Tutorial: Utilizando decodificador CD4511 com Arduino e display de 7 segmentos

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Olá Garagistas!!!

Neste tutorial iremos falar sobre o circuito integrado CD4511 que é um decodificador BCD-8421 para 7 Segmentos e vamos controla-lo com Arduino para fazer um contador de 0 a 9 de contagem continua.

 

 

Lista de Materiais 

1 x Arduino Uno Rev 3 ou Garagino Rev1

1 x CD4511 (incluso no Starter Kit Avançado)

1 x Display de 7 segmentos (incluso no Starter Kit Avançado)

4 x Resistores de 330Ω

1 x Resistor de 220Ω

4 x LEDs de 3mm

1 x Alguns jumper

 

 

Números Binários

Na eletrônica digital o sistema de numeração binário é muito utilizado no lugar do nosso usual sistema decimal. Isto ocorre devido aos circuitos digitais se basearem em níveis lógicos que são diferenciados pelo nível de tensão que tem em um pino.

Por isto muitas pessoas falam que as máquinas e computadores só entendem "0" ou "1".  Estes são os chamados níveis lógicos.

Em algumas literaturas também podemos encontrar como Verdadeiro(TRUE) e Falso (FALSE) ou ainda HIGH e LOW.

Estes níveis lógicos não indicam o nível de tensão que tem no pino e sim, o modo como o circuito compreende a tensão que esta sendo aplicada, por exemplo, o nível lógico 0 para o Arduino é  0 Volts, mas o nível lógico 1  é 5 Volts no pino. A voltagem deste níveis lógicos depende da tecnologia (TTL, CMOS, RTL, DTL)  e do circuito que esta sendo usado.

 

 

Decodificadores  

Os decodificadores, são circuitos combinacionais que servem para fazer a conversão entre dois tipos de codificação diferentes. Há muitos códigos utilizados na eletrônica digital, e  entre eles podemos destacar: BCD-8421 código Gray, código Jonhson, código ASCII e uma outra infinidade de códigos.

Muitas vezes temos que converter estes códigos para que um usurário, por exemplo, possa compreende-lo de forma mais rápida. Para o usuário, é muito mais simples ver o número em uma representação decimal do que em um código binário e para isto podemos utilizar o CD4511.

 

 

O CD4511

Ele é um decodificador BCD-8421 (Binary-Coded Decimal), que recebe um código binário pelas pinos de entrada ABCD e o decodifica para decimal no formato do display de 7 segmentos.

A codificação BCD-8421 é a representação de números decimais em binários de quatro bits. Os valores 8421 são respectivamente os valores de 2 elevado ao valor de sua posição (2^3, 2^2, 2^1, 2^0). Este código assume apenas 10 dígitos, variando de 0 a 9.

Na tabela abaixo você vê a tabela com os valores decodificados para 7 segmentos:

 

Onde NE é Não Existe pois no sistema BCD-8421 os algarismos vão de 0 até 9

Esta outra figura mostra como ficaram os caracteres no display de 7 segmentos com este CI.

O CD4511 usa tecnologia CMOS com saídas transistorizadas e também tem os seguintes pinos de funções especiais:

LE (Latch Enable) - Habilita os Latch das entradas ABCD (Deixa memorizada a entrada).

LT (Lamp Test) - Testa as saídas para o display de 7 segmentos (acende todos).

BL (Blanking) - Apaga todas as saídas.

O Circuito 

Abaixo você vê a figura do circuito montado

 

Neste circuito os LEDs da parte inferior direita mostra a contagem em binário que é feita pelo Arduino e você pode visualizar o valor em decimal no display de 7 segmentos que esta conectado ao CD4511.

 

 

O Sketch

Disponibilizamos o Sketchs, um deles incrementa os valores no display (contando de 0 até 9)

Link para o código

 

Então é isto pessoal!!! Espero que vocês tenham gostado do tutorial de como utilizar o CD4511 e também um pouco sobre o que são decodificadores e em caso de dúvida ou sugestões, deixem nos comentários abaixo no tópico.

\o/

 

Referências

http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/50863/FAIRCHILD/CD4511BC.html

http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/como-funciona/1196-art160

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Comentário de Nelson Icibaci Filho em 24 janeiro 2017 às 14:34

Boa tarde

Gostaria de saber se tem como usar um CI para 6 dispplays de leds 7 segmentos numéricos no meu arduino e como faria para mostrar os valores das frequencias dos radios do fsx estou montando com display lcd 2004 mas queria usar o display 7 segmentos de leds sem usar muitos fios e qual librarie terei que usar

Grato

Comentário de Isabela Borges em 14 outubro 2016 às 23:56

Boa noite, vc sabe me dizer se há possibilidade de ligar dois botoes para controlar  a incrementação e decrementação dos numeros?

Comentário de Paulo Daudt em 16 janeiro 2015 às 7:56
Meu contador esta meio fora de ordem. Começa no 1,4,5,2,3,6,7,8,9.
Alguém tem ideia o motivo?
Comentário de Paulo Sergio oliveira em 10 setembro 2014 às 20:38

Tem um erro no circuito o ci esta 74HC595 e nao CD4511

Comentário de CLEUBER FRANÇA FERREIRA em 16 junho 2014 às 19:22

Como eu poderia fazer um placar eletrônico com esse projeto incrementando um botão para incrementar a numeração e outro para decrementar? 

Um abraço. Espero conseguir um apoio.

Comentário de walter santo em 26 maio 2014 às 20:48

Sou novo nesse negocio do arduino.

Seria possivel editar o circuito eletronico dos tutoriais?????

Comentário de Luis Gustavo Ferreira Vernucci em 14 setembro 2013 às 13:02

Galera, tudo bom? Tentei montar esse circuito, porém percebi que falta as ligações na parte de baixo do display. No video elas aparecem mas não consegui identificar

Um abraço

Comentário de Laboratório de Garagem em 21 junho 2013 às 17:07

Muito obrigado!!!

Estamos pensando em um tutorial sobre registradores de deslocamento e logo o lançaremos.

Comentário de Pecklauros em 20 junho 2013 às 18:37

Excelente tutorial! Muito bem explicado. Lembro-me das aulas de eletrônica digital. Sugiro um outro falando a respeito de registradores de deslocamento.

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