&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/MHzhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Imagen:MATRIZ8x8-004.gifhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Reset&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/74HC164Nhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/PIC16F628Ahttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Z%C3%B3calo&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/EEPROMhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=24C256&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Z%C3%B3calo&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/74HC164Nhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Z%C3%B3calo&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/MHz


28/39

8 transistores 2N3906.

8 resistores de 100 ohms.

1 resistor de 10K.

8 resistores de 1.5K.

1 bornera de dos tornillos.

64 diodos LED de 5mm, color rojo.

PCB

El circuito impreso necesario es de 80x95 milimetros, de una sola cara. Esto ha obligado

a realizar una buena cantidad de puentes en el lado trasero de la placa, pero es mucho

mas sencillo construir una PCB de simple cara en casa. Si no sabes como hacerlo,

puedes aprender con con este tutorial.

Este es el aspecto del PCB.

Puedes descargar el PCB en formato PDF, listo para imprimir, desde este link. Solo

debes imprimirlo a escala 1:1 con una impresora lser, y seguir los pasos del tutorial.

Montaje
http://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=2N3906&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/LEDhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Como_construir_tus_propios_PCBhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Como_construir_tus_propios_PCBhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/PDF/8x8_001.pdfhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/PDF/8x8_001.pdfhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Como_construir_tus_propios_PCBhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Imagen:MATRIZ8x8-003.gifhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=2N3906&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/LEDhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Como_construir_tus_propios_PCBhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/PDF/8x8_001.pdfhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Como_construir_tus_propios_PCB


29/39

El montaje no requiere de ninguna tcnica en especial. Una vez que tengamos el PCB

listo y agujereado, procedemos a soldar los componentes. Podemos comenzar por los

resistores y los LEDs. Al hacerlo, hay que tener en cuenta que los LEDs deben tener la

muesca que indica el ctodo hacia el lado de los circuitos integrados. Si no lo hacemos

asi, el proyecto no funcionar.

Ms tarde soldaremos los zcalos, elpulsadorde reset, los condensadores , el diodo

1N4007 (cuidando su orientacin) y el LM7805. Por ultimo, soldaremos el cristal y

pasaremos al otro lado del PCB.

Aqui es donde este montaje puede diferir un poco de otros que hayas realizado. Sin

embargo, tampoco es tan complicado lo que resta por hacer.

Lo primero es soldar las los dos resistorespull-up que requiere el busI2C para

funcionar. La imagen siguiente muestra donde van soldados:

En rojo, los resistores mencionados.

Una vez hecho esto, debemos realizar una serie de puentes para unir los nodos de cada

fila de LEDs al colectordel transistorcorrespondiente. Deberia quedar como se ve en lafoto siguiente.
http://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Resistorhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/LEDhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Z%C3%B3calo&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Pulsadorhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Condensadorhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Diodohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/LM78xxhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Cristal&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Pull-up&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/I2Chttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/I2Chttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/LEDhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Colector&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Transistorhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Imagen:MATRIZ8x8-005.gifhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Resistorhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/LEDhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Z%C3%B3calo&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Pulsadorhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Condensadorhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Diodohttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/LM78xxhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Cristal&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Pull-up&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/I2Chttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/LEDhttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Colector&action=edithttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Transistor


30/39

Estos son los puentes a realizar.

Programacin en CCS

Aprovecharemos este montaje para aprender ms sobre el compiladorCCS. A

continuacin, algunos ejemplos de lo que puede hacerse con esta matriz de LEDs.

MANEJO DE MATRIZ DE LED'S 5x7 CON PIC 16F84A

Una matriz de led's esta constituido por led's dispuestos en filas y columnas, cada led se

conecta a una fila y a una columna, el diagrama se muestra en la figura:
http://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/CCShttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/CCShttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/CCShttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Imagen:MATRIZ8x8-006.jpghttp://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/CCS


31/39

Existen varios mtodos para el manejo de una matriz de led's 5x7, nuestro mtodo se

basa en el decodificador/demultiplexor 74LS 138, adems utilizaremos el

transistorBC557 (pnp); con la siguiente forma de conexin entre los dispositivos antes

mencionados y el microcontrolador:


32/39

Como se muestra en la figura las filas de la matriz de led's estn conectadas a los

colectores de los transistores BC557, mientras que las columnas de la matriz se

conectan al puerto B del microcontrolador.

Su funcionamiento se basa como se dijo anteriormente en el integrado 74LS138,que es

un decodificador /demultiplexor con la siguiente tabla de verdad:


33/39

Para que un led's se encienda tiene que recibir simultneamente un 0 en una columna y

un 1 en una fila, en caso de las filas se posee transistores que al entrar en un estado de

saturacin permiten que en los nodos de los led's de una de las filas se encuentre un 1

lgico, mientras que para las columnas el microcontrolador es el encargado de lograr un

0 lgico.

