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1.1.4 7-Segment-Anzeige

Einführung

Versuchen wir, eine 7-Segment-Anzeige zu steuern, um eine Zahl von 0 bis 9 und ein Buchstabe von A bis F anzuzeigen.

Benötigte Komponenten

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

../_images/list_7_segment.png

Es ist definitiv praktisch, ein komplettes Kit 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

KAUFEN

Steckbrett

KAUFEN

Jumper-Kabel

KAUFEN

Widerstand

KAUFEN

7-Segment-Anzeige

KAUFEN

74HC595

KAUFEN

Schaltplan

Verbinden Sie den ST_CP-Pin des 74HC595 mit dem GPIO18 des Raspberry Pi, SH_CP mit GPIO27, DS mit GPIO17 und die parallelen Ausgänge zu den 8 Segmenten der LED-Segmentanzeige. Daten werden am DS-Pin in das Schieberegister eingegeben, wenn SH_CP (der Takteingang des Schieberegisters) an der steigenden Flanke ist, und ins 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 GPIOs des Raspberry Pi steuern, um die serielle Dateneingabe in parallele Datenausgabe umzuwandeln, um so die GPIOs des Raspberry Pi zu sparen und die Anzeige zu steuern.

T-Board Name

physical

wiringPi

BCM

GPIO17

Pin 11

0

17

GPIO18

Pin 12

1

18

GPIO27

Pin 13

2

27
../_images/schematic_7_segment.png

Experimentelle Verfahren

Schritt 1: Bauen Sie die Schaltung auf.

../_images/image73.png

Schritt 2: Wechseln Sie in den Ordner des Codes.

cd ~/raphael-kit/python/

Schritt 3: Ausführen.

sudo python3 1.1.4_7-Segment.py

Nachdem der Code ausgeführt wurde, sehen Sie die 7-Segment-Anzeige, die 0-9, A-F anzeigt.

Code

Bemerkung

Sie können den untenstehenden Code Bearbeiten/Zurücksetzen/Kopieren/Ausführen/Stoppen. Aber zuerst müssen Sie zum Quellcode-Pfad, z.B. raphael-kit/python, gehen. Nachdem Sie den Code geändert haben, können Sie ihn direkt ausführen, um das Ergebnis zu sehen. Nach der Bestätigung, dass keine Probleme vorliegen, können Sie den geänderten Code mit der Kopier-Taste kopieren und dann den Quellcode im Terminal über den nano-Befehl öffnen und einfügen.

import RPi.GPIO as GPIO
import time

# Set up pins
SDI   = 17
RCLK  = 18
SRCLK = 27

# Define a segment code from 0 to F in Hexadecimal
segCode = [0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71]

def setup():
    GPIO.setmode(GPIO.BCM)
    GPIO.setup(SDI, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
    GPIO.setup(RCLK, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
    GPIO.setup(SRCLK, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)

# Shift the data to 74HC595
def hc595_shift(dat):
    for bit in range(0, 8):
        GPIO.output(SDI, 0x80 & (dat << bit))
        GPIO.output(SRCLK, GPIO.HIGH)
        time.sleep(0.001)
        GPIO.output(SRCLK, GPIO.LOW)
    GPIO.output(RCLK, GPIO.HIGH)
    time.sleep(0.001)
    GPIO.output(RCLK, GPIO.LOW)

def main():
    while True:
        # Shift the code one by one from segCode list
        for code in segCode:
            hc595_shift(code)
            print ("segCode[%s]: 0x%02X"%(segCode.index(code), code)) # %02X means double digit HEX to print
            time.sleep(0.5)

def destroy():
    GPIO.cleanup()

if __name__ == '__main__':
    setup()
    try:
        main()
    except KeyboardInterrupt:
        destroy()

Code-Erklärung

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

Ein Segmentcode-Array von 0 bis F in Hexadezimal (gemeinsamer Kathode).

def setup():
    GPIO.setmode(GPIO.BCM)
    GPIO.setup(SDI, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
    GPIO.setup(RCLK, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
    GPIO.setup(SRCLK, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)

Legt ds, st_cp und sh_cp als Ausgangspins fest und initialisiert sie auf einen niedrigen Pegel.

GPIO.output(SDI, 0x80 & (dat << bit))

Weist den dat-Wert bitweise an SDI(DS) zu. Hier nehmen wir an, dat=0x3f(0011 1111) ist; wenn bit=2 ist, wird 0x3f um 2 Bits nach links verschoben (<<). 1111 1100 (0x3f << 2) & 1000 0000 (0x80) = 1000 0000, ergibt true.

GPIO.output(SRCLK, GPIO.HIGH)

Der anfängliche Wert von SRCLK wurde auf LOW gesetzt, hier wird er auf HIGH gesetzt, um einen ansteigenden Flankenimpuls zu erzeugen und das DS-Datum ins Schieberegister zu verschieben.

GPIO.output(RCLK, GPIO.HIGH)

Der anfängliche Wert von RCLK wurde auf LOW gesetzt, hier wird er auf HIGH gesetzt, um eine ansteigende Flanke zu erzeugen, und verschiebt die Daten vom Schieberegister ins Speicherregister.

Bemerkung

Das hexadezimale Format der Zahlen 0~15 sind (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F)

Phänomen-Bild

../_images/image74.jpeg