Seitsemän segmentin näytön hallinta Arduinolla ja 74HC595 -siirtorekisterillä: 6 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Hei, mitä kuuluu, kaverit! Akarsh täällä CETechistä.

Seitsemän segmenttinäyttöä on hyvä katsoa ja ne ovat aina kätevä työkalu tietojen näyttämiseen numeroina, mutta niissä on haittapuoli, että kun hallitsemme seitsemän segmentin näyttöä todellisuudessa, ohjaamme kahdeksaa erilaista LEDiä ja tarvitsemme eri ulostuloja, mutta jos käytämme erillistä GPIO -nastaista jokaiselle LED -valolle seitsemän segmentin näytössä, saatamme kohdata pulaa mikrokontrollerissamme ja lopulta meillä ei ole paikkaa tehdä muita tärkeitä yhteyksiä. Tämä voi tuntua sinusta suurelta ongelmalta, mutta ratkaisu tähän ongelmaan on hyvin yksinkertainen. Meidän on vain käytettävä 74HC595 -siirtorekisteriä IC. Yhtä 74HC595 -IC: tä voidaan käyttää lähtöjen tuottamiseen 8 eri pisteeseen, paitsi että voimme myös liittää useita näitä IC: itä ja käyttää niitä ohjaamaan suurta määrää laitteita myös kuluttamalla vain 3 GPIO -nastaasi mikro -ohjaimesta.

Joten tässä projektissa käytämme 74HC595 Shift -rekisteri -IC: tä Arduinon kanssa seitsemän segmentin näytön ohjaamiseen vain käyttämällä 3 Arduinon GPIO -nastaa ja ymmärrämme, kuinka tämä IC voi osoittautua loistavaksi työkaluksi.

Vaihe 1: Hanki piirilevyjä projekteillesi

Sinun täytyy tarkistaa PCBWAY, jos haluat tilata piirilevyjä verkosta halvalla!

Saat 10 laadukasta piirilevyä, jotka valmistetaan ja toimitetaan kotiovellesi halvalla. Saat myös alennuksen ensimmäisestä tilauksestasi. Lataa Gerber -tiedostosi PCBWAY: lle, jotta ne valmistetaan laadukkaasti ja nopeasti. Tutustu heidän online -Gerber -katselutoimintoonsa. Palkintopisteillä voit saada ilmaista tavaraa lahjakaupasta.

Vaihe 2: Tietoja 74HC595 -siirtorekisteristä

74HC595 -siirtorekisteri on 16 -nastainen SIPO -IC. SIPO tarkoittaa sarjatuloa ja rinnakkaislähtöä, mikä tarkoittaa, että se ottaa tulon sarjassa yksi bitti kerrallaan ja antaa ulostulon rinnakkain tai samanaikaisesti kaikilla lähtöliittimillä. Tiedämme, että Shift -rekistereitä käytetään yleensä tallennustarkoituksiin ja että rekistereiden ominaisuutta käytetään täällä. Tiedot liukuvat sisään sarjatulonapin läpi ja siirtyvät ensimmäiseen lähtötappiin ja pysyvät siellä, kunnes toinen tulo tulee IC: n sisään heti, kun toinen tulo on vastaanotettu, aiemmin tallennettu tulo siirtyy seuraavaan lähtöön ja uudet tiedot tulevat ensimmäiseen neulaan. Tämä prosessi jatkuu, kunnes IC: n tallennustila ei ole täynnä, eli kunnes se vastaanottaa 8 tuloa. Mutta kun IC-tallennustila täyttyy heti, kun se vastaanottaa yhdeksännen tulon, ensimmäinen tulo sammuu QH '-nastan kautta, jos olemassa on toinen siirtorekisteri, joka on ketjutettu nykyiseen rekisteriin QH' -tapin kautta, sitten tiedot siirtyvät siihen rekisteröi, muuten se häviää ja saapuvat tiedot tulevat sisään liu'uttamalla aiemmin tallennettuja tietoja. Tämä prosessi tunnetaan nimellä Ylivuoto. Tämä IC käyttää vain 3 GPIO-nastaa muodostaakseen yhteyden mikrokontrolleriin, ja siten kuluttamalla vain 3 GPIO-nastaa mikrokontrollerista voimme hallita äärettömiä laitteita ketjuttamalla ketjulla useita näistä IC: istä toisiinsa.

Todellinen esimerkki, joka käyttää vuororekisteriä, on "alkuperäinen Nintendo-ohjain". Nintendo Entertainment Systemin pääohjaimen tarvitsi saada kaikki painallukset sarjaan, ja se käytti vuororekisteriä tämän tehtävän suorittamiseen.

Vaihe 3: 74HC595: n nastakaavio

Vaikka tämä IC on saatavana useina lajikkeina ja malleina, keskustelemme täällä Pinout of Texas Instruments SN74HC595N IC: stä. Jos haluat lisätietoja tästä IC: stä, katso sen tietolomake täältä.

Shift Register IC: ssä on seuraavat nastat:-

1) GND - Tämä nasta on kytketty mikrokontrollerin tai virtalähteen maadoitusnastaan.

2) Vcc - Tämä nasta on kytketty mikrokontrollerin tai virtalähteen Vcc: hen, koska se on 5 V: n logiikkatasoinen IC. 5V virtalähde on parempi.

3) SER - Sarjatulon PIN -tiedot syötetään sarjaan tämän nastan kautta eli yksi bitti kerrallaan.

4) SRCLK - Se on Shift Register Clock Pin. Tämä nasta toimii siirtorekisterin kellona, kun kellosignaalia käytetään tämän nastan kautta. Koska IC on positiivinen reuna, joka laukaisee bittien siirtämisen siirtorekisteriin, tämän kellon on oltava KORKEA.

