Kontrollere display med syv segmenter ved hjelp av Arduino og 74HC595 skiftregister: 6 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Hei, hva skjer, gutter! Akarsh her fra CETech.

Seven Segment Displays er gode å se på og er alltid et praktisk verktøy for å vise data i form av sifre, men det er en ulempe i dem som er at når vi styrer en Seven Segment Display i virkeligheten, kontrollerer vi 8 forskjellige lysdioder og kontrollerer hver av dem krever vi forskjellige utganger, men hvis vi bruker en egen GPIO -pin for hver av lysdiodene på syv segmentdisplayer, kan vi få mangel på pins på mikrokontrolleren vår, og til slutt vil vi ikke ha noe sted å gjøre andre viktige tilkoblinger. Dette kan virke som et stort problem for deg, men løsningen på dette problemet er veldig enkel. Vi trenger bare å bruke 74HC595 Shift register IC. En enkelt 74HC595 IC kan brukes til å levere utganger til 8 forskjellige punkter bortsett fra at vi også kan koble til en rekke av disse ICene og bruke dem til å kontrollere et stort antall enheter det også ved å bruke bare 3 GPIO -pinner på mikrokontrolleren din.

Så i dette prosjektet vil vi bruke en 74HC595 Shift register IC med Arduino for å kontrollere en Seven Segment -skjerm bare ved å bruke 3 GPIO -pinner på Arduino og forstå hvordan denne IC kan vise seg å være et flott verktøy.

Trinn 1: Få PCB -er for prosjektene dine

Du må sjekke PCBWAY for å bestille PCB online billig!

Du får 10 PCB -er av god kvalitet produsert og sendt til døren din for en billig penge. Du vil også få rabatt på frakt på din første bestilling. Last opp Gerber -filene dine til PCBWAY for å få dem produsert med god kvalitet og rask leveringstid. Sjekk ut deres online Gerber viewer -funksjon. Med belønningspoeng kan du få gratis ting fra gavebutikken deres.

Trinn 2: Om 74HC595 skiftregister

Et 74HC595 skiftregister er en 16 -pins SIPO IC. SIPO står for Serial In og Parallel Out, noe som betyr at den tar inngang serielt en bit om gangen og gir utgang parallelt eller samtidig på alle utgangspinnene. Vi vet at skiftregistre vanligvis brukes til lagringsformål, og at eiendommen til registrene brukes her. Dataene glir inn gjennom den serielle inngangspinnen og går videre til den første utgangspinnen og forblir der til en annen inngang kommer inn i IC -en så snart en annen inngang mottas, den tidligere lagrede inngangen skifter til neste utgang og de nylig angitte dataene kommer videre til den første pinnen. Denne prosessen fortsetter til lagringen av IC ikke er full, dvs. før den mottar 8 innganger. Men når IC-lagringen blir full så snart den mottar den 9. inngangen, går den første inngangen ut gjennom QH-pinnen, hvis det er et annet skiftregister som kobles til det nåværende registeret gjennom QH-pinnen, går dataene videre til det registrer deg ellers går den tapt og innkommende data fortsetter å komme inn ved å skyve de tidligere lagrede dataene. Denne prosessen er kjent som Overflowing. Denne IC bruker bare 3 GPIO-pinner for å koble til mikrokontrolleren, og derfor kan vi ved å bruke bare 3 GPIO-pinner på mikrokontrolleren kontrollere uendelige enheter ved å kjede flere av disse ICene til hverandre.

Et eksempel fra den virkelige verden som bruker skiftregister er 'Original Nintendo Controller'. Hovedkontrolleren til Nintendo Entertainment System trengte å få alle knappetrykk i serie, og den brukte et skiftregister for å utføre denne oppgaven.

Trinn 3: Pin -diagram over 74HC595

Selv om denne IC er tilgjengelig i en rekke varianter og modeller, vil vi her diskutere Pinout of Texas Instruments SN74HC595N IC. For mer detaljert informasjon om denne IC, kan du se databladet herfra.

Shift Register IC har følgende pins:-

1) GND - Denne pinnen er koblet til jordpinnen til mikrokontrolleren eller strømforsyningen.

2) Vcc - Denne pinnen er koblet til Vcc på mikrokontrolleren eller strømforsyningen, da den er en 5V logisk nivå IC. 5V strømforsyning er å foretrekke for det.

3) SER - Det er dataene for seriell inngangspinne som legges inn serielt gjennom denne pinnen, det vil si at en bit om gangen legges inn.

4) SRCLK - Det er Shift Register Clock Pin. Denne pinnen fungerer som klokken for skiftregisteret når klokkesignalet tilføres gjennom denne pinnen. Siden IC er en positiv kant som utløses for å flytte biter inn i skiftregisteret, må denne klokken være HØY.

