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1.1.4 7-Segment-Anzeige

Einführung

Lassen Sie uns versuchen, eine 7-Segment-Anzeige zu steuern, um eine Zahl von 0 bis 9 und A bis F anzuzeigen.

Benötigte Komponenten

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

../_images/list_7_segment1.png

Es ist definitiv praktisch, ein ganzes Set zu kaufen, hier ist der Link:

Name

ARTIKEL IN DIESEM KIT

LINK

Raphael Kit

337

Raphael Kit

Sie können sie auch einzeln über die untenstehenden Links kaufen.

KOMPONENTENBESCHREIBUNG

KAUF-LINK

GPIO Extension Board

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Steckbrett

KAUFEN

Jumper-Kabel

KAUFEN

Widerstand

KAUFEN

7-Segment-Anzeige

KAUFEN

74HC595

KAUFEN

Schaltplan

Verbinden Sie den ST_CP-Pin des 74HC595 mit dem Raspberry Pi GPIO18, SH_CP mit GPIO27, DS mit GPIO17 und die parallelen Ausgangsports mit den 8 Segmenten der LED-Segmentanzeige. Geben Sie Daten im DS-Pin in das Schieberegister ein, wenn SH_CP (der Takteingang des Schieberegisters) an der steigenden Flanke ist, und in das Speicherregister, wenn ST_CP (der Takteingang des Speichers) an der steigenden Flanke ist. Dann können Sie die Zustände von SH_CP und ST_CP über die Raspberry Pi GPIOs steuern, um die serielle Dateneingabe in parallele Datenausgabe zu transformieren, um so Raspberry Pi GPIOs zu sparen und die Anzeige zu steuern.

../_images/schematic_7_segment1.png

Experimentelle Verfahren

Schritt 1: Bauen Sie den Schaltkreis.

../_images/image731.png

Schritt 2: Navigieren Sie zum Ordner mit dem Code.

cd ~/raphael-kit/nodejs/

Schritt 3: Führen Sie den Code aus.

sudo node 7-segment_display.js

Nachdem der Code ausgeführt wurde, zeigt die 7-Segment-Anzeige 0-9, A-F an.

Code

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);

Code-Erklärung

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

Definieren Sie ein Hexadezimal-Segment-Code-Array (gemeinsame Kathode) von 0 bis 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 });

Initialisieren Sie die Pins 17, 18 und 27 im Ausgabemodus und kopieren Sie sie jeweils nach SDI, RCLK und SRCLK.

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);
}

Implementieren Sie eine hc595_shift-Funktion, um die Felder im Array segCode in Zahlen umzuwandeln und sie auf der Digitalröhre anzuzeigen.

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

Weisen Sie die Daten von dat bitweise SDI(DS) zu. Hier nehmen wir an, dat=0x3f(0011 1111). Wenn j=2 ist, wird 0x3f 2 Bits nach rechts verschoben (<<). 1111 1100 (0x3f << 2) & 1000 0000 (0x80) = 1000 0000, ist wahr. Zu diesem Zeitpunkt wird 1 auf SDI geschrieben.

SRCLK.trigger(1,1);

Erzeugen Sie einen ansteigenden Flankenimpuls und verschieben Sie die DS-Daten in das Schieberegister.

trigger(pulseLen, level)

  • pulseLen - Impulslänge in Mikrosekunden (1 - 100)

  • level - 0 oder 1

Sendet einen Triggerimpuls an das GPIO. Das GPIO wird für pulseLen Mikrosekunden auf das Level gesetzt und dann auf nicht-Level zurückgesetzt.

RCLK.trigger(1,1);

Erzeugen Sie einen ansteigenden Flankenimpuls und verschieben Sie die Daten vom Schieberegister in das Speicherregister.

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

Verwenden Sie schließlich die Funktion hc595_shift() um die Felder in segCode umzuwandeln und sie durch die Digitalröhre anzuzeigen.

Phänomen-Bild

../_images/image741.jpeg