Pagkontrol sa Pitong Segment na Display Gamit ang Arduino at 74HC595 Shift Register: 6 na Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

Hoy, ano na, Guys! Akarsh dito mula sa CETech.

Ang Pitong Segment Ipinapakita ay mahusay na tingnan at palaging isang madaling gamiting tool upang maipakita ang data sa anyo ng mga digit ngunit may isang sagabal sa kanila na kung saan kinokontrol namin ang isang Pitong Segment Display sa katotohanan kinokontrol namin ang 8 magkakaibang mga LED at upang makontrol bawat isa sa kanila ay nangangailangan kami ng iba't ibang mga output ngunit kung gumagamit kami ng isang hiwalay na pin ng GPIO para sa bawat isa sa mga LED sa pitong segment na display maaari kaming harapin ang isang kakulangan ng Pins sa aming microcontroller at sa huli ay maiiwan kaming walang lugar upang gumawa ng iba pang mahahalagang koneksyon. Maaaring sa tingin mo ito bilang isang malaking problema ngunit ang solusyon sa problemang ito ay napaka-simple. Kailangan lang naming gamitin ang 74HC595 Shift register IC. Ang isang solong 74HC595 IC ay maaaring magamit upang magbigay ng mga output sa 8 magkakaibang mga puntos bukod sa maaari din naming ikonekta ang isang bilang ng mga IC na ito at gamitin ang mga ito upang makontrol ang isang malaking bilang ng mga aparato na sa pamamagitan din ng pag-ubos lamang ng 3 GPIO pin ng iyong microcontroller.

Kaya sa proyektong ito, gagamitin namin ang isang 74HC595 Shift register IC sa Arduino upang makontrol ang isang display ng Seven Segment sa pamamagitan lamang ng paggamit ng 3 GPIO pin ng Arduino at maunawaan kung paano mapatunayan na ang IC na ito ay isang mahusay na tool.

Hakbang 1: Kumuha ng Mga PCB para sa Iyong Mga Proyekto na Pinagawa

Dapat mong suriin ang PCBWAY para sa pag-order ng mga PCB online para sa murang!

Makakakuha ka ng 10 mahusay na kalidad na mga PCB na gawa at naipadala sa iyong pintuan para sa murang. Makakakuha ka rin ng isang diskwento sa pagpapadala sa iyong unang order. I-upload ang iyong mga Gerber file papunta sa PCBWAY upang makagawa ang mga ito ng mahusay na kalidad at mabilis na oras ng pag-ikot. Suriin ang kanilang online Gerber viewer function. Sa mga puntos ng gantimpala, maaari kang makakuha ng mga libreng bagay mula sa kanilang tindahan ng regalo.

Hakbang 2: Mga 74HC595 Shift Rehistro

Ang isang 74HC595 Shift Register ay isang 16 Pin SIPO IC. Ang SIPO ay nangangahulugang Serial In at Parallel Out na nangangahulugang tumatagal ng pag-input nang serally nang paisa-isa at nagbibigay ng output na parallelly o sabay-sabay sa lahat ng mga output pin. Alam namin na ang mga rehistro ng Shift ay karaniwang ginagamit para sa mga layunin ng pag-iimbak at ang pag-aari ng mga rehistro ay ginagamit dito. Ang data ay dumulas sa pamamagitan ng serial input pin at nagpapatuloy sa unang output pin at mananatili doon hanggang sa isa pang Input ay dumating sa loob ng IC sa sandaling natanggap ang ibang input, ang dating nakaimbak na input ay lumipat sa susunod na output at ang bagong ipinasok na data ay dumating sa sa unang pin. Ang prosesong ito ay nagpapatuloy hanggang ang pag-iimbak ng IC ay hindi kumpleto hanggang sa makatanggap ng 8 mga input. Ngunit kapag ang pag-iimbak ng IC ay napuno kaagad sa natanggap nito ang ika-9 na input ang unang input ay lumalabas sa pamamagitan ng QH 'pin kung mayroong isa pang shift register na daisy-chaced sa kasalukuyang rehistro sa pamamagitan ng QH' pin pagkatapos ang data ay lumipat sa na magrehistro kung hindi man mawawala at ang papasok na data ay patuloy na papasok sa pamamagitan ng pag-slide ng dating nakaimbak na data. Ang prosesong ito ay kilala bilang Overflow. Gumagamit lamang ang IC na ito ng 3 mga pin ng GPIO upang kumonekta sa microcontroller at samakatuwid sa pamamagitan ng pag-ubos lamang ng 3 GPIO pin ng microcontroller maaari naming makontrol ang mga walang katapusang aparato sa pamamagitan ng daisy-chains ng isang bilang ng mga IC sa bawat isa.

