Управление на седемсегментен дисплей с помощта на Arduino и 74HC595 Shift регистър: 6 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Хей, какво става, момчета! Akarsh тук от CETech.

Седем сегментните дисплеи са добри за разглеждане и винаги са удобен инструмент за показване на данни под формата на цифри, но има недостатък в тях, който е, че когато контролираме седем сегментния дисплей в действителност ние контролираме 8 различни светодиода и за да контролираме всеки от тях се нуждаем от различни изходи, но ако използваме отделен GPIO щифт за всеки от светодиодите на седем сегментен дисплей, може да се сблъскаме с недостиг на пинове на нашия микроконтролер и в крайна сметка ще останем без място за други важни връзки. Това може да ви се стори като голям проблем, но решението на този проблем е много просто. Трябва само да използваме ICH регистъра за смяна на 74HC595. Една единична микросхема 74HC595 може да се използва за осигуряване на изходи до 8 различни точки, освен че можем също да свържем редица от тези интегрални схеми и да ги използваме за управление на голям брой устройства, които също като консумират само 3 GPIO пина на вашия микроконтролер.

Така че в този проект ще използваме ICH регистър на 74HC595 с Shift регистър с Arduino, за да контролираме седем сегментен дисплей, само като използваме 3 GPIO пина на Arduino и ще разберем как тази IC може да се окаже чудесен инструмент.

Стъпка 1: Вземете печатни платки за вашите проекти

Трябва да проверите PCBWAY, за да поръчате печатни платки онлайн евтино!

Получавате 10 печатни платки с добро качество, произведени и изпратени до вашия праг за евтини. Също така ще получите отстъпка при доставка при първата поръчка. Качете вашите Gerber файлове в PCBWAY, за да ги произведете с добро качество и бързо време за изпълнение. Вижте тяхната онлайн функция за преглед на Gerber. С точки за награда можете да получите безплатни неща от магазина им за подаръци.

Стъпка 2: Около 74HC595 Shift Register

74HC595 Shift регистър е 16 -пинов SIPO IC. SIPO означава Serial In и Parallel Out, което означава, че приема вход последователно по един бит наведнъж и осигурява изход паралелно или едновременно на всички изходни щифтове. Знаем, че регистрите Shift обикновено се използват за съхранение и че тук се използва свойството на регистрите. Данните се плъзгат през серийния входен щифт и преминават към първия изходен щифт и остават там, докато друг вход не влезе в ИС, веднага след като бъде получен друг вход, предварително съхраняваният вход се измества към следващия изход и ново въведените данни идват към първия щифт. Този процес продължава, докато съхранението на ИС не е пълно, т.е. до получаване на 8 входа. Но когато IC паметта се запълни веднага щом получи 9-ия вход, първият вход излиза през QH 'pin, ако има друг регистър за смяна, свързан с маргаритка към текущия регистър през QH' pin, тогава данните се прехвърлят към този регистрирайте в противен случай тя се губи и входящите данни продължават да влизат, като плъзнете предварително съхранените данни. Този процес е известен като Overflowing. Тази интегрална схема използва само 3 GPIO пина за свързване към микроконтролера и следователно, като консумираме само 3 GPIO пина на микроконтролера, можем да контролираме безкрайни устройства, като свързваме последователно редица от тези интегрални схеми един към друг.

Пример от реалния свят, който използва shift shift, е „Оригинален Nintendo Controller“. Основният контролер на Nintendo Entertainment System се нуждаеше от последователно натискане на всички бутони и използваше регистър за смяна, за да изпълни тази задача.

Стъпка 3: Диаграма на щифт на 74HC595

Въпреки че тази интегрална схема се предлага в редица разновидности и модели, ние ще обсъдим тук Pinout на Texas Instruments SN74HC595N IC. За по -подробна информация за тази интегрална схема можете да се обърнете към нейния лист с данни от тук.

IC на регистъра за смяна има следните щифтове:-

1) GND - Този щифт е свързан към заземяващия щифт на микроконтролера или захранването.

2) Vcc - Този щифт е свързан към Vcc на микроконтролера или захранването, тъй като това е 5V логическо IC ниво. За предпочитане е 5V захранването.

3) SER - Това е данните от серийния входен пин, които се въвеждат последователно чрез този пин, тоест по един бит наведнъж.

4) SRCLK - Това е щифтът на часовника на регистъра за смяна. Този щифт действа като часовник за регистъра за смяна, тъй като сигналът на часовника се прилага през този щифт. Тъй като IC е положителен ръб, задействан, така че за преместване на битове в регистъра Shift, този часовник трябва да бъде ВИСОК.

