Arduino- ի և 74HC595 Shift Register- ի միջոցով յոթ հատվածի ցուցադրման վերահսկում. 6 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

Այ, ինչ կա, տղերք: Աքարշ այստեղ CETech- ից:

Յոթ հատվածային ցուցադրումները լավ են նայելու համար և միշտ հարմար գործիք են թվերը տեսքով ցուցադրելու համար, սակայն դրանցում կա մի թերություն, որն այն է, որ երբ իրականում մենք վերահսկում ենք յոթ հատվածի ցուցադրումը, մենք վերահսկում ենք 8 տարբեր LED և վերահսկում Նրանցից յուրաքանչյուրը պահանջում է տարբեր ելքեր, բայց եթե յոթ հատվածի էկրանին յուրաքանչյուր LED- ի համար օգտագործենք առանձին GPIO- ի քորոց, ապա կարող ենք մեր միկրոկառավարիչի PIN- ների պակաս ունենալ, և, ի վերջո, այլ կարևոր կապեր անելու տեղ չենք ունենա: Սա ձեզ կարող է թվալ որպես մեծ խնդիր, բայց այս խնդրի լուծումը շատ պարզ է: Մենք պարզապես պետք է օգտագործենք 74HC595 Shift գրանցման IC- ն: 74HC595 միասնական IC- ն կարող է օգտագործվել 8 տարբեր կետերի ելքեր տրամադրելու համար, բացի այդ, մենք կարող ենք միացնել այս IC- ների մի մասը և օգտագործել դրանք մի շարք սարքերի վերահսկման համար, որոնք նույնպես սպառում են ձեր միկրոկառավարիչի ընդամենը 3 GPIO կապը:

Այսպիսով, այս նախագծում մենք կօգտագործենք 74HC595 Shift գրանցամատյան Arduino- ի հետ ՝ յոթ հատվածի ցուցադրումը վերահսկելու համար ՝ օգտագործելով Arduino- ի 3 GPIO կապ և հասկանալ, թե ինչպես կարող է այս IC- ն հիանալի գործիք լինել:

Քայլ 1: Ստացեք արտադրված նախագծերի համար PCB- ներ

Դուք պետք է ստուգեք PCBWAY- ը ՝ PCB- ներ առցանց էժան պատվիրելու համար:

Դուք ստանում եք 10 լավ որակի PCB, որոնք արտադրվում և առաքվում են ձեր շեմին էժան գնով: Դուք նաև կստանաք զեղչ առաքման առաջին պատվերի դեպքում: Վերբեռնեք ձեր Gerber ֆայլերը PCBWAY- ի վրա, որպեսզի դրանք արտադրվեն լավ որակով և արագ շրջադարձի ժամանակով: Ստուգեք նրանց Gerber դիտողի առցանց գործառույթը: Պարգևատրման միավորներով դուք կարող եք անվճար ապրանքներ ստանալ նրանց նվերների խանութից:

Քայլ 2. 74HC595 հերթափոխի գրանցման մասին

74HC595 Shift Register- ը 16 PIN SIPO IC է: SIPO- ն նշանակում է Serial In և Parallel Out, ինչը նշանակում է, որ այն մուտքագրում է հաջորդականորեն մեկ բիթ և միաժամանակ ապահովում է ելք բոլոր ելքային կապում զուգահեռաբար կամ միաժամանակ: Մենք գիտենք, որ Shift գրանցամատյաններն ընդհանուր առմամբ օգտագործվում են պահեստավորման համար, և գրանցիչների այդ հատկությունը օգտագործվում է այստեղ: Տվյալները սահում են սերիական մուտքագրման քորոցով և անցնում առաջին ելքային քորոցին և մնում այնտեղ, մինչև որ մեկ այլ մուտք մուտք գործի IC- ի ներսում, մեկ այլ մուտք ստանալուն պես, նախկինում պահված մուտքը անցնում է հաջորդ ելքին և գալիս են նոր մուտքագրված տվյալները: անցնել առաջին քորոցին: Այս գործընթացը շարունակվում է այնքան ժամանակ, քանի դեռ IC- ի պահեստը լիարժեք չէ, այսինքն `մինչև 8 մուտքագրում ստանալը: Բայց երբ IC պահոցը լցվում է 9-րդ մուտքն ստանալուն պես, առաջին մուտքագրումը դուրս է գալիս QH 'pin- ի միջոցով, եթե QH' pin- ի միջոցով ընթացիկ գրանցամատյանում շղթայված այլ հերթափոխի գրանցամատյան է, ապա տվյալները տեղափոխվում են դրան գրանցվեք, հակառակ դեպքում այն կորչում է, և մուտքային տվյալները շարունակում են մուտք գործել ՝ սահեցնելով նախկինում պահված տվյալները: Այս գործընթացը հայտնի է որպես Overflowing: Այս IC- ն օգտագործում է ընդամենը 3 GPIO կապ, միկրոկոնտրոլերին միանալու համար և, հետևաբար, միկրոկոնտրոլերի ընդամենը 3 GPIO կապանք սպառելով, մենք կարող ենք վերահսկել անսահմանափակ սարքերը `միմյանց միացնելով այս IC- ների մի շարք:

