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1.1.4 Display a 7 Segmenti

Introduzione

Proviamo a gestire un display a 7 segmenti per visualizzare le cifre da 0 a 9 e le lettere da A a F.

Componenti Necessari

Per questo progetto, avremo bisogno dei seguenti componenti.

../_images/1.1.4_7_segment_list.png

Schema a Blocchi

Collega il pin ST_CP del 74HC595 al GPIO18 del Raspberry Pi, SH_CP al GPIO27, DS al GPIO17 e le porte di uscita parallela agli 8 segmenti del display a 7 segmenti LED.

Invia i dati al pin DS per il registro a scorrimento quando SH_CP (l’ingresso di clock del registro a scorrimento) è al fronte di salita, e al registro di memoria quando ST_CP (l’ingresso di clock della memoria) è al fronte di salita.

In questo modo, puoi controllare gli stati di SH_CP e ST_CP tramite i GPIO del Raspberry Pi per convertire i dati di ingresso seriale in uscita parallela, risparmiando GPIO e guidando il display.

T-Board Name

physical

BCM

GPIO17

Pin 11

17

GPIO18

Pin 12

18

GPIO27

Pin 13

27
../_images/1.1.4_7_segment_schematic.png

Procedure Sperimentali

Passo 1: Costruisci il circuito.

../_images/1.1.4_7-Segment_circuit.png

Passo 2: Accedi alla cartella del codice.

cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/python-pi5

Passo 3: Esegui il programma.

sudo python3 1.1.4_7-Segment.py

Dopo l’esecuzione del codice, vedrai il display a 7 segmenti mostrare le cifre da 0 a 9 e da A a F.

Avvertimento

Se appare l’errore RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address, consulta Se gpiozero non funziona.

Codice

Nota

Puoi Modificare/Reimpostare/Copiare/Eseguire/Arrestare il codice qui sotto. Ma prima, è necessario andare al percorso del codice sorgente, come davinci-kit-for-raspberry-pi/python-pi5. Dopo aver modificato il codice, puoi eseguirlo direttamente per vedere l’effetto. Dopo aver verificato che non ci siano problemi, puoi usare il pulsante Copy per copiare il codice modificato, poi aprire il codice sorgente nel Terminale tramite il comando nano e incollarlo.

#!/usr/bin/env python3
from gpiozero import OutputDevice
from time import sleep

# Pin GPIO collegati al registro a scorrimento 74HC595
SDI = OutputDevice(17)   # Ingresso dati seriali
RCLK = OutputDevice(18)  # Ingresso clock della memoria (Clock del registro)
SRCLK = OutputDevice(27) # Clock del registro a scorrimento

# Codici esadecimali per visualizzare le cifre su un display a 7 segmenti a catodo comune
segCode = [
    0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d,
    0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71
]

def hc595_shift(data):
    # Scorrimento di 8 bit di dati nel 74HC595
    for bit in range(8):
        # Imposta SDI su alto o basso in base al bit di dati
        SDI.value = 0x80 & (data << bit)
        # Attiva il clock del registro a scorrimento
        SRCLK.on()
        sleep(0.001)
        SRCLK.off()
    # Blocca i dati sull’uscita attivando il clock della memoria
    RCLK.on()
    sleep(0.001)
    RCLK.off()

def display_all_on():
    # Funzione per accendere tutti i segmenti (per display a 7 segmenti a catodo comune)
    all_on_code = 0x3f
    hc595_shift(all_on_code)
    print("Displaying all segments on")

try:
    while True:
        # Visualizza ciascuna cifra esadecimale sul display a 7 segmenti
        for code in segCode:
            hc595_shift(code)  # Trasferisci il codice nel 74HC595
            # Stampa il codice del segmento visualizzato
                print(f"Displaying segCode[{segCode.index(code)}]: 0x{code:02X}")
            sleep(0.5)  # Pausa tra ogni cifra visualizzata

except KeyboardInterrupt:
    # Gestisce l'interruzione dello script (ad es. Ctrl+C)
    pass

Spiegazione del Codice

  1. Questo snippet importa le classi necessarie per il progetto. OutputDevice da gpiozero è usato per controllare i componenti hardware collegati ai pin GPIO, e sleep da time per aggiungere ritardi.

    #!/usr/bin/env python3
from gpiozero import OutputDevice
from time import sleep

  2. SDI, RCLK e SRCLK corrispondono rispettivamente all’Ingresso Dati Seriali, all’Ingresso Clock della Memoria (Clock del Registro) e al Clock del Registro a Scorrimento del 74HC595.

    # Pin GPIO collegati al registro a scorrimento 74HC595
SDI = OutputDevice(17)   # Ingresso dati seriali
RCLK = OutputDevice(18)  # Ingresso clock della memoria (Clock del registro)
SRCLK = OutputDevice(27) # Clock del registro a scorrimento

  3. segCode è un array che contiene i codici esadecimali per ogni cifra da visualizzare sul display a 7 segmenti.

    # Codici esadecimali per visualizzare le cifre su un display a 7 segmenti a catodo comune
segCode = [
    0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d,
    0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71
]

  4. Questa funzione scorre 8 bit di dati nel 74HC595. Immette ciascun bit in SDI, attiva SRCLK per scorrere il bit e utilizza RCLK per bloccare i dati sull’uscita.

    def hc595_shift(data):
    # Scorrimento di 8 bit di dati nel 74HC595
    for bit in range(8):
        # Imposta SDI su alto o basso in base al bit di dati
        SDI.value = 0x80 & (data << bit)
        # Attiva il clock del registro a scorrimento
        SRCLK.on()
        sleep(0.001)
        SRCLK.off()
    # Blocca i dati sull’uscita attivando il clock della memoria
    RCLK.on()
    sleep(0.001)
    RCLK.off()

  5. Questa funzione accende tutti i segmenti del display inviando un codice specifico a hc595_shift.

    def display_all_on():
    # Funzione per accendere tutti i segmenti (per display a 7 segmenti a catodo comune)
    all_on_code = 0x3f
    hc595_shift(all_on_code)
    print("Displaying all segments on")

  6. Nel ciclo principale, ogni codice in segCode viene inviato al display in sequenza, con una pausa tra ciascuno.

    try:
    while True:
        # Visualizza ciascuna cifra esadecimale sul display a 7 segmenti
        for code in segCode:
            hc595_shift(code)  # Trasferisci il codice nel 74HC595
            # Stampa il codice del segmento visualizzato
                   print(f"Displaying segCode[{segCode.index(code)}]: 0x{code:02X}")
            sleep(0.5)  # Pausa tra ogni cifra visualizzata

  7. Questa parte del codice gestisce l’interruzione dello script (come Ctrl+C) in modo sicuro.

    except KeyboardInterrupt:
    # Gestisce l'interruzione dello script (ad es. Ctrl+C)
    pass