Styring af syv segmentvisning ved hjælp af Arduino og 74HC595 skiftregister: 6 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Hey, hvad sker der, fyre! Akarsh her fra CETech.

Seven Segment Displays er gode at se på og er altid et praktisk værktøj til at vise data i form af cifre, men der er en ulempe ved dem, at når vi styrer et Seven Segment Display i virkeligheden, kontrollerer vi 8 forskellige LED'er og kontrollerer hver af dem har vi brug for forskellige output, men hvis vi bruger en separat GPIO -pin til hver af lysdioderne på syv segmentskærme, står vi muligvis over for en mangel på pins på vores mikrokontroller, og i sidste ende vil vi ikke have plads til andre vigtige forbindelser. Dette kan virke som et stort problem, men løsningen på dette problem er meget enkel. Vi skal bare bruge 74HC595 Shift register IC. En enkelt 74HC595 IC kan bruges til at levere output til 8 forskellige punkter bortset fra at vi også kan forbinde et antal af disse IC'er og bruge dem til at styre et stort antal enheder det også ved at forbruge kun 3 GPIO -ben på din mikrokontroller.

Så i dette projekt vil vi bruge en 74HC595 Shift register IC med Arduino til at styre et Seven Segment display bare ved hjælp af 3 GPIO pins på Arduino og forstå, hvordan denne IC kan vise sig at være et godt værktøj.

Trin 1: Få printkort til dine projekter fremstillet

Du skal tjekke PCBWAY for at bestille PCB online billigt!

Du får 10 PCB'er af god kvalitet fremstillet og sendt til din dør for billigt. Du får også rabat på forsendelse på din første ordre. Upload dine Gerber -filer på PCBWAY for at få dem fremstillet med god kvalitet og hurtig ekspeditionstid. Tjek deres online Gerber viewer -funktion. Med belønningspunkter kan du få gratis ting fra deres gavebutik.

Trin 2: Om 74HC595 skiftregister

Et 74HC595 skiftregister er en 16 Pin SIPO IC. SIPO står for Serial In og Parallel Out, hvilket betyder, at det tager input serielt en bit ad gangen og giver output parallelt eller samtidigt på alle output pins. Vi ved, at skiftregistre generelt bruges til lagringsformål, og at ejendommen til registre bruges her. Dataene glider ind gennem den serielle input -pin og går videre til den første output -pin og forbliver der, indtil der kommer en anden input inde i IC'en, så snart en anden input er modtaget, den tidligere lagrede input skifter til den næste output og de nyligt indtastede data kommer videre til den første pin. Denne proces fortsætter, indtil opbevaringen af IC ikke er fuld, dvs. indtil den modtager 8 input. Men når IC-lageret bliver fuldt, så snart det modtager det 9. input, går det første input ud gennem QH'-pin, hvis der er et andet skiftregister, der er fastkædet til det aktuelle register via QH'-pin, så går dataene videre til det registrer det ellers går det tabt, og de indgående data bliver ved med at komme ind ved at skubbe de tidligere gemte data. Denne proces er kendt som Overflowing. Denne IC bruger kun 3 GPIO-ben til at oprette forbindelse til mikrokontrolleren, og derfor kan vi ved at forbruge kun 3 GPIO-ben på mikrokontrolleren styre uendelige enheder ved at kæde et antal af disse IC'er sammen.

Et eksempel fra den virkelige verden, der bruger skiftregister, er 'Original Nintendo Controller'. Hovedcontrolleren i Nintendo Entertainment System havde brug for at få alle knappetryk i serie, og det brugte et skiftregister til at udføre denne opgave.

Trin 3: Pin -diagram over 74HC595

Selvom denne IC findes i en række varianter og modeller, vil vi her diskutere Pinout of Texas Instruments SN74HC595N IC. For mere detaljerede oplysninger om denne IC, kan du se databladet herfra.

Skiftregister-IC har følgende stifter:-

1) GND - Denne pin er forbundet til jordstiften på mikrokontrolleren eller strømforsyningen.

2) Vcc - Denne pin er forbundet til Vcc på mikrokontrolleren eller strømforsyningen, da det er et 5V logisk niveau IC. 5V strømforsyning er at foretrække til det.

3) SER - Det er Serial Input Pin -dataene, der indtastes serielt gennem denne Pin, dvs. en bit ad gangen indtastes.

4) SRCLK - Det er skifteskiftets urpind. Denne pin fungerer som uret for skiftregistret, når urets signal påføres via denne pin. Da IC er en positiv kant udløst for at flytte bits ind i Shift -registret, skal dette ur være HØJT.