Իրական աշխարհի օրինակը, որն օգտագործում է հերթափոխի գրանցամատյանը, «Original Nintendo Controller»-ն է: Nintendo Entertainment System- ի հիմնական վերահսկիչին անհրաժեշտ էր հաջորդաբար ստանալ բոլոր կոճակները, և այդ խնդիրը կատարելու համար այն օգտագործել էր հերթափոխի գրանցամատյանը:

Քայլ 3. 74HC595- ի ամրացման դիագրամ

Չնայած այս IC- ն առկա է մի շարք սորտերի և մոդելների, մենք այստեղ կքննարկենք Texas Instruments SN74HC595N IC- ի Pinout- ը: Այս IC- ի վերաբերյալ ավելի մանրամասն տեղեկությունների համար կարող եք հղել դրա տվյալների թերթիկին այստեղից:

Shift Register IC- ն ունի հետևյալ կապում ՝-

1) GND - Այս կապը միացված է միկրոկառավարիչի կամ էլեկտրասնուցման աղբյուրի գրունտին:

2) Vcc - Այս կապը միացված է միկրոկառավարիչի կամ սնուցման աղբյուրի Vcc- ին, քանի որ դա 5 Վ տրամաբանական մակարդակի IC է: Դրա համար նախընտրելի է 5 Վ էլեկտրամատակարարումը:

3) SER - Դա Serial Input Pin- ի տվյալներն են, որոնք հաջորդաբար մուտքագրվում են այս Pin- ի միջոցով, այսինքն `միաժամանակ մուտքագրվում է մեկ բիթ:

4) SRCLK - Դա Shift Register ժամացույցի քորոցն է: Այս քորոցը գործում է որպես Shift Register- ի ժամացույց, քանի որ ժամացույցի ազդանշանը կիրառվում է այս քորոցի միջոցով: Քանի որ IC- ն դրական եզր է, որը գործարկվում է այնպես, որ բիթերը տեղափոխվի Shift գրանցամատյան, այս ժամացույցը պետք է լինի ԲԱՐՁՐ:

5) RCLK - Դա գրանցման ժամացույցի քորոցն է: Դա շատ կարևոր քորոց է, քանի որ այս IC- ներին միացված սարքերի ելքերը դիտելու համար մենք պետք է մուտքերը պահենք սողնակի մեջ և այդ նպատակով RCLK կապը պետք է լինի բարձր:

6) SRCLR- Դա Shift Register- ի հստակ քորոցն է: Այն օգտագործվում է ամեն անգամ, երբ մենք պետք է մաքրենք Shift ռեգիստրի պահեստը: Այն գրանցամատյանում պահվող տարրերը միանգամից 0 է սահմանում: Դա բացասական տրամաբանություն է: Հետևաբար, երբ մենք պետք է մաքրենք գրանցամատյանը, մենք պետք է LOW ազդանշան կիրառենք այս կապում, հակառակ դեպքում այն պետք է պահվի HIGH- ում:

7) OE- Դա ելքի միացման PIN- ն է: Դա բացասական տրամաբանական քորոց է, և երբ այս կապը սահմանվում է HIGH- ի վրա, գրանցամատյանը դրվում է բարձր դիմադրողականության վիճակում, և արդյունքները չեն փոխանցվում: Արդյունքները ստանալու համար մենք պետք է այս կապը դնենք ցածր:

8) Q1 -Q7 - դրանք ելքային կապում են և պետք է միացված լինեն ինչ -որ ելքի, ինչպիսիք են LED- ները և յոթ հատվածի ցուցադրումը և այլն:

9) QH ' - Այս քորոցն այնտեղ է, որպեսզի մենք կարողանանք շղթայել այս IC- ները, եթե այս QH- ն միացնենք մեկ այլ IC- ի SER pin- ին, և երկու IC- ներին տրամադրենք ժամացույցի նույն ազդանշանը, նրանք կպահեն 16 -ով մեկ IC- ի նման: ելքեր: Իհարկե, այս տեխնիկան չի սահմանափակվում երկու IC- ով. Դուք կարող եք շղթայել այնքան, որքան ցանկանում եք, եթե դրանց բոլորի համար ունեք բավարար ուժ:

Քայլ 4. Էկրանը Arduino- ի հետ միացնելը 74HC595- ի միջոցով

Այսպիսով, մենք այժմ ունենք բավարար գիտելիքներ Shift Register IC- ի վերաբերյալ, ուստի մենք կանցնենք դեպի Իրականացման մաս: Այս քայլին մենք կկատարենք կապերը, որպեսզի վերահսկենք SSD- ն Arduino- ի հետ 74HC595 IC- ի միջոցով:

Պահանջվող նյութեր ՝ Arduino UNO, Seven Segment Display, 74HC595 Shift Register IC, Jumper մալուխներ:

1) IC- ն միացրեք SSD- ին հետևյալ եղանակով.

