Neste projeto irei fazer a interface das travas com o microcontrolador 8051(89c51, 89c52). Vou fazer a interface de 74LS574 com 8051(89c51, 89c52). Você também pode conectar qualquer outra trava (74ls373, 74ls374 etc) com pequenas alterações nas conexões fornecidas no diagrama de circuito. Todo o projeto consiste em capturar o status das entradas das travas e exibi-las em uma tela LCD de 40 × 4 caracteres quando necessário.
O que é Latch?
o que é trava? Uma trava é um flip-flop ou combinação de flip-flops que pode armazenar bits de dados nele. Um único flip-flop pode armazenar informações de um único bit por vez. As travas são usadas para construir circuitos sequenciais. A trava que estou usando neste tutorial é 74ls574. É uma trava de 8 bits, o que significa que pode armazenar informações de 8 bits por vez. Possui 20 pinos. Um vcc aplica +5v nele. GND aterra. 8 pinos de entrada e 8 pinos de saída. Os dois pinos mais importantes das travas são OE e CP.
- CP- CP é pulso de relógio. Quando o CP é fornecido com pulso de baixo para alto (LH), os dados nos pinos de entrada são armazenados nos flip-flops internos da trava.
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OE-OE é a trava de habilitação. Quando o OE é feito, os dados '0' armazenados nos flip-flops aparecem nos pinos de saída. Quando é 1 nada aparecerá na saída, é void ou GND.
Nota importante: Quando eu estava trabalhando com essa trava específica. o que observei é que quando você deixa qualquer pino de entrada de trava vazio, significa que nada está conectado no pino de entrada. A saída desse pino específico aparecerá alta. Acho que no estado padrão os pinos de saída normalmente são altos. Portanto, certifique-se de não usar nenhum pino de entrada e aterre-o corretamente. Não deixe seu circuito flutuando.
Usei 74ls574 por causa de sua entrada simples de uma direção e saída de uma direção. A foto abaixo esclarece claramente o conceito.
Pinagem 74ls574 e 74ls374
O que o projeto está fazendo?
Quatro travas são usadas no projeto. Eles capturam informações de entradas externas e as passam, uma por uma, para o microcontrolador 8051. Que então exibe a saída da trava em um LCD de 40×4 caracteres. Todas as saídas de travas estão conectadas a Porta-0 do microcontrolador 89c52.
Interface de trava 8051 – Circuito de Projeto
O microcontrolador utilizado no Projeto é o microcontrolador 89c52. O cristal de 11,0592 MHz é utilizado no projeto para gerar pulsos de clock para operação do microcontrolador. O LCD de 40 × 4 caracteres tem interface no modo de 8 bits com o microcontrolador 89c51. Os pinos de dados do LCD estão conectados à Porta 1 de 89c52. Os pinos de controle do LCD RS (Register-Select) estão conectados ao pino nº 2 da porta 3. RW (leitura-gravação) está conectado ao pino nº 0 da porta 3. A ativação do primeiro controlador LCD HD44780 está conectada ao pino nº 1 da porta 3. A ativação do segundo controlador LCD HD44780 está conectada ao pino nº 3 da porta 3.
As travas são habilitadas usando a Porta-2. O pino nº 4 da porta 2 ativa a primeira trava, o pino nº 5, o segundo, o pino nº 6, o terceiro e o pino nº 7, o quarto. Todas as travas estão conectadas ao Common Clock. O CP é fornecido usando o Pino nº 3 da Porta 2.
Travas com microcontrolador 8051
O diagrama de circuito acima não é claro. É feito em simulador de circuito proteaus. Carreguei os arquivos do proteaus aqui para que você possa visualizar facilmente o circuito sozinho no proteaus.
Diagrama de Circuito em Proteaus
Eu também projetei o PCB do circuito acima. O circuito PCB final com componentes eletrônicos instalados está abaixo. Gravei o circuito manualmente usando produtos químicos de gravação. A perfuração de furos de PCB e a soldagem de componentes em PCB também são realizadas manualmente em casa. Os fios de jumper são inseridos nas travas. A saída é conectada diretamente aos registros do microcontrolador 8051. Veja os traços da metade inferior do PCB.
Travas interligadas com PCB final do microcontrolador 89c51
As travas 89c51 fazem interface na parte traseira do PCB
Princípio de funcionamento do projeto
Para entrada alta (1) na trava, uma seta para cima será exibida no LCD para essa entrada específica. Para entrada baixa (0) na trava, uma seta para baixo será exibida no LCD para essa entrada específica. As setas para cima e para baixo são geradas na CG-RAM do lcd. Eles não são texto, então primeiro temos que criá-los. Eu os criei primeiro em CG-RAM (RAM gerada por caracteres) do LCD e depois os exibi no LCD quando necessário.
- A string exibida na primeira linha do LCD é ” SMART PLC (controlador lógico programável)“.
- A string exibida na segunda linha do LCD é o status da 1ª e 2ª trava (setas para cima e para baixo)
- A string exibida na terceira linha do LCD é o status da 3ª e 4ª trava (setas para cima e para baixo)
- A string exibida na quarta linha do LCD é “E/S energizada E/S desenergizada“.
Status final das travas na tela lc pelo microcontrolador 8051
Resultado final exibido na tela LCD. O status das travas é exibido na 2ª e 3ª linhas. Seta para cima significa que a trava está ativa. Na trava, a tensão de entrada (5 volts) está presente. A seta apontando para baixo significa que não há tensão (0 v) na entrada da trava.
Travas com display LCD 8051 e 40×4
Este projeto foi uma subparte de um projeto maior. Projetei um CLP (Controlador Lógico Programável) utilizando microcontroladores. As travas com microcontrolador 8051 são na verdade a placa de status no projeto PLC. A saída da placa principal é alimentada nas travas como entrada e, em seguida, o status dos pinos individuais é exibido no LCD. Eu recomendo que você dê uma olhada no projeto do PLC. Você pode considerar o projeto PLC como seu principal projeto de final de ano em eletrônica.
PLC DIY com microcontrolador
Baixe os arquivos do projeto, Códigos e Simulação, a pasta contém o código hexadecimal do projeto e outros arquivos keil uvision. A simulação do projeto também está presente no folder. A simulação é feita no Proteaus 8.0. Você pode escrever suas perguntas abaixo.
Travas com microcontrolador 89c51