Su manejo es similar al de los display's, lo que se trata de hacer es habilitar una la

primera fila y luego enviar el dato a visualizar en esta fila, luego habilitar la segunda fila

y enviar el dato a visualizar en esta fila, y as sucesivamente en forma de un bucle. Para

habilitar una fila se debe logra que el transistor correspondiente a la fila pase a un estado

de saturacin, y esto se logra mediante el decodificador/demultiplexor que al recibir en

sus entradas (C B A) un numero binario determinado activara una de sus salida a nivel

bajo que conseguir que el transistor correspondiente pase a un estado de saturacin; es

as por ejemplo si el microcontrolador enva el dato a las entradas CBA = 011, el

decodificador activara su salida Y3, produciendo que el cuarto transistor(cuenta de

arriba a abajo) se sature, habilitando la cuarta fila de led's de la matriz lista para recibir

el dato a visualizar en esta fila.

Uno de los ltimos detalles: el pin RA3 se encarga de no habilitar ninguna fila, debido a

que si este se encuentra en un nivel lgico 1 el decodificador tendr a todas sus salidas

en un nivel alto, por lo consiguiente ninguna fila se habilitara.

Resumiendo el puerto A del pic se encarga de habilitar los transistores, mientras que por

el puerto B es enva el dato a visualizar.

En el siguiente programa se realizara una explicacin mas detallada.

; AUTOR: GOMEZ HURTADO LUIS

;RA3=HABILITAR AL DECODIFICADOR, RA2 RA1 RA0

; PROGRAMA PARA VISUALIZAR LA LETRA "C" list P=16F84A

include

cblock 0x0C

endc

bsf STATUS,RP0

clrf PORTA ; todas las lneas como salida

clrf PORTB; todas las lneas como salida

bcf STATUS,RP0

visualizar

movlw b'00001000'

movwf PORTA; deshabilitar todas las filas

movlw b'11111000' ; primer dato a visualizar

bsf PORTA,3 ; deshabilitar todas las filas

movwf PORTB; enviar dato

bcf PORTA,3 ;habilitar primer transistor debido a que CBA=000, Y0=1 ,

Y1,Y2,.....Y7=1

call RETARDOS_50MICROS ; un pequeo retardo

movlw b'11110111' ; segundo dato a visualizarbsf PORTA,3 ; deshabilitar todas las filas


34/39

movwf PORTB ; enviar dato

movlw b'00000001';

movwf PORTA ;habilitar segundo transistor debido a que CBA=001, Y1=1 ,

Y0,Y2,Y3.....Y7=1

call RETARDOS_50MICROS

movlw b'11101111' ; tercer dato a visualizarbsf PORTA,3 ; deshabilitar todas las filas


movlw b'00000010'

movwf PORTA ;habilitar tercer transistor debido a que CBA=010, Y2=1 ,

Y0,Y1,Y3.....Y7=1


movlw b'11101111'; cuarto dato a visualizar

bsf PORTA,3 ; deshabilitar todas las filas


movlw b'00000011'

movwf PORTA ; habilitar caurto transistor debido a que CBA=011, Y3=1 ,Y0,Y1,Y2.....Y7=1


; y asi sucesivamente

movlw b'11101111'

bsf PORTA,3

movwf PORTB

movlw b'00000100'

movwf PORTA


movlw b'11110111'

bsf PORTA,3; des

movwf PORTB

movlw b'00000101'

movwf PORTA


movlw b'11111000'

bsf PORTA,3

movwf PORTB

movlw b'00000110'

movwf PORTA

call RETARDOS_50MICROSgoto visualizar

include

end


35/39


36/39

proyecto: control de matriz de leds de 7 x 5

Principio de funcionamiento: la tcnica de matriz de puntos (dot matrix) ha sido

utilizada durante dcadas para la impresin y el despliegue de texto y grficas. Cada

caracter est formado por una matriz de puntos, tpicamente de 8 x 8, 8 x 6 7 x 5

puntos, al gusto del usuario. Los perifricos de salida son en general los LCD, matriz de

leds y displays de 7 segmentos.

El display de matriz de leds es un proyecto barato, dado el bajo costo de los leds de

5mm, y fcil de llevar a cabo. En la figura de abajo se muestra un ejemplo de la forma

de controlar un display de 8 x 8 (64 puntos) por medio de un controlador PIC 16F84,

usando las 8 salidas del puerto B (las cuales alimentan los renglones), y 2 del puerto A,

las cuales controlan a un contador de dcadas 4017 ( 14017), el cual a su vez activa a

cada una de las columnas a travs de transistores. El diseo puede modificarse a

matrices de 8 x 6 y 7 x 5 puntos.


