Controlul afișajului cu șapte segmente utilizând Arduino și 74HC595 Shift Register: 6 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Hei, ce se întâmplă, băieți! Akarsh aici de la CETech.

Afișajele cu șapte segmente sunt bune de privit și sunt întotdeauna un instrument la îndemână pentru a afișa datele sub formă de cifre, dar există un dezavantaj în acestea: atunci când controlăm un afișaj cu șapte segmente, în realitate, controlăm 8 LED-uri diferite și pentru a controla fiecare dintre ele avem nevoie de ieșiri diferite, dar dacă folosim un pin GPIO separat pentru fiecare dintre LED-urile de pe afișajul cu șapte segmente, ne-am putea confrunta cu o lipsă de pini pe microcontrolerul nostru și, în cele din urmă, nu vom mai avea loc să facem alte conexiuni importante. Acest lucru vă poate părea o mare problemă, dar soluția la această problemă este foarte simplă. Trebuie doar să utilizăm registrul de schimbare 74HC595 IC. Un singur IC 74HC595 poate fi utilizat pentru a furniza ieșiri la 8 puncte diferite, în afară de faptul că putem conecta, de asemenea, o serie de IC-uri și le putem utiliza pentru a controla un număr mare de dispozitive, consumând doar 3 pini GPIO ai microcontrolerului.

Deci, în acest proiect, vom folosi un registru IC 74HC595 Shift cu Arduino pentru a controla un afișaj cu șapte segmente doar folosind 3 pini GPIO ai Arduino și să înțelegem cum se poate dovedi acest IC un instrument excelent.

Pasul 1: obțineți PCB-uri pentru proiectele dvs. fabricate

Trebuie să verificați PCBWAY pentru a comanda PCB online ieftin!

Veți obține 10 PCB-uri de bună calitate fabricate și expediate la ușa dvs. ieftin. Veți primi, de asemenea, o reducere la expediere la prima comandă. Încărcați fișierele dvs. Gerber pe PCBWAY pentru a le fabrica cu o calitate bună și timp de livrare rapid. Verificați funcția lor de vizualizare Gerber online. Cu puncte de recompensă, puteți obține lucruri gratuite de la magazinul lor de cadouri.

Pasul 2: Despre registrul de schimbare 74HC595

Un registru de schimbare 74HC595 este un IC SIPO cu 16 pini. SIPO înseamnă Serial In și Parallel Out, ceea ce înseamnă că ia intrare în serie un bit pe rând și oferă ieșire în paralel sau simultan pe toți pinii de ieșire. Știm că registrele Shift sunt utilizate în general în scopuri de stocare și că proprietatea registrelor este utilizată aici. Datele alunecă prin pinul de intrare serial și continuă la primul pin de ieșire și rămân acolo până când o altă intrare intră în IC imediat ce este recepționată o altă intrare, intrarea stocată anterior trece la următoarea ieșire și datele noi introduse vin pe primul pin. Acest proces continuă până când stocarea IC nu este completă, adică până la primirea a 8 intrări. Dar când stocarea IC devine plină de îndată ce primește cea de-a 9-a intrare, prima intrare se stinge prin pinul QH 'dacă există un alt registru de schimbare în lanț la registrul curent prin pinul QH', atunci datele trec la acel înregistrați-vă altfel se pierde și datele primite continuă să pătrundă glisând datele stocate anterior. Acest proces este cunoscut sub numele de Debordare. Acest IC folosește doar 3 pini GPIO pentru a se conecta la microcontroler și, prin urmare, consumând doar 3 pini GPIO ai microcontrolerului, putem controla dispozitive infinite prin înlănțuirea unui număr de IC-uri între ele.

Un exemplu din lumea reală care folosește registrul de schimbare este „Original Nintendo Controller”. Controlerul principal al sistemului de divertisment Nintendo avea nevoie de apăsarea serială a tuturor butoanelor și a folosit un registru de schimbare pentru a îndeplini acea sarcină.

Pasul 3: Pin Diagrama 74HC595

Deși acest IC este disponibil în mai multe varietăți și modele, vom discuta aici Pinout of Texas Instruments SN74HC595N IC. Pentru informații mai detaliate despre acest IC, puteți consulta fișa tehnică a acestuia de aici.

Shift Register IC are următoarele pini: -

1) GND - Acest pin este conectat la pinul de masă al microcontrolerului sau la sursa de alimentare.

2) Vcc - Acest pin este conectat la Vcc al microcontrolerului sau al sursei de alimentare, deoarece este un IC de nivel logic de 5V. Sursa de alimentare de 5V este preferabilă pentru aceasta.

3) SER - Datele Pinului de intrare serial sunt introduse serial prin acest Pin, adică se introduce un bit la un moment dat.

4) SRCLK - Este Shift Register Clock Pin. Acest pin acționează ca ceasul pentru Shift Register, deoarece semnalul Clock este aplicat prin acest pin. Deoarece IC este o margine pozitivă declanșată, astfel încât să schimbe biții în registrul Shift, acest ceas trebuie să fie HIGH.

5) RCLK - Este PIN-ul Register Clock. Este un Pin foarte important, deoarece pentru a observa ieșirile de pe dispozitivele conectate la aceste circuite integrate trebuie să stocăm intrările în zăvor și, în acest scop, pinul RCLK trebuie să fie ÎNALT.