5) RCLK - se on rekisterikellon nasta. Se on erittäin tärkeä nasta, koska voidaksemme havaita näihin IC -laitteisiin kytkettyjen laitteiden lähdöt meidän on tallennettava tulot salpaan ja tätä varten RCLK -nastan on oltava KORKEA.

6) SRCLR- Se on siirtorekisterin kirkas nasta. Sitä käytetään aina, kun meidän on tyhjennettävä Shift -rekisterin tallennus. Se asettaa rekisteriin tallennetut elementit arvoon 0 kerralla. Se on negatiivinen logiikkatappi, joten aina kun meidän on tyhjennettävä rekisteri, meidän on sovellettava LOW -signaalia tähän nastaan, muuten se olisi pidettävä KORKEA.

7) OE- Se on Output Enable Pin. Se on negatiivinen logiikkatappi, ja aina kun tämä nasta on asetettu HIGH -arvoon, rekisteri asetetaan korkean impedanssin tilaan eikä lähtöjä lähetetä. Lähtöjen saamiseksi meidän on asetettava tämä nasta matalalle.

8) Q1 -Q7 - Nämä ovat lähtöliittimiä, ja ne on liitettävä jonkinlaisiin lähtöihin, kuten LED -valot ja seitsemän segmentin näyttö jne.

9) QH ' - Tämä nasta on olemassa, jotta voimme ketjuttaa nämä IC: t, jos liitämme tämä QH' toisen IC: n SER -nastaan ja annamme molemmille IC: ille saman kellosignaalin, ne käyttäytyvät kuin yksi IC, jossa on 16 lähdöt. Tämä tekniikka ei tietenkään rajoitu kahteen IC: hen-voit ketjuttaa niin monta kuin haluat, jos sinulla on tarpeeksi tehoa kaikkiin.

Vaihe 4: Näytön yhdistäminen Arduinon kanssa 74HC595: n kautta

Joten nyt meillä on riittävästi tietoa Shift Register IC: stä, joten siirrymme toteutusosaan. Tässä vaiheessa teemme yhteydet hallitaksemme SSD: tä Arduinolla 74HC595 IC: n kautta.

Tarvittavat materiaalit: Arduino UNO, seitsemän segmentin näyttö, 74HC595 Shift Register IC, hyppyjohdot.

1) Liitä IC SSD: hen seuraavasti:-

• IC -nasta 1 (Q1) segmentin B nastan näyttämiseksi vastuksen kautta.
• IC -nasta 2 (Q2) segmentin C nastan näyttämiseksi vastuksen kautta.
• IC -nasta nro 3 (Q3) segmentin D nastan näyttämiseksi vastuksen kautta.
• IC -nasta nro 4 (Q4) segmentin E nastan näyttämiseksi vastuksen kautta.
• IC -nasta nro 5 (Q5) segmentin F nastan näyttämiseksi vastuksen kautta.
• IC -nasta nro 6 (Q6) segmentin G nastan näyttämiseksi vastuksen kautta.
• IC -nasta nro 7 (Q7) segmentin Dp nastan näyttämiseksi vastuksen läpi.
• Näytön yhteinen nasta joko virta- tai maadoituskiskoon. Jos sinulla on yhteinen anodinäyttö, kytke yhteinen virtakiskoon, muuten yhteisen katodinäytön yhteydessä maadoituskiskoon

2) Liitä IC: n nasta 10 (Register Clear Pin) virtalähteeseen. Se estää rekisterin tyhjennyksen, koska se on aktiivinen matala nasta.

3) Liitä IC: n nasta 13 (Output Enable Pin) maadoituskiskoon. Se on aktiivinen korkea nasta, joten kun se pidetään alhaalla, se mahdollistaa IC: n antamisen.

4) Liitä Arduino -nasta 2 IC: n nastaan 12 (salvatappi).

5) Liitä Arduino -nasta 3 IC: n nastaan 14 (datatappi).

6) Liitä Arduino -nasta 4 IC: n nastaan 11 (Clock Pin).

7) Liitä IC: n Vcc ja GND Arduinon omaan.

Kun olet tehnyt kaikki nämä yhteydet, päädyt samanlaiseen piiriin kuin yllä olevassa kuvassa ja kaikkien näiden vaiheiden jälkeen sinun on siirryttävä koodausosaan.

Vaihe 5: Arduinon koodaus seitsemän segmentin näytön ohjaamiseen

Tässä vaiheessa koodaamme Arduino UNO: n näyttämään eri numerot seitsemän segmentin näytössä. Sen vaiheet ovat seuraavat:-

1) Liitä Arduino Uno tietokoneeseen.

2) Siirry tämän projektin Github -arkistoon täältä.

3) Avaa arkistossa "7segment_arduino.ino" -tiedosto, joka avaa tämän projektin koodin.

4) Kopioi tämä koodi ja liitä se Arduino IDE -laitteeseesi ja lataa se taululle.

Kun koodi ladataan, näet numerot 0–9 näytöllä 1 sekunnin viiveellä.

Vaihe 6: Voit tehdä omasi näin

Joten noudattamalla kaikkia näitä vaiheita voit tehdä tämän projektin itse, joka näyttää yllä olevan kuvan mukaiselta. Voit myös kokeilla samaa projektia ilman Shift Register IC: tä ja opit, kuinka tämä IC on hyödyllinen tuottamaan lähdöt useille objekteille kerralla, myös käyttämällä pienempää määrää GPIO -nastoja. Voit myös kokeilla ketjuttaa useita näitä IC: itä ja ohjata suurta määrää antureita tai laitteita jne.

Toivottavasti pidit tästä opetusohjelmasta.