Ang isang halimbawa sa totoong mundo na gumagamit ng rehistro ng shift ay ang 'Orihinal na Nintendo Controller'. Ang pangunahing tagapamahala ng Nintendo Entertainment System na kinakailangan upang makuha ang lahat ng pagpindot sa mga pindutan nang serial, at gumamit ito ng shift register upang magawa ang gawaing iyon.

Hakbang 3: Pin Diagram ng 74HC595

Kahit na ang IC na ito ay magagamit sa isang bilang ng mga pagkakaiba-iba at mga modelo tatalakayin namin dito ang Pinout ng Texas Instruments SN74HC595N IC. Para sa mas detalyadong impormasyon sa IC na ito, maaari kang mag-refer sa datasheet nito mula dito.

Ang Shift Register IC ay may mga sumusunod na pin: -

1) GND - Ang pin na ito ay konektado sa Ground pin ng microcontroller o ang power supply.

2) Vcc - Ang pin na ito ay konektado sa Vcc ng microcontroller o Power supply dahil ito ay isang 5V antas ng lohika IC. Mas gusto ang 5V power supply para dito.

3) SER - Ito ang data ng Serial Input Pin na ipinasok nang serial sa pamamagitan ng Pin na ito ibig sabihin ay naipasok nang kaunti.

4) SRCLK - Ito ang Shift Register Clock Pin. Ang pin na ito ay gumaganap bilang orasan para sa Shift Registro habang inilalagay ang signal ng Clock sa pamamagitan ng pin na ito. Tulad ng IC ay isang positibong gilid na nag-trigger kaya upang ilipat ang mga piraso sa rehistro ng Shift, ang orasan na ito ay kailangang maging TAAS.

5) RCLK - Ito ang rehistro ng Clock pin. Napakahalagang Pin dahil upang maobserbahan ang mga output sa mga aparato na konektado sa mga IC na ito kailangan nating iimbak ang mga input sa aldaba at para sa hangaring ito, ang RCLK pin ay kailangang maging TAAS.

6) SRCLR- Ito ang Shift Rehistro malinaw na Pin. Ginagamit ito tuwing kailangan naming limasin ang imbakan ng rehistro ng Shift. Itinatakda nito ang mga elemento na nakaimbak sa Rehistro sa 0 nang sabay-sabay. Ito ay isang negatibong lohika Pin kung kaya't kailangan nating limasin ang rehistro na kailangan namin upang mag-apply ng isang LOW signal sa pin na ito kung hindi man dapat itong itago sa TAAS.

7) OE- Ito ang Output Enable Pin. Ito ay isang negatibong logic pin at tuwing ang pin na ito ay itinakda sa TAAS ang rehistro ay itinakda sa isang mataas na estado ng Impedance at ang mga Output ay hindi naililipat. Upang makuha ang Mga Output kailangan nating itakda ang pin na ito sa mababang.

8) Q1-Q7 - Ito ang mga Output Pins at kailangang makakonekta sa ilang uri ng Output tulad ng LEDs at Pitong Segment Display atbp.

9) QH '- Ang Pin na ito ay naroroon upang maaari naming daisy-chain ang mga IC na ito kung ikinonekta namin ang QH' na ito sa SER pin ng isa pang IC, at bigyan ang parehong mga IC ng parehong signal ng orasan, mag-uugali sila tulad ng isang solong IC na may 16 mga output Siyempre, ang diskarteng ito ay hindi limitado sa dalawang mga IC - maaari kang mag-daisy-chain ng maraming hangga't gusto mo kung mayroon kang sapat na lakas para sa kanilang lahat.

Hakbang 4: Pagkonekta sa Display Sa Arduino Sa Pamamagitan ng 74HC595

Kaya Ngayon mayroon kaming sapat na kaalaman tungkol sa Shift Register IC kaya't magtutungo kami sa bahagi ng Pagpapatupad. Sa hakbang na ito, gagawin namin ang mga koneksyon upang makontrol ang SSD sa Arduino sa pamamagitan ng 74HC595 IC.