5) RCLK - Det er registerklokkenålen. Det er en veldig viktig pinne fordi for å observere utganger på enhetene som er koblet til disse IC -ene må vi lagre inngangene i låsen, og for dette formålet må RCLK -pinnen være HØY.

6) SRCLR- Det er Shift Register klar Pin. Den brukes når vi trenger å slette lagringen av skiftregisteret. Det setter elementene som er lagret i registeret til 0 på en gang. Det er en negativ logikk Pin. Derfor, når vi trenger å slette registret, må vi bruke et LOW -signal på denne pinnen, ellers bør den holdes på HIGH.

7) OE- Det er Output Enable Pin. Det er en negativ logisk pinne, og når denne pinnen er satt til HIGH, settes registret til en høy impedans -tilstand, og utgangene overføres ikke. For å få utgangene må vi sette denne pinnen til lav.

8) Q1 -Q7 - Dette er utgangspinnene og må kobles til en slags utgang, for eksempel lysdioder og sju segmenters display etc.

9) QH ' - Denne pinnen er der, slik at vi kan kjede disse ICene daisy -chain hvis vi kobler denne QH' til SER -pinnen til en annen IC, og gir begge ICs det samme klokkesignalet, de vil oppføre seg som en enkelt IC med 16 utganger. Selvfølgelig er denne teknikken ikke begrenset til to IC-er-du kan daisy-chain så mange du vil hvis du har nok strøm til dem alle.

Trinn 4: Koble til skjerm med Arduino gjennom 74HC595

Så nå har vi tilstrekkelig kunnskap om skiftregister -IC, og derfor går vi over til implementeringsdelen. I dette trinnet vil vi gjøre tilkoblingene for å kontrollere SSD med Arduino gjennom 74HC595 IC.

Nødvendige materialer: Arduino UNO, syv segment display, 74HC595 skiftregister IC, jumperkabler.

1) Koble IC til SSD på følgende måte:-

• IC -pinne nr. 1 (Q1) for å vise pinne for segment B gjennom en motstand.
• IC -pinne nr. 2 (Q2) for å vise pinne for segment C gjennom en motstand.
• IC -pinne nr. 3 (Q3) for å vise pinne for segment D gjennom en motstand.
• IC -pinne nr. 4 (Q4) for å vise pinne for segment E gjennom en motstand.
• IC -pinne nr. 5 (Q5) for å vise pinne for segment F gjennom en motstand.
• IC -pinne nr. 6 (Q6) for å vise pinne for segment G gjennom en motstand.
• IC -pinne nr. 7 (Q7) for å vise pinne for segment Dp gjennom en motstand.
• Felles pin på skjermen til enten strøm- eller bakkeskinnen. Hvis du har en felles anodeskjerm, kobler du felles til strømskinnen, ellers kobler du til en vanlig katodeskjerm til jordskinnen

2) Koble pin nr. 10 (registrer Clear Pin) på IC til strømskinnen. Det forhindrer registeret i å tømme ettersom det er en aktiv lavpinne.

3) Koble pin nr. 13 (Output Enable Pin) til IC til jordskinnen. Det er en aktiv-høy pinne, så når den holdes på lavt, vil den gjøre det mulig for IC å gi utganger.

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

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

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

7) Koble Vcc og GND for IC til Arduino.

Etter å ha gjort alle disse tilkoblingene vil du ende opp med en krets som ligner den på bildet ovenfor, og etter alle disse trinnene må du gå over til kodingsdelen.

Trinn 5: Koding av Arduino for å kontrollere sju segmenters display

I dette trinnet vil vi kode Arduino UNO for å vise forskjellige sifre på Seven Segment Display. Trinnene for det er som følger:-

1) Koble Arduino Uno til PCen.

2) Gå til Github -depotet for dette prosjektet herfra.

3) Åpne filen "7segment_arduino.ino" i depotet, og dette vil åpne koden for dette prosjektet.

4) Kopier denne koden og lim den inn i Arduino IDE og last den opp til brettet.

Etter hvert som koden lastes opp, vil du kunne se tall fra 0 til 9 vises på displayet med en forsinkelse på 1 sek.

Trinn 6: Du kan lage din egen slik

Så ved å følge alle disse trinnene kan du lage dette prosjektet på egen hånd som vil se ut som det som er vist på bildet ovenfor. Du kan også prøve det samme prosjektet uten Shift Register IC, og du vil bli kjent med hvordan denne IC er nyttig for å levere utganger til flere objekter samtidig som også bruker et mindre antall GPIO -pinner. Du kan også prøve å kjede flere av disse IC-ene og kontrollere et stort antall sensorer eller enheter etc.

Håper du likte denne opplæringen.