Note

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2.4 Microchip - 74HC595¶

Bienvenue dans ce projet passionnant ! Dans ce projet, nous allons utiliser la puce 74HC595 pour contrôler un affichage déroulant de 8 LED.

Imaginez déclencher ce projet et assister à un flux de lumière fascinant, comme un arc-en-ciel scintillant sautant entre les 8 LED. Chaque LED s’allumera une par une puis s’éteindra rapidement, tandis que la LED suivante continuera de briller, créant un effet magnifique et dynamique.

En utilisant habilement la puce 74HC595, nous pouvons contrôler l’état de marche et d’arrêt de plusieurs LED pour obtenir cet effet de flux. Cette puce possède plusieurs broches de sortie qui peuvent être connectées en série pour contrôler la séquence d’illumination des LED. De plus, grâce à l’extensibilité de la puce, nous pouvons facilement ajouter plus de LED à l’affichage déroulant, créant ainsi des effets encore plus spectaculaires.

Composants nécessaires

Dans ce projet, nous aurons besoin des composants suivants.

Il est définitivement pratique d’acheter un kit complet, voici le lien :

Nom	ARTICLES DANS CE KIT	LIEN
Kit de démarrage ESP32	320+	ESP32 Starter Kit

Vous pouvez également les acheter séparément via les liens ci-dessous.

INTRODUCTION DES COMPOSANTS	LIEN D’ACHAT
ESP32 carte	Acheter
Extension de caméra ESP32	ACHETER
Plaque d’essai	Acheter
Fils de connexion	Acheter
Résistance	Acheter
LED	Acheter
74HC595	Acheter

Broches disponibles

Voici une liste des broches disponibles sur la carte ESP32 pour ce projet.

Broches disponibles

IO13, IO12, IO14, IO27, IO26, IO25, IO33, IO32, IO15, IO2, IO0, IO4, IO5, IO18, IO19, IO21, IO22, IO23

Schéma

../../_images/circuit_2.4_74hc595_led.png

Lorsque MR (broche 10) est au niveau haut et CE (broche 13) est au niveau bas, les données sont entrées sur le front montant de SHcp et vont au registre de mémoire via le front montant de SHcp.
Si les deux horloges sont connectées ensemble, le registre à décalage est toujours une impulsion en avance sur le registre de mémoire.
Il y a une broche d’entrée de décalage série (DS), une broche de sortie série (Q7”) et un bouton de réinitialisation asynchrone (niveau bas) dans le registre de mémoire.
Le registre de mémoire sort un bus avec un parallèle 8 bits et en trois états.
Lorsque OE est activé (niveau bas), les données dans le registre de mémoire sont sorties vers le bus (Q0 ~ Q7).

Câblage

Code

Note

Ouvrez le fichier 2.4_microchip_74hc595.py situé dans le chemin esp32-starter-kit-main\micropython\codes, ou copiez et collez le code dans Thonny. Ensuite, cliquez sur « Exécuter le script actuel » ou appuyez sur F5 pour l’exécuter.
Assurez-vous de sélectionner l’interpréteur « MicroPython (ESP32).COMxx » dans le coin inférieur droit.

import machine
import time

# Initialiser les broches pour le registre à décalage 74HC595
sdi = machine.Pin(25, machine.Pin.OUT)  # DS
rclk = machine.Pin(27, machine.Pin.OUT)  # STcp
srclk = machine.Pin(26, machine.Pin.OUT)  # SHcp

# Définir la fonction hc595_shift pour décaler les données dans le registre à décalage 74HC595
def hc595_shift(dat):
    # Mettre la broche RCLK à bas
    rclk.off()

    # Itérer à travers chaque bit (de 7 à 0)
    for bit in range(7, -1, -1):
        # Extraire le bit actuel des données d'entrée
        value = 1 & (dat >> bit)

