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1.1.5 4桁7セグメントディスプレイ
前書き
次に、4桁7セグメントディスプレイを制御してみてください。
部品

原理
4桁7セグメントディスプレイ
4桁の7セグメントディスプレイは、連携して動作する4つの7セグメントディスプレイで構成されている。

4デジタル7セグメントディスプレイは独立して動作する。人間の視覚的持続性の原理を使用して、ループ内の各7セグメントの文字をすばやく表示し、連続した文字列を形成する。
つまり、ディスプレイに「1234」が表示されている場合、最初の7セグメントに「1」が表示され、「234」は表示されないということである。しばらくすると、2番目の7セグメントに「2」が表示され、7セグメントの1番目、3番目、4番目に表示されなくなり、4つのデジタルディスプレイショーが順番に表示される。このプロセスは非常に短く(通常5ms)、光学的残光効果と視覚的残留の原理により、同時に4つの文字を見ることができる。

表示コード
7セグメントディスプレイ(アノードコモン)がどのように番号を表示するかを知るために、次の表をご参照ください。数字は7セグメントディスプレイに表示される0〜Fの数字である。(DP)GFEDCBAは、0または1に設定された対応のLEDを指す。たとえば、11000000はDPおよびGが1に設定され、他のLEDが0に設定されることを意味する。 したがって、7セグメントディスプレイには0が表示され、HEXコードは16進数に対応する。

回路図
T-Board Name |
physical |
wiringPi |
BCM |
GPIO17 |
Pin 11 |
0 |
17 |
GPIO27 |
Pin 13 |
2 |
27 |
GPIO22 |
Pin 15 |
3 |
22 |
SPIMOSI |
Pin 19 |
12 |
10 |
GPIO18 |
Pin 12 |
1 |
18 |
GPIO23 |
Pin 16 |
4 |
23 |
GPIO24 |
Pin 18 |
5 |
24 |

実験手順
ステップ1: 回路を作る。

ステップ2:コードのフォルダーに入る。
cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/c/1.1.5/
ステップ3:コードをコンパイルする。
gcc 1.1.5_4-Digit.c -lwiringPi
ステップ4:EXEファイルを実行する。
sudo ./a.out
コードの実行後、プログラムは1秒間に1つずつ増やすカウントを行い、4桁の7セグメントディスプレイにそのカウントが表示される。
コード
#include <wiringPi.h>
#include <stdio.h>
#include <wiringShift.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#define SDI 5
#define RCLK 4
#define SRCLK 1
const int placePin[] = {12, 3, 2, 0};
unsigned char number[] = {0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90};
int counter = 0;
void pickDigit(int digit)
{
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
digitalWrite(placePin[i], 0);
}
digitalWrite(placePin[digit], 1);
}
void hc595_shift(int8_t data)
{
int i;
for (i = 0; i < 8; i++)
{
digitalWrite(SDI, 0x80 & (data << i));
digitalWrite(SRCLK, 1);
delayMicroseconds(1);
digitalWrite(SRCLK, 0);
}
digitalWrite(RCLK, 1);
delayMicroseconds(1);
digitalWrite(RCLK, 0);
}
void clearDisplay()
{
int i;
for (i = 0; i < 8; i++)
{
digitalWrite(SDI, 1);
digitalWrite(SRCLK, 1);
delayMicroseconds(1);
digitalWrite(SRCLK, 0);
}
digitalWrite(RCLK, 1);
delayMicroseconds(1);
digitalWrite(RCLK, 0);
}
void loop()
{
while(1){
clearDisplay();
pickDigit(0);
hc595_shift(number[counter % 10]);
clearDisplay();
pickDigit(1);
hc595_shift(number[counter % 100 / 10]);
clearDisplay();
pickDigit(2);
hc595_shift(number[counter % 1000 / 100]);
clearDisplay();
pickDigit(3);
hc595_shift(number[counter % 10000 / 1000]);
}
}
void timer(int timer1)
{
if (timer1 == SIGALRM)
{
counter++;
alarm(1);
printf("%d\n", counter);
}
}
void main(void)
{
if (wiringPiSetup() == -1)
{
printf("setup wiringPi failed !");
return;
}
pinMode(SDI, OUTPUT);
pinMode(RCLK, OUTPUT);
pinMode(SRCLK, OUTPUT);
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
pinMode(placePin[i], OUTPUT);
digitalWrite(placePin[i], HIGH);
}
signal(SIGALRM, timer);
alarm(1);
loop();
}
コードの説明
const int placePin[] = {12, 3, 2, 0};
これらの4つのピンは、4桁の7セグメントディスプレイのアノードコモンピンを制御する。
unsigned char number[] = {0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90};
16進数(アノードコモン)の0〜9のセグメントコード配列。
void pickDigit(int digit)
{
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
digitalWrite(placePin[i], 0);
}
digitalWrite(placePin[digit], 1);
}
値の場所を選択する。毎回有効な場所は1つだけである。有効な場所はhighに書き込まれる。
void loop()
{
while(1){
clearDisplay();
pickDigit(0);
hc595_shift(number[counter % 10]);
clearDisplay();
pickDigit(1);
hc595_shift(number[counter % 100 / 10]);
clearDisplay();
pickDigit(2);
hc595_shift(number[counter % 1000 / 100]);
clearDisplay();
pickDigit(3);
hc595_shift(number[counter % 10000 / 1000]);
}
}
この機能を使用して、4桁の7セグメントディスプレイに表示される番号を設定する。
clearDisplay()
:11111111に書き込み、7セグメントディスプレイ上のこれら8つのLEDをオフにして、表示されたコンテンツを消去する。pickDigit(0)
:4番目の7セグメントディスプレイを選択する。hc595_shift(number[counter%10])
:カウンターの1桁の数字が4番目のセグメントに表示される。
signal(SIGALRM, timer);
これはシステム組み込みの関数であり、コードのプロトタイプは次のとおりである:
sig_t signal(int signum,sig_t handler);
signal()
を実行した後、プロセスは対応する signum(ここでSIGALRM)を受信すると、すぐに既存のタスクを一時停止し、設定関数(ここでtimer(sig))を処理する。
alarm(1);
これもシステム組み込み関数である。コードのプロトタイプは:
unsigned int alarm (unsigned int seconds);
指定した秒数後にSIGALRMシグナルを生成する。
void timer(int timer1)
{
if (timer1 == SIGALRM)
{
counter++;
alarm(1);
printf("%d\n", counter);
}
}
上記の関数を使用して、タイマー関数を実装する。 alarm()
がSIGALRMシグナルを生成した後、タイマー関数が呼び出される。カウンターに1を追加すると、1秒後に関数 alarm(1)
が繰り返し呼び出される。