6) SRCLR- Este pinul clar Shift Register. Se folosește ori de câte ori trebuie să ștergem stocarea registrului Shift. Setează elementele stocate în registru la 0 simultan. Este un Pin logic negativ, prin urmare, ori de câte ori trebuie să ștergem registrul, trebuie să aplicăm un semnal LOW la acest pin, altfel ar trebui să fie menținut la HIGH.

7) OE- Este pinul de activare a ieșirii. Este un pin logic negativ și ori de câte ori acest pin este setat la HIGH, registrul este setat într-o stare de impedanță ridicată și ieșirile nu sunt transmise. Pentru a obține ieșirile, trebuie să setăm acest pin la scăzut.

8) Q1-Q7 - Acestea sunt pinii de ieșire și trebuie conectați la un fel de ieșire, cum ar fi LED-urile și afișajul cu șapte segmente etc.

9) QH '- Acest pin este acolo, astfel încât să putem conecta aceste IC-uri dacă conectăm acest QH' la pinul SER al unui alt IC și dăm ambelor IC-uri același semnal de ceas, ele se vor comporta ca un singur IC cu 16 ieșiri. Desigur, această tehnică nu se limitează la două circuite integrate - puteți încerca în lanț câte doriți dacă aveți suficientă putere pentru toate.

Pasul 4: Conectarea afișajului cu Arduino prin 74HC595

Deci, acum avem suficiente cunoștințe despre Shift Register IC, prin urmare, vom trece la partea de implementare. În acest pas, vom face conexiunile pentru a controla SSD cu Arduino prin 74HC595 IC.

Materiale necesare: Arduino UNO, afișaj cu șapte segmente, IC de registru de schimbare 74HC595, cabluri jumper.

1) Conectați IC-ul la SSD în modul următor: -

• IC Pin No. 1 (Q1) pentru a afișa pinul pentru Segmentul B printr-un rezistor.
• IC Pin No. 2 (Q2) pentru a afișa pinul pentru segmentul C printr-un rezistor.
• IC Pin No. 3 (Q3) pentru a afișa pinul pentru Segmentul D printr-un rezistor.
• IC Pin nr. 4 (Q4) pentru a afișa pinul pentru segmentul E printr-un rezistor.
• Pin IC nr. 5 (Q5) pentru a afișa pinul pentru segmentul F printr-un rezistor.
• IC Pin No. 6 (Q6) pentru a afișa pinul pentru Segmentul G printr-un rezistor.
• IC Pin nr. 7 (Q7) pentru a afișa pinul pentru segmentul Dp printr-un rezistor.
• Pinul comun de pe afișaj fie la șina de alimentare, fie la sol. Dacă aveți un afișaj comun cu anod, conectați-vă comun la șina de alimentare, în caz contrar pentru un afișaj cu catod comun conectați-vă la șina de la sol

2) Conectați pinul nr. 10 (Register Clear Pin) al CI la șina de alimentare. Acesta va împiedica înregistrarea să se șteargă, deoarece este un pin activ activ.

3) Conectați pinul nr. 13 (pinul de activare a ieșirii) al CI la șina de la sol. Este un pin activ-înalt, prin urmare, atunci când este menținut la un nivel scăzut, acesta va permite IC-ului să dea ieșiri.

4) Conectați Pinul Arduino 2 la Pin12 (Pinul de blocare) al IC-ului.

5) Conectați Pinul Arduino 3 la Pin14 (Pinul de date) al IC-ului.

6) Conectați Pinul Arduino 4 la Pin11 (Pinul de ceas) al IC-ului.

7) Conectați Vcc și GND ale IC-ului la cel al Arduino.

După ce ați făcut toate aceste conexiuni, veți ajunge cu un circuit similar cu cel din imaginea de mai sus și după toți acești pași, trebuie să vă îndreptați către partea de codare.

Pasul 5: Codificarea Arduino pentru a controla afișajul cu șapte segmente

În acest pas, vom codifica Arduino UNO pentru a afișa diferite cifre pe afișajul cu șapte segmente. Pașii pentru aceasta sunt următorii: -

1) Conectați Arduino Uno la computer.

2) Accesați depozitul Github al acestui proiect de aici.

3) În depozit deschideți fișierul "7segment_arduino.ino", acesta va deschide codul pentru acest proiect.

4) Copiați acest cod și lipiți-l în ID-ul dvs. Arduino și încărcați-l pe tablă.

Pe măsură ce codul este încărcat, veți putea vedea numerele de la 0 la 9 care apar pe afișaj cu o întârziere de 1 sec.

Pasul 6: Puteți să vă faceți așa

Deci, urmând toți acești pași, puteți face acest proiect pe cont propriu, care va arăta ca cel prezentat în imaginea de mai sus. De asemenea, puteți încerca același proiect fără Shift Register IC și veți afla cum acest IC este util în furnizarea de ieșiri către mai multe obiecte simultan, folosind un număr mai mic de pini GPIO. Puteți încerca, de asemenea, să încercați în lanț o serie de IC-uri și să controlați un număr mare de senzori sau dispozitive etc.

Sper că ți-a plăcut acest tutorial.