• IC Պին No1 (Q1) ՝ B հատվածի համար քորոց ցուցադրելու համար դիմադրության միջոցով:
• IC Պին թիվ 2 (Q2) `C հատվածի համար քորոց ցուցադրելու համար դիմադրության միջոցով:
• IC Pin No 3 (Q3) ՝ D հատվածի համար քորոց ցուցադրելու համար դիմադրության միջոցով:
• IC Pin No 4 (Q4) ՝ E հատվածի համար քորոց ցուցադրելու համար դիմադրության միջոցով:
• IC Pin No 5 (Q5) F հատվածի համար քորոց ցուցադրելու համար դիմադրության միջոցով:
• IC Pin No 6 (Q6) ՝ G հատվածի համար քորոց ցուցադրելու համար դիմադրության միջոցով:
• IC Pin No7 (Q7) ՝ հատվածի Dp- ի համար քորոց ցուցադրելու համար դիմադրության միջոցով:
• Commonուցադրման ընդհանուր կապը կամ հոսանքի կամ ցամաքային երկաթուղու վրա: Եթե ունեք ընդհանուր անոդի էկրան, միացրեք ընդհանուրը հոսանքի ռելսին, հակառակ դեպքում սովորական կաթոդի ցուցադրման համար միացեք գետնին:

2) IC- ի No 10 (Register Clear Pin) միացրեք հոսանքի ռելսին: Դա կկանխի գրանցամատյանի մաքրումը, քանի որ այն ակտիվ ցածր քորոց է:

3) IC- ի թիվ 13 (Output Enable Pin) կապը միացրեք գետնին: Այն ակտիվ-բարձր քորոց է, հետևաբար, երբ այն ցածր է պահվում, այն հնարավորություն կտա IC- ին արդյունքներ տալ:

4) Arduino Pin 2 -ը միացրեք IC- ի Pin12- ին (Latch Pin):

5) Arduino Pin 3 -ը միացրեք IC- ի Pin14- ին (Data Pin):

6) Arduino Pin 4 -ը միացրեք IC- ի Pin11- ին (ockամացույցի քորոց):

7) Միացրեք Vcc- ն և IC- ի GND- ը Arduino- ին:

Այս բոլոր կապերն անելուց հետո դուք կստանաք մի շրջան, որը նման է վերևի պատկերին, և այս բոլոր քայլերից հետո ձեզ հարկավոր է անցնել դեպի Կոդավորման մաս:

Քայլ 5. Arduino- ի ծածկագրումը ՝ յոթ հատվածի ցուցադրումը վերահսկելու համար

Այս քայլում մենք կոդավորելու ենք Arduino UNO- ն ՝ յոթ հատվածի ցուցադրման վրա տարբեր թվանշաններ ցուցադրելու համար: Դրա համար քայլերը հետևյալն են.

1) Միացրեք Arduino Uno- ն ձեր համակարգչին:

2) Այստեղից գնացեք այս նախագծի Github պահոց:

3) Պահեստում բացեք «7segment_arduino.ino» ֆայլը, սա կբացի այս նախագծի ծածկագիրը:

4) Պատճենեք այս կոդը և տեղադրեք այն ձեր Arduino IDE- ում և վերբեռնեք այն տախտակին:

Երբ ծածկագիրը վերբեռնվի, դուք կկարողանաք տեսնել, որ 0 -ից 9 համարները հայտնվում են Էկրանին 1 վայրկյան ուշացումով:

Քայլ 6: Դուք կարող եք ինքներդ պատրաստել այսպիսին

Հետևելով այս բոլոր քայլերին, կարող եք ինքնուրույն կատարել այս նախագիծը, որը նման կլինի վերևում պատկերվածին: Կարող եք նաև փորձել նույն նախագիծը առանց Shift Register IC- ի, և դուք կիմանաք, թե ինչպես է այս IC- ն օգտակար միանգամից մի քանի օբյեկտների ելքեր տրամադրելու համար, ինչպես նաև ավելի փոքր թվով GPIO կապում: Կարող եք նաև փորձել մի շարք այս IC- ների շղթայով և վերահսկել մեծ թվով տվիչներ կամ սարքեր և այլն:

Հուսով եմ, որ ձեզ դուր եկավ այս ձեռնարկը: