Septiņu segmentu displeja kontrole, izmantojot Arduino un 74HC595 maiņu reģistru: 6 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Hei, kas notiek, puiši! Akarsh šeit no CETech.

Septiņu segmentu displeji ir labi apskatāmi, un tie vienmēr ir ērts rīks, lai parādītu datus ciparu veidā, taču tiem ir trūkums, proti, kad mēs faktiski kontrolējam septiņu segmentu displeju, mēs kontrolējam 8 dažādas gaismas diodes un Katram no tiem mums ir nepieciešami dažādi izvadi, bet, ja katram septiņu segmentu displeja gaismas diodēm izmantojam atsevišķu GPIO tapu, mūsu mikrokontrolleram var rasties kontaktu trūkums, un galu galā mums nebūs vietas, kur veikt citus svarīgus savienojumus. Jums tas var šķist liela problēma, taču šīs problēmas risinājums ir ļoti vienkāršs. Mums vienkārši jāizmanto 74HC595 Shift reģistra IC. Vienu 74HC595 IC var izmantot, lai nodrošinātu izejas 8 dažādos punktos, turklāt mēs varam arī savienot vairākus no šiem IC un izmantot tos, lai kontrolētu arī daudzas ierīces, patērējot tikai 3 jūsu mikrokontrollera GPIO tapas.

Tātad šajā projektā mēs izmantosim 74HC595 Shift reģistra IC ar Arduino, lai kontrolētu septiņu segmentu displeju, tikai izmantojot 3 Arduino GPIO tapas, un sapratīsim, kā šī IC var izrādīties lielisks rīks.

1. darbība. Iegūstiet PCB saviem projektiem

Lai lēti pasūtītu PCB tiešsaistē, jums jāpārbauda PCBWAY!

Jūs saņemat 10 labas kvalitātes PCB, kas tiek ražoti un piegādāti pie jūsu mājas sliekšņa par lētu cenu. Jūs saņemsiet arī atlaidi piegādei pirmajam pasūtījumam. Augšupielādējiet savus Gerber failus uz PCBWAY, lai tie tiktu ražoti ar labu kvalitāti un ātru apstrādes laiku. Pārbaudiet viņu tiešsaistes Gerber skatītāja funkciju. Izmantojot atlīdzības punktus, jūs varat saņemt bezmaksas preces no viņu dāvanu veikala.

2. darbība. Par 74HC595 maiņu reģistru

74HC595 maiņu reģistrs ir 16 kontaktu SIPO IC. SIPO apzīmē Serial In un Parallel Out, kas nozīmē, ka tā ievada sērijveidā vienu bitu vienlaikus un nodrošina izeju paralēli vai vienlaicīgi uz visām izejas tapām. Mēs zinām, ka Shift reģistri parasti tiek izmantoti uzglabāšanas nolūkos un ka šeit tiek izmantots reģistru īpašums. Dati tiek ievietoti caur seriālās ievades tapu un iet uz pirmo izvades tapu un paliek tur, līdz IC ievada citu ieeju, tiklīdz tiek saņemta cita ievade, iepriekš saglabātā ievade pāriet uz nākamo izvadi un tiek ievadīti jaunie ievadītie dati uz pirmo tapu. Šis process turpinās, līdz IC krātuve nav pilna, ti, līdz tiek saņemtas 8 ievades. Bet, kad IC krātuve kļūst pilna, tiklīdz tā saņem 9. ievadi, pirmā ieeja iziet caur QH tapu, ja ir cits maiņu reģistrs, kas ir savienots ar pašreizējo reģistru, izmantojot QH tapu, tad dati tiek pārvietoti uz to reģistrējieties, pretējā gadījumā tas pazūd un ienākošie dati turpina ienākt, bīdot iepriekš saglabātos datus. Šis process ir pazīstams kā pārpildīts. Šī IC izmanto tikai 3 GPIO tapas, lai izveidotu savienojumu ar mikrokontrolleru, un tādējādi, patērējot tikai 3 mikrokontrollera GPIO tapas, mēs varam kontrolēt bezgalīgas ierīces, sasaistot vairākas šīs IC savā starpā.

Reāls piemērs, kurā tiek izmantots maiņu reģistrs, ir “oriģinālais Nintendo kontrolieris”. Nintendo izklaides sistēmas galvenajam kontrolierim bija nepieciešams sērijveidā nospiest visas pogas, un šī uzdevuma veikšanai tā izmantoja maiņu reģistru.

3. darbība: 74HC595 tapas diagramma

Lai gan šis IC ir pieejams vairākās šķirnēs un modeļos, mēs šeit apspriedīsim Texas Instruments SN74HC595N IC Pinout. Lai iegūtu sīkāku informāciju par šo IC, šeit varat skatīt tā datu lapu.

Maiņu reģistra IC ir šādas tapas:-

1) GND - šī tapa ir pievienota mikrokontrollera zemējuma tapai vai barošanas avotam.

2) Vcc - šī tapa ir savienota ar mikrokontrollera vai barošanas avota Vcc, jo tas ir 5V loģikas līmeņa IC. Tam ir vēlams 5 V barošanas avots.

3) SER - sērijveida ievades tapas dati tiek ievadīti sērijveidā, izmantojot šo tapu, t.i., tiek ievadīts viens bits vienlaikus.

4) SRCLK - tā ir maiņu reģistra pulksteņa tapa. Šī tapa darbojas kā maiņu reģistra pulkstenis, jo pulksteņa signāls tiek ievadīts caur šo tapu. Tā kā IC ir pozitīva mala, kas tiek aktivizēta, lai pārvietotu bitus maiņu reģistrā, šim pulkstenim jābūt AUGSTAM.

