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1.1.4 Pantalla de 7 Segmentos

Introducción

Vamos a aprender a controlar una pantalla de 7 segmentos para mostrar cifras de 0 a 9 y de A a F.

Componentes

../_images/list_7_segment2.png

Diagrama del Circuito

Conecta el pin ST_CP del 74HC595 al GPIO18 de la Raspberry Pi, SH_CP a GPIO27 y DS a GPIO17. Los puertos de salida paralelos se conectan a los 8 segmentos de la pantalla LED. Introduce datos en el pin DS al registro de desplazamiento cuando SH_CP (entrada de reloj del registro de desplazamiento) está en el flanco ascendente, y al registro de memoria cuando ST_CP (entrada de reloj de la memoria) está en el flanco ascendente. Puedes controlar los estados de SH_CP y ST_CP a través de los GPIO de la Raspberry Pi para transformar la entrada de datos seriales en salida de datos paralelos, ahorrando así pines GPIO en la Raspberry Pi y manejando la pantalla.

../_images/schematic_7_segment2.png

Procedimiento Experimental

Paso 1: Construye el circuito.

../_images/image732.png

Paso 2: Dirígete a la carpeta del código.

cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/nodejs/

Paso 3: Ejecuta el código.

sudo node 7-segment_display.js

Después de ejecutar el código, verás que la pantalla de 7 segmentos muestra de 0 a 9 y de A a F.

Código

const Gpio = require('pigpio').Gpio;

const segCode = [0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71];

const SDI = new Gpio(17, { mode: Gpio.OUTPUT });
const RCLK = new Gpio(18, { mode: Gpio.OUTPUT });
const SRCLK = new Gpio(27, { mode: Gpio.OUTPUT });

function hc595_shift(dat) {
    for (let j = 0; j < 8; j++) {
        let code = 0x80 & (dat << j);
        if (code != 0) {
            code = 1;
        }
        SDI.digitalWrite(code);
        SRCLK.trigger(1,1);
    }
    RCLK.trigger(1,1);
}

let index = -1;
setInterval(() => {
    index = (index+1)%16;
    hc595_shift(segCode[index]);
}, 1000);

Explicación del Código

const segCode = [0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71];

Define un arreglo de códigos de segmentos en hexadecimal (cátodo común) de 0 a F.

const SDI = new Gpio(17, { mode: Gpio.OUTPUT });
const RCLK = new Gpio(18, { mode: Gpio.OUTPUT });
const SRCLK = new Gpio(27, { mode: Gpio.OUTPUT });

Inicializa los pines 17, 18 y 27 en modo de salida, y los asigna a SDI, RCLK y SRCLK respectivamente.

function hc595_shift(dat) {
    for (let j = 0; j < 8; j++) {
        let code = 0x80 & (dat << j);
        if (code != 0) {
            code = 1;
        }
        SDI.digitalWrite(code);
        SRCLK.trigger(1,1);
    }
    RCLK.trigger(1,1);
}

Implementa una función hc595_shift para convertir los campos del arreglo segCode en números y mostrarlos en la pantalla de 7 segmentos.

let code = 0x80 & (dat << j);
if (code != 0) {
    code = 1;
}
SDI.digitalWrite(code);

Asigna los datos dat a SDI(DS) bit a bit. Por ejemplo, si dat=0x3f (0011 1111), cuando j=2, 0x3f se desplazará a la derecha (<<) 2 bits. 1111 1100 (0x3f << 2) & 1000 0000 (0x80) = 1000 0000, lo cual es verdadero. En este momento, se escribe un 1 en SDI.

SRCLK.trigger(1,1);

Genera un pulso ascendente y transfiere los datos de DS al registro de desplazamiento.

trigger(pulseLen, level)

  • pulseLen - longitud del pulso en microsegundos (1 - 100)

  • level - 0 o 1

Envía un pulso de activación al GPIO. El GPIO se configura a nivel durante pulseLen microsegundos y luego se restablece a no nivel.

RCLK.trigger(1,1);

Genera un pulso ascendente y mueve los datos del registro de desplazamiento al registro de almacenamiento.

let index = -1;
setInterval(() => {
    index = (index+1)%16;
    hc595_shift(segCode[index]);
}, 1000);

Finalmente, utiliza la función hc595_shift() para convertir los campos en segCode y mostrarlos en la pantalla de 7 segmentos.

Imagen del Fenómeno

../_images/image741.jpeg