        # Mettre la broche SRCLK à bas
        srclk.off()

        # Définir la valeur de la broche SDI
        sdi.value(value)

        # Synchroniser le bit actuel dans le registre à décalage en mettant la broche SRCLK à haut
        srclk.on()

    # Verrouiller les données dans le registre de stockage en mettant la broche RCLK à haut
    rclk.on()

num = 0

# Décaler les données dans le 74HC595 pour créer un motif de LED en mouvement
for i in range(16):
    if i < 8:
        num = (num << 1) + 1  # Décalage vers la gauche et définir le bit de poids faible à 1
    elif i >= 8:
        num = (num & 0b01111111) << 1  # Masquer le bit de poids fort et décaler vers la gauche
    hc595_shift(num)  # Décaler la valeur actuelle dans le 74HC595
    print("{:0>8b}".format(num))  # Afficher la valeur actuelle au format binaire
    time.sleep_ms(200)  # Attendre 200 millisecondes avant de décaler la valeur suivante

Pendant l’exécution du script, vous verrez les LED s’allumer une par une, puis s’éteindre dans l’ordre initial.

Comment ça marche ?

Ce code est utilisé pour contrôler un registre à décalage 8 bits (74595) et sortir différentes valeurs binaires vers le registre à décalage, chaque valeur étant affichée sur une LED pendant une certaine période de temps.

Le code importe les modules machine et time, où le module machine est utilisé pour contrôler les E/S matérielles et le module time est utilisé pour implémenter des délais et d’autres fonctions.
import machine import time
Trois ports de sortie sont initialisés à l’aide de la fonction machine.Pin(), correspondant au port de données (SDI), au port d’horloge de stockage (RCLK) et au port d’horloge du registre à décalage (SRCLK) du registre à décalage.
# Initialiser les broches pour le registre à décalage 74HC595 sdi = machine.Pin(25, machine.Pin.OUT) # DS rclk = machine.Pin(27, machine.Pin.OUT) # STcp srclk = machine.Pin(26, machine.Pin.OUT) # SHcp

Une fonction appelée hc595_shift() est définie pour écrire des données de 8 bits dans le registre à décalage.

def hc595_shift(dat):
    # Mettre la broche RCLK à bas
    rclk.off()

    # Itérer à travers chaque bit (de 7 à 0)
    for bit in range(7, -1, -1):
        # Extraire le bit actuel des données d'entrée
        value = 1 & (dat >> bit)

        # Mettre la broche SRCLK à bas
        srclk.off()

        # Définir la valeur de la broche SDI
        sdi.value(value)

        # Synchroniser le bit actuel dans le registre à décalage en mettant la broche SRCLK à haut
        srclk.on()

    # Verrouiller les données dans le registre de stockage en mettant la broche RCLK à haut
    rclk.on()

À propos de la boucle for.
for i in range(16): if i < 8: num = (num << 1) + 1 # Décalage vers la gauche et définir le bit de poids faible à 1 elif i >= 8: num = (num & 0b01111111) << 1 # Masquer le bit de poids fort et décaler vers la gauche hc595_shift(num) # Décaler la valeur actuelle dans le 74HC595 print("{:0>8b}".format(num)) # Afficher la valeur actuelle au format binaire time.sleep_ms(200) # Attendre 200 millisecondes avant de décaler la valeur suivante
- La variable i est utilisée pour contrôler la valeur binaire de sortie. Lors des 8 premières itérations, la valeur de num sera successivement 00000001, 00000011, 00000111, …, 11111111, qui est décalée d’un bit vers la gauche puis ajoutée de 1.
- Lors des 9e à 16e itérations, le bit de poids fort de 1 est d’abord changé en 0, puis décalé d’un bit vers la gauche, ce qui donne les valeurs de sortie 00000010, 00000100, 00001000, …, 10000000.
- À chaque itération, la valeur de num est passée à la fonction hc595_shift() pour contrôler le registre à décalage afin de sortir la valeur binaire correspondante.
- En même temps que la sortie de la valeur binaire, la fonction print() sort la valeur binaire sous forme de chaîne dans le terminal.
- Après avoir sorti la valeur binaire, le programme fait une pause de 200 millisecondes en utilisant la fonction time.sleep_ms(), afin que la valeur sur la LED reste affichée pendant une certaine période de temps.