5) RCLK - Това е щифтът на часовника на регистъра. Това е много важен ПИН, тъй като, за да наблюдаваме изходите на устройствата, свързани към тези ИС, трябва да съхраняваме входовете в ключалката и за тази цел щифтът RCLK трябва да е ВИСОК.

6) SRCLR- Това е изчистеният ПИН на регистъра за смяна. Използва се винаги, когато трябва да изчистим съхранението на регистъра Shift. Той задава елементите, съхранявани в регистъра, на 0 наведнъж. Това е отрицателен логически ПИН, следователно, когато трябва да изчистим регистъра, трябва да приложим НИСКИ сигнал към този щифт, в противен случай той трябва да се поддържа на ВИСОК.

7) OE- Това е извод за разрешаване на изхода. Това е отрицателен логически щифт и винаги когато този щифт е настроен на HIGH, регистърът се настройва в състояние на висок импеданс и изходите не се предават. За да получим изходите, трябва да зададем този щифт на ниско.

8) Q1 -Q7 - Това са изходните щифтове и трябва да бъдат свързани към някакъв вид изход като светодиоди и седемсегментен дисплей и т.н.

9) QH ' - Този пин е там, за да можем да свържем веригите на тези интегрални схеми, ако свържем този QH' към SER извода на друга IC и дадем на двете IC един и същ часовник, те ще се държат като една IC с 16 изходи. Разбира се, тази техника не се ограничава до две интегрални схеми-можете да подредите маргаритка колкото искате, ако имате достатъчно мощност за всички тях.

Стъпка 4: Свързване на дисплея с Arduino чрез 74HC595

Така че сега имаме достатъчно познания за IC за регистъра за смяна, затова ще преминем към частта за внедряване. В тази стъпка ще направим връзките, за да контролираме SSD с Arduino чрез ICH 74HC595.

Необходими материали: Arduino UNO, седем сегментен дисплей, ICH на регистъра за смяна на 74HC595, джъмперни кабели.

1) Свържете ИС към SSD по следния начин:-

• IC пин № 1 (Q1) за показване на щифт за сегмент В през резистор.
• IC Pin № 2 (Q2) за показване на щифт за сегмент С през резистор.
• IC Pin № 3 (Q3) за показване на щифт за сегмент D през резистор.
• IC Pin № 4 (Q4) за показване на щифт за сегмент E през резистор.
• IC пин № 5 (Q5) за показване на щифт за сегмент F през резистор.
• IC Pin № 6 (Q6) за показване на щифт за сегмент G през резистор.
• IC пин № 7 (Q7) за показване на щифт за сегмент Dp през резистор.
• Общ щифт на дисплея към захранващата или заземителната шина. Ако имате общ аноден дисплей, свържете общ към захранващата шина, в противен случай за общ катоден дисплей свържете към заземителната шина

2) Свържете щифт № 10 (регистриране на изчистен пин) на ИС към захранващата шина. Това ще попречи на регистъра да се изчисти, тъй като е активен нисък пин.

3) Свържете щифт № 13 (изходен разрешителен извод) на интегралната схема към заземяващата шина. Това е активен висок щифт, следователно, когато се държи на ниско ниво, това ще позволи на IC да дава изходи.

4) Свържете Arduino Pin 2 към Pin12 (Latch Pin) на IC.

5) Свържете Arduino Pin 3 към Pin14 (Data Pin) на IC.

6) Свържете Arduino Pin 4 към Pin11 (Clock Pin) на IC.

7) Свържете Vcc и GND на IC към този на Arduino.

След като направите всички тези връзки, ще получите верига, подобна на тази на изображението по -горе и след всички тези стъпки трябва да преминете към частта за кодиране.

Стъпка 5: Кодиране на Arduino за управление на седемсегментен дисплей

В тази стъпка ще кодираме Arduino UNO за показване на различни цифри на дисплея със седем сегмента. Стъпките за него са следните:-

1) Свържете Arduino Uno към вашия компютър.

2) Насочете се към хранилището на Github за този проект от тук.

3) В хранилището отворете файла „7segment_arduino.ino“, това ще отвори кода за този проект.

4) Копирайте този код и го поставете във вашата Arduino IDE и го качете на дъската.

Когато кодът бъде качен, ще можете да видите числа от 0 до 9 да се появяват на дисплея със закъснение от 1 сек.

Стъпка 6: Можете да си направите така

Така че, като следвате всички тези стъпки, можете сами да направите този проект, който ще изглежда като този, показан на изображението по -горе. Можете също да опитате един и същ проект без IC на регистъра за смяна и ще разберете как тази интегрална схема е полезна за предоставяне на изходни данни на множество обекти едновременно, като се използва и по -малък брой GPIO щифтове. Можете също така да опитате верижно свързване на редица от тези интегрални схеми и да контролирате голям брой сензори или устройства и т.н.

Надявам се този урок да ви е харесал.