5) RCLK - Det er registerurets pin. Det er en meget vigtig pin, fordi for at observere output på de enheder, der er forbundet til disse IC'er, skal vi gemme inputene i låsen, og til dette formål skal RCLK -stiften være HØJ.

6) SRCLR- Det er skiftskiftets klare pin. Det bruges, når vi har brug for at rydde lagringen af skiftregistret. Det sætter de elementer, der er gemt i registret, til 0 på én gang. Det er en negativ logik Pin derfor, hver gang vi har brug for at rydde registret, skal vi anvende et LAVT signal på denne pin, ellers skal det opbevares på HIGH.

7) OE- Det er Output Enable Pin. Det er en negativ logisk pin, og når denne pin er indstillet til HIGH, sættes registret i en høj impedans -tilstand, og output sendes ikke. For at få Outputs skal vi indstille denne pin til lav.

8) Q1 -Q7 - Disse er Output Pins og skal tilsluttes en form for Output som LED'er og Seven Segment Display osv.

9) QH ' - Denne pin er der, så vi kan daisy -chain disse IC'er, hvis vi forbinder denne QH' til SER -pin på en anden IC, og giver begge IC'er det samme ursignal, de vil opføre sig som en enkelt IC med 16 udgange. Denne teknik er naturligvis ikke begrænset til to IC'er-du kan daisy-chain så mange som du vil, hvis du har nok strøm til dem alle.

Trin 4: Tilslutning af skærm med Arduino gennem 74HC595

Så nu har vi tilstrækkelig viden om skiftregister -IC, derfor går vi over til implementeringsdelen. I dette trin udfører vi forbindelserne for at styre SSD med Arduino gennem 74HC595 IC.

Nødvendige materialer: Arduino UNO, Seven Segment Display, 74HC595 Shift Register IC, Jumperkabler.

1) Tilslut IC'en til SSD på følgende måde:-

• IC Pin nr. 1 (Q1) for at vise pin til segment B gennem en modstand.
• IC Pin nr. 2 (Q2) for at vise pin til segment C gennem en modstand.
• IC Pin nr. 3 (Q3) for at vise pin til segment D gennem en modstand.
• IC Pin nr. 4 (Q4) for at vise pin til segment E gennem en modstand.
• IC Pin nr. 5 (Q5) for at vise pin til segment F gennem en modstand.
• IC Pin nr. 6 (Q6) for at vise pin til segment G gennem en modstand.
• IC Pin nr. 7 (Q7) for at vise pin til segment Dp gennem en modstand.
• Fælles pin på displayet til enten strøm- eller jordskinnen. Hvis du har et fælles anodeskærm, skal du slutte fælles til strømskinnen, ellers skal et fælles katodeskærm slutte til jordskinnen

2) Tilslut pin nr. 10 (registrer klar pin) på IC'en til strømskinnen. Det forhindrer registret i at rydde, da det er en aktiv lav pin.

3) Tilslut stift nr. 13 (Output Enable Pin) på IC'en til jordskinnen. Det er en aktiv-høj pin, så når den holdes på lavt, vil den gøre det muligt for IC at give output.

4) Tilslut Arduino Pin 2 til Pin12 (Latch Pin) på IC.

5) Tilslut Arduino Pin 3 til Pin14 (Data Pin) på IC.

6) Tilslut Arduino Pin 4 til Pin11 (Clock Pin) på IC.

7) Tilslut Vcc og GND for IC'en til Arduino.

Når du har udført alle disse forbindelser, ender du med et kredsløb, der ligner det i billedet ovenfor, og efter alle disse trin skal du gå over til kodningsdelen.

Trin 5: Kodning af Arduino til styring af syv segmenters display

I dette trin koder vi Arduino UNO for at vise forskellige cifre på displayet med syv segmenter. Trinene til det er som følger:-

1) Tilslut Arduino Uno til din pc.

2) Gå videre til Github -depotet for dette projekt herfra.

3) Åbn filen "7segment_arduino.ino" i depotet, og åbn koden til dette projekt.

4) Kopier denne kode, og indsæt den i din Arduino IDE, og upload den til tavlen.

Når koden uploades, vil du kunne se tal fra 0 til 9 vises på displayet med en forsinkelse på 1 sek.

Trin 6: Du kan lave din egen sådan

Så ved at følge alle disse trin kan du lave dette projekt på egen hånd, som vil ligne det, der er vist på billedet ovenfor. Du kan også prøve det samme projekt uden Shift Register IC, og du får at vide, hvordan denne IC er nyttig til at levere output til flere objekter på én gang, også ved at bruge et mindre antal GPIO -ben. Du kan også prøve daisy-chaining af et antal af disse IC'er og styre et stort antal sensorer eller enheder osv.

Håber du kunne lide denne vejledning.