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1.1.4 7セグメントディスプレイ

イントロダクション

このプロジェクトでは、0から9およびAからFの数字と文字を表示するために7セグメントディスプレイを駆動します。

コンポーネント

../_images/list_7_segment2.png

回路図

74HC595のST_CPをRaspberry PiのGPIO18に、SH_CPをGPIO27に、DSをGPIO17に接続し、パラレル出力ポートをLEDセグメントディスプレイの8つのセグメントに接続します。SH_CP（シフトレジスタのクロック入力）が立ち上がりエッジにあるときにDSピンにデータを入力し、ST_CP（メモリのクロック入力）が立ち上がりエッジにあるときにメモリレジスタにデータを入力します。その後、Raspberry PiのGPIOを介してSH_CPとST_CPの状態を制御し、シリアルデータ入力をパラレルデータ出力に変換してRaspberry PiのGPIOを節約し、ディスプレイを駆動することができます。

../_images/schematic_7_segment2.png

実験手順

ステップ1: 回路を構築します。

../_images/image732.png

ステップ2: コードのフォルダに移動します。

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

ステップ3: コードを実行します。

sudo node 7-segment_display.js

コードが実行されると、7セグメントディスプレイに0-9、A-Fが表示されます。

コード

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);

コードの説明

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

0からFまでの16進数（共通カソード）のセグメントコード配列を定義します。

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

ピン17、18、27を出力モードとして初期化し、それぞれを SDI 、 RCLK 、 SRCLK にコピーします。

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);
}

hc595_shift 関数を実装して、 segCode 配列のフィールドを数字に変換し、デジタルチューブに表示します。

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

datデータをビットごとにSDI(DS)に割り当てます。ここでdat=0x3f（0011 1111）、j=2の場合、0x3fは2ビット右シフトします（<<）。1111 1100 (0x3f << 2) & 1000 0000 (0x80) = 1000 0000、これはtrueです。この時点で、1がSDIに書き込まれます。

SRCLK.trigger(1,1);

立ち上がりエッジパルスを生成し、DSデータをシフトレジスタに移動します。

trigger(pulseLen, level)

  • pulseLen - マイクロ秒単位のパルス長（1 - 100）

  • level - 0または1

GPIOにトリガーパルスを送信します。GPIOはpulseLenマイクロ秒間levelに設定され、その後levelでない状態にリセットされます。

RCLK.trigger(1,1);

立ち上がりエッジパルスを生成し、データをシフトレジスタからストレージレジスタに移動します。

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

最後に、 hc595_shift() 関数を使用して segCode のフィールドを変換し、デジタルチューブを通じて表示します。

現象の写真

../_images/image741.jpeg