Septynių segmentų ekrano valdymas naudojant „Arduino“ir 74HC595 pamainų registrą: 6 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Ei, kas vyksta, vaikinai! Akarsh čia iš CETech.

Septynių segmentų ekranus yra gerai pažvelgti ir jie visada yra patogus įrankis duomenims rodyti skaitmenimis, tačiau juose yra trūkumų: valdydami septynių segmentų ekraną iš tikrųjų valdome 8 skirtingus šviesos diodus ir kiekvienam iš jų reikalingi skirtingi išėjimai, tačiau jei kiekvienam iš septynių segmentų ekrano šviesos diodų naudosime atskirą GPIO kaištį, mūsų mikrovaldiklyje gali trūkti kaiščių ir galiausiai mums neliks vietos atlikti kitų svarbių jungčių. Jums tai gali atrodyti kaip didelė problema, tačiau šios problemos sprendimas yra labai paprastas. Mums tereikia naudoti „74HC595 Shift“registro IC. Vienas 74HC595 IC gali būti naudojamas išvestims pateikti į 8 skirtingus taškus, be to, mes taip pat galime prijungti daugybę šių IC ir naudoti juos daugeliui įrenginių valdyti, taip pat sunaudodami tik 3 jūsų mikrovaldiklio GPIO kaiščius.

Taigi šiame projekte mes naudosime „74HC595 Shift“registro IC su „Arduino“, kad valdytume septynių segmentų ekraną, tik naudodami 3 „Arduino“GPIO kaiščius, ir suprasime, kaip šis IC gali pasirodyti puikus įrankis.

1 žingsnis: įsigykite PCB savo projektams

Norėdami pigiai užsisakyti PCB internetu, turite patikrinti PCBWAY!

Jūs gausite 10 geros kokybės PCB, pagamintų ir pristatytų prie jūsų namų slenksčio pigiai. Taip pat gausite nuolaidą pristatydami pirmąjį užsakymą. Įkelkite „Gerber“failus į PCBWAY, kad jie būtų pagaminti kokybiškai ir greitai. Patikrinkite jų internetinę „Gerber“peržiūros funkciją. Turėdami atlygio taškų, galite nemokamai gauti dovanų iš jų dovanų parduotuvės.

2 veiksmas: apie 74HC595 pamainų registrą

74HC595 pamainų registras yra 16 kontaktų SIPO IC. SIPO reiškia serijinį įėjimą ir lygiagretųjį išėjimą, o tai reiškia, kad jis įveda nuosekliai vieną bitą vienu metu ir pateikia išvestį lygiagrečiai arba vienu metu visuose išvesties kaiščiuose. Mes žinome, kad „Shift“registrai paprastai naudojami saugojimui ir kad čia naudojama registrų nuosavybė. Duomenys patenka į serijinio įvesties kaištį ir pereina prie pirmojo išvesties kaiščio ir lieka ten, kol IC įeina kita įvestis, kai tik gaunama kita įvestis, anksčiau išsaugota įvestis pereina į kitą išvestį ir gaunami naujai įvesti duomenys prie pirmo kaiščio. Šis procesas tęsiasi tol, kol IC saugojimas nėra pilnas, ty kol bus gauti 8 įėjimai. Bet kai IC saugykla tampa pilna, kai tik gauna 9 įvestį, pirmoji įvestis išeina per QH kaištį, jei yra kitas poslinkių registras, sujungtas su dabartiniu registru per QH kaištį, tada duomenys pereina prie to registruokitės, kitaip jis pasimeta, o gaunami duomenys nuolat patenka stumdami anksčiau išsaugotus duomenis. Šis procesas vadinamas perpildymu. Šis IC naudoja tik 3 GPIO kaiščius, kad prisijungtų prie mikrovaldiklio, taigi, sunaudodami tik 3 mikrovaldiklio GPIO kaiščius, galime valdyti begalinius įrenginius, sujungdami daugybę šių IC tarpusavyje.

Realus pavyzdys, kuriame naudojamas pamainų registras, yra „Originalus„ Nintendo “valdiklis“. Pagrindiniam „Nintendo Entertainment System“valdikliui reikėjo nuosekliai paspausti visus mygtukus, ir jis naudojo pamainos registrą šiai užduočiai atlikti.

3 žingsnis: 74HC595 kaiščio diagrama

Nors šis IC yra įvairių veislių ir modelių, čia aptarsime „Texas Instruments SN74HC595N IC“„Pinout“. Išsamesnės informacijos apie šį IC galite rasti jos duomenų lape.

„Shift Register IC“turi šiuos kaiščius:-

1) GND - Šis kaištis yra prijungtas prie mikrovaldiklio įžeminimo kaiščio arba maitinimo šaltinio.

2) Vcc - Šis kaištis yra prijungtas prie mikrovaldiklio arba maitinimo šaltinio Vcc, nes tai yra 5 V loginio lygio IC. Tam geriau naudoti 5 V maitinimo šaltinį.

3) SER - tai serijinės įvesties kaiščio duomenys, įvedami nuosekliai per šį kaištį, ty įvedamas vienas bitas vienu metu.

4) SRCLK - tai poslinkių registro laikrodžio kaištis. Šis kaištis veikia kaip pamainų registro laikrodis, nes per šį kaištį perduodamas laikrodžio signalas. Kadangi IC yra teigiamas kraštas, kad bitai būtų perkelti į „Shift“registrą, šis laikrodis turi būti AUKŠTAS.