5) RCLK - tā ir reģistra pulksteņa tapa. Tā ir ļoti svarīga tapa, jo, lai novērotu šo IC pievienoto ierīču izejas, mums ir jāglabā ieejas aizbīdnī, un šim nolūkam RCLK tapai jābūt AUGSTAI.

6) SRCLR- tā ir nobīdes reģistra skaidra tapa. To izmanto ikreiz, kad nepieciešams notīrīt maiņu reģistra krātuvi. Tas nosaka reģistrā saglabātos elementus uzreiz uz 0. Tā ir negatīva loģika Pin, tāpēc ikreiz, kad mums ir nepieciešams notīrīt reģistru, mums ir jāpiemēro LOW signāls pie šīs tapas, pretējā gadījumā tas jātur HIGH.

7) OE- tā ir izejas iespējošanas tapa. Tā ir negatīva loģiskā tapa, un, kad šī tapa ir iestatīta uz HIGH, reģistrs tiek iestatīts augstas pretestības stāvoklī un izejas netiek pārraidītas. Lai iegūtu izejas, mums ir jāiestata šī tapa uz zemu.

8) Q1 -Q7 - tās ir izejas tapas, un tām jābūt savienotām ar kaut kādu izvadi, piemēram, gaismas diodēm un septiņu segmentu displeju utt.

9) QH ' - šī tapa ir paredzēta, lai mēs varētu savienot šos IC, ja mēs savienojam šo QH' ar cita IC SER tapu un dodam abām IC vienādu pulksteņa signālu, un tās darbosies kā viens IC ar 16 izejas. Protams, šī tehnika neaprobežojas tikai ar diviem IC-jūs varat saķēdēt ķēdi tik daudz, cik vēlaties, ja jums visiem ir pietiekami daudz jaudas.

4. darbība: displeja savienošana ar Arduino, izmantojot 74HC595

Tātad, tagad mums ir pietiekamas zināšanas par maiņu reģistra IC, tāpēc mēs pāriesim pie īstenošanas daļas. Šajā solī mēs izveidosim savienojumus, lai kontrolētu SSD ar Arduino, izmantojot 74HC595 IC.

Nepieciešamie materiāli: Arduino UNO, septiņu segmentu displejs, 74HC595 Shift Register IC, Jumper cable.

1) Savienojiet IC ar SSD šādā veidā:-

• IC tapa Nr. 1 (Q1), lai caur rezistoru parādītu B segmenta tapu.
• IC tapa Nr. 2 (Q2), lai caur rezistoru parādītu C segmenta tapu.
• IC tapa Nr. 3 (Q3), lai caur rezistoru parādītu D segmenta tapu.
• IC tapa Nr. 4 (Q4), lai caur rezistoru parādītu E segmenta tapu.
• IC tapa Nr. 5 (Q5), lai caur rezistoru parādītu F segmenta tapu.
• IC tapa Nr. 6 (Q6), lai caur rezistoru parādītu G segmenta tapu.
• IC tapa Nr. 7 (Q7), lai caur rezistoru parādītu D segmenta tapu.
• Kopējā tapa uz displeja pie barošanas vai zemes sliedes. Ja jums ir kopējais anoda displejs, pievienojiet kopīgu strāvas sliedei, pretējā gadījumā kopējam katoda displejam pievienojiet zemes sliedei

2) Pievienojiet strāvas sliedei IC tapu Nr. 10 (reģistra dzēšanas tapu). Tas neļaus reģistram notīrīt, jo tas ir aktīvs zems tapa.

3) Pievienojiet IC tapu Nr. 13 (izejas iespējošanas tapa) zemējuma sliedei. Tā ir aktīva augsta tapa, tāpēc, turot to zemā līmenī, IC varēs sniegt rezultātus.

4) Savienojiet Arduino tapu 2 ar IC 12. tapu (aizbīdņa tapu).

5) Savienojiet Arduino tapu 3 ar IC 14. tapu (datu tapa).

6) Savienojiet Arduino tapu 4 ar IC pin11 (pulksteņa tapa).

7) Savienojiet IC Vcc un GND ar Arduino.

Pēc visu šo savienojumu veikšanas jūs nonāksit ķēdē, kas ir līdzīga iepriekšējā attēlā redzamajai, un pēc visām šīm darbībām jums jādodas uz kodēšanas daļu.

5. darbība: Arduino kodēšana, lai kontrolētu septiņu segmentu displeju

Šajā solī mēs kodēsim Arduino UNO, lai septiņu segmentu displejā parādītu dažādus ciparus. Tās darbības ir šādas:-

1) Savienojiet Arduino Uno ar datoru.

2) Dodieties uz šī projekta Github krātuvi.

3) Krātuvē atveriet failu "7segment_arduino.ino", tādējādi tiks atvērts šī projekta kods.

4) Kopējiet šo kodu un ielīmējiet to savā Arduino IDE un augšupielādējiet to uz tāfeles.

Kad kods tiek augšupielādēts, jūs varēsit redzēt ciparus no 0 līdz 9, kas parādīsies displejā ar 1 sekundes aizkavēšanos.

6. solis: jūs varat izveidot savu šādi

Tātad, izpildot visas šīs darbības, jūs varat izveidot šo projektu pats, kas izskatīsies kā parādīts attēlā. Varat arī izmēģināt to pašu projektu bez Shift Register IC, un jūs uzzināsit, kā šī IC ir noderīga, nodrošinot izvadus vairākiem objektiem vienlaikus, izmantojot arī mazāku skaitu GPIO tapas. Varat arī mēģināt ķēdīt virkni šo IC un kontrolēt lielu skaitu sensoru vai ierīču utt.

Ceru, ka jums patika šī apmācība.