Mga Kagamitan na Kinakailangan: Arduino UNO, Seven Segment Display, 74HC595 Shift Register IC, Jumper cables.

1) Ikonekta ang IC sa SSD sa sumusunod na pamamaraan: -

• Ang IC Pin No. 1 (Q1) upang ipakita ang pin para sa Segment B sa pamamagitan ng isang risistor.
• Ang IC Pin No. 2 (Q2) upang ipakita ang pin para sa Segment C sa pamamagitan ng isang risistor.
• Ang IC Pin No. 3 (Q3) upang ipakita ang pin para sa Segment D sa pamamagitan ng isang risistor.
• Ang IC Pin No. 4 (Q4) upang ipakita ang pin para sa Segment E sa pamamagitan ng isang risistor.
• Ang IC Pin No. 5 (Q5) upang ipakita ang pin para sa Segment F sa pamamagitan ng isang risistor.
• Ang IC Pin No. 6 (Q6) upang ipakita ang pin para sa Segment G sa pamamagitan ng isang risistor.
• Ang IC Pin No. 7 (Q7) upang ipakita ang pin para sa Segment Dp sa pamamagitan ng isang risistor.
• Karaniwang pin sa Display sa alinman sa kapangyarihan o ground rail. Kung mayroon kang isang Karaniwang Anode Display, kumonekta sa karaniwan sa power rail, kung hindi man para sa isang Common Cathode Display kumonekta sa ground rail

2) Ikonekta ang Pin No. 10 (Magrehistro I-clear ang Pin) ng IC sa power rail. Pipigilan nito ang Pagrehistro mula sa pag-clear dahil ito ay isang aktibong mababang pin.

3) Ikonekta ang Pin No. 13 (Output Paganahin ang Pin) ng IC sa ground rail. Ito ay isang aktibong-mataas na pin kung gayon kapag pinananatiling mababa ay paganahin ang IC na magbigay ng mga output.

4) Ikonekta ang Arduino Pin 2 sa Pin12 (Latch Pin) ng IC.

5) Ikonekta ang Arduino Pin 3 sa Pin14 (Data Pin) ng IC.

6) Ikonekta ang Arduino Pin 4 sa Pin11 (Clock Pin) ng IC.

7) Ikonekta ang Vcc at GND ng IC sa na ng Arduino.

Matapos gawin ang lahat ng mga Koneksyon na ito magtatapos ka sa isang circuit na katulad ng sa imahe sa itaas at pagkatapos ng lahat ng mga hakbang na ito kailangan mong magtungo sa bahagi ng Coding.

Hakbang 5: Ang Coding Arduino upang Makontrol ang Pitong Segment na Pagpapakita

Sa hakbang na ito, ise-code namin ang Arduino UNO upang maipakita ang iba't ibang mga digit sa Seven Segment Display. Ang mga hakbang para dito ay ang mga sumusunod: -

1) Ikonekta ang Arduino Uno sa iyong PC.

2) Pumunta sa Repository ng Github ng proyektong ito mula dito.

3) Sa repository buksan ang file na "7segment_arduino.ino" bubuksan nito ang code para sa proyektong ito.

4) Kopyahin ang code na ito at i-paste ito sa iyong Arduino IDE at i-upload ito sa board.

Habang nai-upload ang code magagawa mong makita ang mga numero mula 0 hanggang 9 na lilitaw sa Display sa pagkaantala ng 1 seg.

Hakbang 6: Maaari Mong Gawin ang Iyong Sariling Tulad Ito

Kaya sa pamamagitan ng pagsunod sa lahat ng mga hakbang na ito maaari mong gawin ang proyektong ito sa iyong sarili na magiging katulad ng ipinakita sa imahe sa itaas. Maaari mo ring subukan ang parehong proyekto nang walang Shift Rehistro IC at malalaman mo kung paano kapaki-pakinabang ang IC na ito sa pagbibigay ng mga output sa maraming mga object nang sabay-sabay na gumagamit din ng mas kaunting bilang ng mga GPIO pin. Maaari mo ring subukan ang daisy-chains ng isang bilang ng mga IC na ito at makontrol ang isang malaking bilang ng mga sensor o aparato atbp.

Sana nagustuhan mo ang tutorial na ito.