37/39

Circuito electrnico para matriz de 7 x 5: En la figura de abajo se muestra el circuito

que debe alambrarse para implementar el control de un solo mdulo de matriz de 7 x 5

leds. Las salidas RB7...RB1 alimentan, a travs de resistencias limitadoras de 560 ohms,

a los nodos de los 5 leds del rengln correspondiente. Los 5 transistores BC337 activan

a cada una de las 5 columnas.

El diagrama electrnico detallado se muestra aqu:DIAGRAMA ELECTRONICO

MATRIZ DE 7 x 5.PDF
http://www.puntoflotante.net/DIAGRAMA%20ELECTRONICO%20MODULO%20MATRIZ%20DE%207%20X%205.pdfhttp://www.puntoflotante.net/DIAGRAMA%20ELECTRONICO%20MODULO%20MATRIZ%20DE%207%20X%205.pdfhttp://www.puntoflotante.net/DIAGRAMA%20ELECTRONICO%20MODULO%20MATRIZ%20DE%207%20X%205.pdfhttp://www.puntoflotante.net/DIAGRAMA%20ELECTRONICO%20MODULO%20MATRIZ%20DE%207%20X%205.pdfhttp://www.puntoflotante.net/DIAGRAMA%20ELECTRONICO%20MODULO%20MATRIZ%20DE%207%20X%205.pdf


38/39

Persistencia luminosa:el funcionamiento del display se basa en la activacin cclica

de cada columna, durante un perodo no mayor a los 10 milisegundos. La

persistencia en la luminosidad de los leds durante algunos milisegundos despus de

desactivarse y la incapacidad del ojo para percibir cambios a una frecuencia

superior a los 25 hz, hacen que el humano perciba una imagen fija, a pesar de que

cada columna se est activando en tiempos diferentes.

Clculo de corrientes en los circuitos: cada salida del puerto B, manejar una corriente

instantnea mxima de unos 10 miliamperes. A su vez, cada transistor BC337 manejar

una corriente instantnea mxima en su columna, igual a la suma de todas las corrientes

en las salidas RB7...RB1 activadas, es decir, un mximo de 70 miliamperes.

Compatibilidad con EDUPIC 16F84:como se muestra en la figura de abajo, el

mdulo de LEDS es compatible con el conector para LCD del sistema EDUPIC. El

programa de prueba se realiz en lenguaje ensamblador y enciende la letra "A",

pero puede fcilmente modificarse para escribir cualquier otro caracter.

Asimismo, el programa puede modificarse para controlar una matriz de 8 x 6 de

8 x 8 leds.


39/39

Posibilidad de expansin: pueden aadirse mdulos adicionales de 5 x 7, idnticos al

propuesto, conservando la misma filosofa de funcionamiento del circuito. El carry del

primer contador 4017 ingresa al pin CP0 del segundo mdulo y as sucesivamente. Las

salidas RB7...RB1 alimentarn a los todos los leds en cada rengln. Con el objeto de

conservar la misma brillantez del circuito de un solo mdulo, las resistencias

limitadoras deben de bajar su valor en una forma proporcional al nmero de mdulos,

razn por la cual el consumo de corriente ser mayor.

Programa bsico de control: el programa de prueba escribe la letra "A" en el display y

debe primeramente ensamblarse en MPLAB y cargar el resultante archivo objeto ".hex"

con WINPIC hacia el sistema EDUPIC:

DOTMATRIX.ASM,p16f84.inc

Programa que muestra en el display la secuencia de caracteres del 0...9 y de la

A...Z. El perodo de tiempo para la secuencia puede modificarse dentro del programa

fuente. El programa usa la interrupcin del temporizador 0 para generar la base de

tiempo, mientras en el programa principal se realiza la tarea del multiplexaje para el

encendido de las 5 columnas de 7 leds cada una. La aplicacin puede usarse como base

para desarrollar displays industriales, ya sea de uno solo o de mltiples caracteres. El

programa incluye las tablas con el patrn de encendido por columna para la generacin

de cada caracter. El usuario puede aadir nuevos smbolos o caracteres a la tabla. El

programa es el siguiente:

SECUENCIAMATRIX.asm

NOTA IMPORTANTE: LOS 4 MICROSWITCHES DEBEN DE ESTAR EN LA

POSICION "OFF" EN EL MODULO EDUPIC O EVOLUPIC (VER FOTO) PARA

QUE LOS PROGRAMAS FUNCIONEN CORRECTAMENTE.
http://www.puntoflotante.net/DOTMATRIX.asmhttp://www.puntoflotante.net/p16f84.inchttp://www.puntoflotante.net/matriz.asmhttp://www.puntoflotante.net/DOTMATRIX.asmhttp://www.puntoflotante.net/p16f84.inchttp://www.puntoflotante.net/matriz.asm

pantalla matriz led

Documents