5) RCLK - tai registro laikrodžio kaištis. Tai labai svarbus kaištis, nes norint stebėti prie šių IC prijungtų įrenginių išvestis, įvestis reikia saugoti skląstyje ir šiuo tikslu RCLK kaištis turi būti AUKŠTAS.

6) SRCLR- tai perjungimo registro aiškus kaištis. Jis naudojamas visada, kai reikia išvalyti „Shift“registro saugyklą. Registre saugomi elementai iš karto nustatomi į 0. Tai yra neigiamos logikos kaištis, todėl, kai mums reikia išvalyti registrą, turime taikyti žemą signalą šiam kaiščiui, kitaip jis turėtų būti laikomas AUKŠTAS.

7) OE- tai išvesties įjungimo kaištis. Tai yra neigiamas loginis kaištis ir, kai šis kaištis yra nustatytas į HIGH, registras nustatomas į didelės varžos būseną, o išėjimai nėra perduodami. Norėdami gauti išvestį, turime nustatyti šį kaištį žemą.

8) Q1 -Q7 - tai yra išvesties kaiščiai ir jie turi būti prijungti prie tam tikros išvesties, pvz., Šviesos diodų ir septynių segmentų ekrano ir pan.

9) QH “- šis kaištis yra tam, kad galėtume sujungti šias IC, jei prijungsime šį QH“prie kito IC SER kaiščio ir suteiksime abiems IC tą patį laikrodžio signalą, jie elgsis kaip vienas IC su 16 išėjimai. Žinoma, ši technika neapsiriboja dviem IC-galite susieti grandinę tiek, kiek norite, jei turite pakankamai energijos visiems.

4 veiksmas: ekrano prijungimas prie „Arduino“per 74HC595

Taigi dabar mes turime pakankamai žinių apie „Shift Register IC“, todėl pereisime prie įgyvendinimo dalies. Šiame žingsnyje mes atliksime ryšius, kad valdytume SSD su „Arduino“per 74HC595 IC.

Reikalingos medžiagos: „Arduino UNO“, septynių segmentų ekranas, 74HC595 „Shift Register IC“, jungiamieji kabeliai.

1) Prijunkite IC prie SSD tokiu būdu:-

• IC kaištis Nr. 1 (Q1), kad būtų parodytas B segmento kaištis per rezistorių.
• IC kaištis Nr. 2 (Q2), kad būtų parodytas C segmento kaištis per rezistorių.
• IC kaištis Nr. 3 (Q3), kad būtų parodytas D segmento kaištis per rezistorių.
• IC kaištis Nr. 4 (Q4), kad būtų parodytas E segmento kaištis per rezistorių.
• IC kaištis Nr. 5 (Q5), kad būtų parodytas F segmento kaištis per rezistorių.
• IC kaištis Nr. 6 (Q6), kad būtų parodytas G segmento kaištis per rezistorių.
• IC kaištis Nr. 7 (Q7), norint parodyti segmento Dp kaištį per rezistorių.
• Bendras kaištis ekrane prie maitinimo arba antžeminio bėgelio. Jei turite bendrą anodinį ekraną, prijunkite jį prie maitinimo bėgio, kitu atveju, jei naudojate bendrą katodo ekraną, prijunkite prie įžeminimo bėgelio

2) Prijunkite IC kištuką Nr. 10 (registruokite švarų kaištį) prie maitinimo šaltinio. Tai neleis išvalyti registro, nes tai yra aktyvus žemas kaištis.

3) Prijunkite IC kaištį Nr. 13 (išvesties įjungimo kaištį) prie įžeminimo bėgio. Tai aktyvus didelis kaištis, todėl, laikant žemai, IC galės duoti išvestį.

4) Prijunkite „Arduino“kaištį 2 prie IC kaiščio 12 (fiksavimo kaiščio).

5) Prijunkite „Arduino“kaištį prie IC 14 kaiščio (duomenų kaiščio).

6) Prijunkite „Arduino“kaištį 4 prie IC „Pin11“(laikrodžio kaiščio).

7) Prijunkite IC Vcc ir GND prie „Arduino“.

Atlikę visus šiuos ryšius, gausite grandinę, panašią į aukščiau esančią nuotrauką, ir atlikę visus šiuos veiksmus turite pereiti prie kodavimo dalies.

5 veiksmas: „Arduino“kodavimas, kad būtų galima valdyti septynių segmentų ekraną

Šiame žingsnyje mes koduosime „Arduino UNO“, kad septynių segmentų ekrane būtų rodomi skirtingi skaitmenys. Tam reikalingi šie žingsniai:-

1) Prijunkite „Arduino Uno“prie kompiuterio.

2) Eikite į šio projekto „Github“saugyklą.

3) Saugykloje atidarykite failą „7segment_arduino.ino“, todėl bus atidarytas šio projekto kodas.

4) Nukopijuokite šį kodą ir įklijuokite jį į „Arduino IDE“ir įkelkite į lentą.

Įkėlus kodą, ekrane bus matomi skaičiai nuo 0 iki 9 po 1 sekundės.

6 žingsnis: galite pasigaminti tokį

Taigi atlikę visus šiuos veiksmus galite savarankiškai sukurti šį projektą, kuris atrodys kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje. Taip pat galite išbandyti tą patį projektą be „Shift Register IC“ir sužinosite, kaip šis IC yra naudingas teikiant išvestis keliems objektams vienu metu, taip pat naudojant mažesnį skaičių GPIO kaiščių. Taip pat galite pabandyti susieti keletą šių IC ir valdyti daugybę jutiklių ar įrenginių ir pan.

Tikimės, kad jums patiko ši pamoka.