Cubo de leds 8x8x8 (parte 2)

      Neste post vamos continuar a montagem do cubo, focaremos no processo de confecção das placas dos circuitos de controle (driver e controle do projeto).
      Todas as placas desse projeto faremos pelo processo manual, na qual temos mais prática e experiência . O projeto em si , será dividido em 3 a 4 partes distintas para melhor entendimento facilidade em localizar possíveis defeitos.
     
      Existe vários programas que produzem placas de circuito impresso, alguns mais complexos e completos que outros. Usamos nas demais figuras o Fritzing,somente para desenho do circuito elétrico, existe muitos outros como PCB Artist, KICAD, entre  outros no mercado para uso.

      Vamos primeiramente analisar o circuito de controle do cubo, que consiste em 8 registradores de deslocamento.
        

                                                     

Registradores de Deslocamento

   
     Antes de conhecer esse tipo de circuito, devemos ter conhecimento prévio sobre flip-flops.

      como o nome diz , um registrador de deslocamento é teoricamente capaz de deslocar bits de uma entrada serial para paralelo, ou seja um conversor serial/paralelo, isso se faz colocando dados na entrada serial, esses dados são transferidos a cada pulso de clock para a saída paralela, ou seja, temos um dado de 4 bits serial , colocamos esse na entrada e quando passar 4 pulsos de clock temos na saída paralela esses  dados.

Registrador de deslocamento de 4 bits.

     

    Analisando os bloco acima , vemos varios flip-flop's JK, ligados em série, coloca-se dados na entrada E/S, como clock comum a todos, os bits passam para todas as saídas simultaneamente, vale ressaltar que a velocidade do clock tem ser no minimo 2 vezes maior que a dos dados de entrada.

     Esse tipo implementação acima podemos ver que não temos como manter os dados na saída, após 5 pulso de clock todos sumirão, então foram colocados entradas de controle, chamadas LATCH (Trava), que faz após o ultimo pulso de clock , podemos acionar esse pino , que os dados permanecerão na saída, mas se queremos limpar  essa  saída  temos também pino CLEAR (limpar), ou seja um RESET (R)

    

    Então após essa explicação sobre uma parte do circuito de controle, vou usar o Shift Register (Registrador deslocamento) o CI 74HC595,conforme o circuito serão usado 8 desses em serie , para as 64 colunas de leds.

      Abaixo temos o circuito interno desse componente.

diagrama de blocos do 74HC595

            Podemos notar que possui 2 blocos distintos.Shift Register como foi explicado acima, mais o bloco de LATCH, que faz a trava dos dados, este circuito completo possui  as entradas de controle que explicarei todas para melhor entendermos o circuito.

     

74HC595

                                            

Temos os seguintes pinos:

Saídas:

   
                           
Saídas de dados

Q0 a Q7 - saída de dados 8bits.

Q7 (pino 9) - Carry out (após 8 bits nas saídas, o dado inserido na entrada e entregue integralmente para ligar outro CI (usado muito quando ligado em cascata, que nossa versão).

Entradas:


Alimentação:  VCC (pino 16) - alimentação +5VCC (TTL).
                         GND (pino -8)- alimentação terra.

  Dados:

Ds (pino 14) - Dados serial - entrada de dados seriais.

Controle do circuito:

MR  (pino 10) - Master Reset - reset interno dos registradores (ligado ao VCC), internamente passa por inversora que faz reset dos 8 registradores.

 SH_CP (pino 11) - Clock - Clock interno dos registradores .

ST_CP (pino 12) - LATCH - Trava os dados das saídas dos registradores ( se mantem em nivel HIGH durante a transação do clock) ,após muda para nivel  LOW para  travar os dados nas saídas Q0 aQ7.

OE (pino 13) - Open Enable   - Habilitação da saida TRI-STATE , esse circuito possui essa função deixa essa saída em flutuação.